手推式草坪修剪机设计【带三维模型】

手推式草坪修剪机设计【带三维模型】,带三维模型,手推式,草坪,修剪,设计,三维,模型 山东建筑大学 毕业设计开题报告 学生姓名： 刘传涛 学 号： 2003071256 班 级： 机本035 所在学院： 机电工程学院 专 业： 机械工程及自动化 设计(论文)题目：手推式草坪修剪机设计 指导教师： 汤爱君 王全景 2007 年 4 月 23 日 山东建筑大学毕业论文开题报告 班级：机本035 姓名：刘传涛 论文题目 手推式草坪修剪机设计 一 选题背景和意义： 草坪是高度培育的特殊草地，随着草坪面积的扩大，品质的提高，草坪业逐渐由单一的人工作业向半自动化﹑机械化﹑自动化过度，草坪作业的机械化已经成为十分重要的课题。 大部分的草坪一直到19世纪中叶还在使用镰刀来割草或放牧牛羊以保持草地的整齐性。随着高尔夫球﹑网球以及足球等运动的兴起，保持完整的草地做运动场便成为当务之急。从20世纪起出现以机器代替手工的趋势，于是好的修剪机遂成为草坪管理的必需品。 草坪修剪机分滚切式﹑旋刀式﹑剪切式三类，按动力又可分为手动与机动两类。机动有乘坐式与手推式，北京园林机修厂JUS—420型旋刀式修剪机系单缸四冲程汽油机驱动，功率2.6Kw,一把旋刀，幅宽420mm，每班可修剪2000m2,整机质量40Kg。上海园林机械厂JCG540Ⅱ型滚切式草坪修剪机，乘坐手推两用式，有两个前进档，IE50F—2汽油机功率2.3kw，5片滚刀，幅宽540mm，该机 高，但用于坡地时机组稳定性较差。小庭院的草坪可用上海生产的JCG—250Ⅱ型手推草坪修剪机，人推动前进并使6个滚刀旋转切割草坪，幅宽250mm。德国SOLO522型草坪修剪机为手推式，动力系单缸四冲程汽油机，功率为2.3kW，刀片为剪切式，幅宽800mm。该产品的特点是刀片耐磨，机具噪声低，振动小，对坡地适应性好。改换工作部件可作扫雪工具。 旋刀式剪草机适用于草高25~80mm低要求的草坪，剪幅在0.5~20.m之间。滚切式剪草机适用于草高3~80mm的高要求草坪，剪幅0.5~5.0m之间。 修剪是维持优质草坪的重要作业，它主要是定期除掉草坪草枝条的土表部分。在特定的草坪上，根据所需要的培育强度，修剪的目的是在特定的范围内保持顶端生长，控制不理想的、不耐剪的营养生长，维持一个观赏和游息草坪，产生一个真实的击球表面或发展草坪作物。 修剪的质量由所使用的剪草机的类型和割时草地的状况决定。因此，随各种特殊功能的开发，应重视修剪机具的发展。 我国幅原广阔，地区差异很大。草坪的功能不同，对机具的要求也不同，加之各地区经济发展不平衡，用户的购买能力也有差异，因此草坪机械只有开发系列产品才能满足不同市场的需要。 另外，有些草坪机具一年只用几次，因此草坪机具在以草坪作业为主项的同时，应配备一些附加装置，扩大其使用功能，提高机具的利用率。 二 难点和关键问题： （1） 围绕着零件图纸进行分析，做出综合性的分析。 （2） 对零件进行综合布局，画出总设计的图纸。 （3） 在设计中应合理的选择材料，减少应力集中（如尖角、锐边、表面；粗糙度等）.控制尺寸公差。 （4）本课题的难点是，根据电机的功率和人行走的速度换算出三级变速齿轮的传动比，电机和人力两种动力间的转换。 三 文献总述 从地球有了人类开始，我们就磨削石块，制造工具，开始了工具革命的过程，一直延续至今,最早的剪草工具是小镰刀和手剪。但是I803年美国专利机构公布了剪草机的第一个专利。然而未形成商品。在大西洋披岸 ，一位名叫Edwin Budding的英国人发明了滚刀式剪草机他是一个纺织工人，监视旋转式机械用于修剪呢绒绒毛。他决定将这一工作原理应用于割草 。 1855年 Budding的剪草机在英国问世并受到欢迎,Henxy将它引入美国。 1877年在 Richmond，McGuin试图发展这种剪草机使其容易推动更加实用 1855年美国公司一年生产近50000台草坪剪草机.其构造与今天的手推式剪草机类似 。 1890年还是在英国开始设计有动力驱动的剪草机。第一个成功的动力剪草机由LeyLandMotors制造，为蒸汽动力型，然而，另一个技术革命使它不久即被淘汰。 1885年德国工程师 Gottlieb Daimler 发展了一种小型内燃机，并首先应用在自行车上。建立第一个摩托车。适用的动力源导致发展汽车，飞机甚至洗衣机，随之应用于动力剪草机和园艺机具，另一个英国公司1902年皇家农业协会举办的展览会上展出了6马力的动力剪草机. 美国工程师和革新家在本世纪初的十年中,也致力于动力剪草机的研究1909年Leoni取 到了动力型机械式剪草机专利Leoni的动力型剪草机由汽油机驱动。整个装置行走由马拉。大约在第1次世界大战前不久 ，动力型剪草机开始用于家庭。George 是一位实业家和开发者。他最早开始经营商业，他的马达剪草机公司曾定名为“立即成功 ”。他设计的发动机安装在滚刀式剪草机上。一直保持到1950年。 接着又有其他厂家生产类似的机械。到1927年Hardware Age“年度消费者目录”登出了近21家公司生产动力型草坪剪草机其中的两家厂商一波伦 (Bolens)和蒋索波森(Jacobsen)存在至今,并成为著名厂商 。 美国克里夫兰市的联合铸造供应公司制造的草坪剪草机备有集草袋和自动离台器当刀片遇到外界阻力时即与传动装置自动分离。 美国费拉德尔菲亚（费城）的草坪剪草机公司在广告上登出了全系列的手动马拉和动力驱动的剪草机，从1922年开始推出30和40英时的可乘式剪草机。 事实上，旋刀式剪草机是在战前发展的，然而直到1次世界大战之后才推广。1933年 ,Bolen提出的旋刀式剪草机专利与今天使用的类似 ，有迹象表明，在 1920年之前此种旋刀式剪草机只是为私人使用。1938年出现的旋刀式剪草机获得了商业上的成功Howard为 了解决大面积杂草的修剪问题 一 他立即在他的地下车间开始了研制工作。 Gravely是个花匠，为了解决他花园的耕作问题，使用手推犁刀，1920年他开始生产园艺用拖拉机，并 取得动力犁的专利，更早的园艺拖拉机是在1919年 GiLson Brothers制造 ，Beeman拖拉机公司销售。1927年Hardware Age列出11个园艺拖拉机制造商。包括克里夫兰市的Barcer～ Raulang公司，该公司推出了电动型园艺拖拉机。 1910年瑞士Konrad应用除根的耕作机具。该装置不是第一个转子式中耕机 (早在1857年就有此种机型)，但是早期的机型重量大，达数吨，其动力为蒸气机式，与现代机型完全不同。 1911年德国的Siemens—Sehckert～ Werk公 司 ，在它的专利基础上制造了最早的电动机驱动的中耕机。但是没有得到发展。不久被汽油机所取代 。 1930年Siemens决定将机器引入美国，他来到美国同费城的Kol sey合作。Kelsey 建立 了Rototiller公司，销售从欧州引进的机器。1934年Kelsey的Rototiller公司生产了它的第一台美国制造的中耕机 。 Rototiller公司早期竞争对手之一是 Arien公司，Arien和他的儿子成立了一个公司，声称为美国第一家生产转子式中耕机的公司。Arien公司的第一台转子式中耕机重900磅，未获得成功。随着 1次世界大战爆发，园艺机械的生产也随之停顿。 应该指出，无论是 Ariens公司或 Rototiller公司的中耕机都是后齿型一1936年 Roto--Hoe公司生产了前齿型中耕机 ，在战争初期，它们销售很慢，而前齿型中鞯机在战争之后作为家用设备获得成功 。 链锯的发展也要追溯到 Ⅱ次世界大战爆发之前 。第一具链锯是在1904年。直到战争之后才形成商业产品。Sfihl的链锯重105 磅 ．是在1927年。由两人操作。 动力草坪清扫机也出现在战争之前。创建者是 Parker Pattern。他的儿子 Edwin Parker于1919年进一步发展 。1931年 Edwin作为公司董事长推出公司第一台动力草坪清扫机 。 在园林机械发展的历 史上 。2次世界大战是一个转折点，2次世界大战之后 ，整个国家得到复兴，园林机械也得到重大发展。允许复役军人低价买房不付现金，大批建设房屋并 出售。促使园林设备得到空前发展。 战后，链锯也得到改进。1944年Claude—Poulan监视德国人—战争囚犯在东德克萨斯州砍树。两人操纵链锯。尚需第三个人控制撬扛。战后，他立即着手建立装有发动机的链锯 。生产链锯的公司也在不断增长。横过大西洋，Solo(在1948年 )和 Stihl(在1950 年)是首批生产一人操纵链锯的公司 Stihl承认。最初的一人操纵的链锯重量较重。直到1954年才生产了轻重量级的链锯（重31 磅）。与此同时，其他厂商也发展了轻重量级的链锯。例如1961年Iombard Governor 公司出售一种16英寸，27磅链锯 Steve和Dave HOH试图清除他家占地面积为240亩的庄园杂草。这促使他建立了一个大镰刀。1949年曾形成商品。销售灌木切割机 。 在同一时期，人们利用内燃机为动力驱动扫雪装置，1948年Henry Ariens发展了一种抛雪机的工作样机。直到1960年初才进入市场。 1959年随着园林机械工业的发展。人们意识到需要兴办一个杂志。Bill Qu Jnn．自行车 杂志的发行人开始创办草坪设备期刊 ，1969年，该杂志更名为户外动力设备 （OPE）。 在杂志创办时，按照产品销售的型号与今天几乎差不多。但是随着工业的发展，操作者 的要求在改变，必须考虑操作安全，环境污染及其他关心的问题。 1971年George Ballas为了控制自已庄园树根周围的杂草，他制造了多头带式修剪机 (绳索式割灌机)。达到了理想的效果。1977年 Weed Eater公司推出了单绳带式修剪机 。 当然．园林机械设备的历史没有结束．如同没有明显的起点一样，没有终点它将继续扩大领域为人类作出新的贡献。 四 方案论证 根据电机的功率和人行走的速度换算出三级变速齿轮的传动比，电机和人力两种动力间的转换。 传动装置是大多数机器或机组的主要组成部分。实验证明，传动装置在整台机器的质量和成本中占有很大比例。机器的运转性能和运转费用在很大程度上决定了传动系统的优劣。因此，不断提高传动装置的设计和制造水平具有极其重要的作用。 （1）剪切装置 剪切装置由滚刀和底刀组成，滚刀和底刀结构如下图所示。底刀用六角螺栓固定在底刀架上，剪草时位置不动，刀刃为直线型。滚刀的刀片形状为螺旋曲面，刀刃为螺旋线，五片刀片均匀分布固定在刀架上。剪草时，滚刀向前转动，刀刃由一端开始与底刀刃逐点组成剪口，草随着滚刀刀片螺旋面的旋转被卷进剪口内，并被剪断。上下刀刃剪草过程始终为点接触。 图4.1滚刀和底刀外形图 （2）离合器装置 离合器装置是为了使剪草机正向剪草反向停止旋转而特意设置的工作装置，它是由齿轮和其内的弹簧和钢球组成。剪草时，钢球在弹簧的作用下压紧齿轮内壁迫使起和其他齿轮啮合，从而带动滚刀旋转然后与底刀相切剪草的，当手扶手拉动剪草机向后运动时，由于该齿轮的转速大于与之联结的轴的转速，这样在超越离合器作用下该齿轮将相对轴做超越运动，使得滚刀轴静止不动，不与齿轮轴发生干涉。 五、进度安排 第1、2周 调查查阅 收集查阅资料 第3、4周 资料翻译 总体方案拟定、开题 第5、6周 毕业实习 第7、8周 详细设计 第9、10周 详细设计 第11、12周 详细设计 第13、14周 详细设计 第15、16周 详细设计 第17周 撰写毕业设计说明书 第18周 毕业答辩 六 指导教师意见： 签字： 年 月 日 七 教研室（或开题审查小组）意见： 签字： 年 月 日 注：不够可以加附页 教务处制