環(huán)保型草坪剪草機(jī)設(shè)計(jì)--畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

第一章 緒論1.1 我國(guó)草坪業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)生存環(huán)境的要求越來越高。 草坪綠化已成為衡量一個(gè)國(guó)家、地區(qū)或城市文明與發(fā)展程度的一個(gè)重要指標(biāo)，在美化環(huán)境、固土護(hù)坡、凈化空氣等方面已成為人類的共識(shí)，在生態(tài)環(huán)境建設(shè)和保護(hù)方面將扮演著越來越重要的角色。我國(guó)的草坪建設(shè)也得到了迅速發(fā)展,如城市園林綠化、興建休閑場(chǎng)所等都需要大量的高質(zhì)量草坪,江河堤壩、高速公路、鐵路等交通水利設(shè)施的護(hù)坡以及屋頂花園、室內(nèi)綠化也都需要優(yōu)質(zhì)草坪。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在全國(guó)500城市66萬hm綠地面積中,草坪占18萬hm,1994 年上海草坪綠化面積為300 hm1997 年為800 hm,以后每年以400hm的速度增長(zhǎng);1997 年北京綠地面積已突破2 000hm,人均公共綠地面積為7. 8m,現(xiàn)在每年草坪以300 hm的速度增長(zhǎng)。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求。草坪通過修剪,可以阻止草坪的草抽穗、開花、結(jié)果;修剪可以阻止草坪的草一味地向上生長(zhǎng),使草橫向發(fā)展而成為坪;修剪可以有效地阻止雜草的生長(zhǎng)和病蟲害。因此,草坪業(yè)的迅猛發(fā)展必并將帶動(dòng)一系列產(chǎn)業(yè)的興起。我國(guó)的草坪業(yè)發(fā)展自 20 世紀(jì) 80 年代才起步，在 90 年代后期發(fā)展迅速，到2000 年為止，全國(guó)已建成各類草坪3 億m以上，經(jīng)營(yíng)草業(yè)的公司有 5000多家，草坪業(yè)從業(yè)人員 20 多萬人，總產(chǎn)值超過 100億元，而且規(guī)模呈逐年擴(kuò)大趨勢(shì)。在我國(guó)500 個(gè)城市66 萬h m 綠地面積中,草坪占18 萬h m,并呈高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。90 年代以來我國(guó)的草坪業(yè)年增長(zhǎng)率高達(dá)30 %40 %。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、固土防沙意識(shí)的日益增強(qiáng)，退耕還草政策的進(jìn)一步實(shí)行，草坪業(yè)必然快速發(fā)展。修剪是草坪區(qū)別于其它一些植物的特殊要求，草坪業(yè)的迅猛發(fā)展，意味著草坪剪草機(jī)械的大量需求。1.2 草坪剪草機(jī)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)從世界上第一臺(tái)滾刀式剪草機(jī)的問世,到現(xiàn)在已經(jīng)過了100 多年 ,原來主要應(yīng)用于牧場(chǎng)的機(jī)械已經(jīng)發(fā)展成為有幾十個(gè)品種,適用于不同場(chǎng)合的剪草機(jī)。根據(jù)其工作原理和形式可分為滾刀式、懸刀式和掃雷式三種類型。我國(guó)生產(chǎn)剪草機(jī)起步較晚,生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小,產(chǎn)品用途較為單一,均沒有形成規(guī)模批量,所以長(zhǎng)期以來,草坪剪草機(jī)均以進(jìn)口為主。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1999 年底我國(guó)有各種園林機(jī)械保有量達(dá)10 萬臺(tái),1999 年的剪草機(jī)銷售量在3 萬臺(tái)左右,其中80 %為進(jìn)口。國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的剪草機(jī)械按動(dòng)力劃分可以分為機(jī)動(dòng)和人推的兩類。按動(dòng)力又分為柴油機(jī)、汽油機(jī)騎式(駕乘式)；按配套動(dòng)力和作業(yè)方式分為手推式、手扶推行式、手扶自行式、駕乘式、拖拉機(jī)式等。剪草機(jī)的剪草幅寬一般為 4001000mm，剪草高度從 15100mm 有幾個(gè)調(diào)節(jié)擋位。以刀具類型可分為滾刀式和旋刀式兩大類。滾刀式剪草機(jī)由帶有刀片的滾筒和不動(dòng)的床刀組成。它較旋刀式剪草機(jī)有更好的修剪質(zhì)量,是高質(zhì)量草坪最常用的剪草機(jī)型。適用于草高380 mm 的草坪,其問題主要是價(jià)格貴,維修保養(yǎng)要求嚴(yán)格。而旋刀式剪草機(jī)(又稱懸刀式) 是由橫向懸掛在直立軸上的刀片高速旋轉(zhuǎn)打切草的上部葉片,它適于2580 mm 范圍內(nèi)剪草。它的價(jià)格相對(duì)低廉，保養(yǎng)、維修和使用都很方便，是國(guó)內(nèi)外目前最流行的剪草機(jī)。此外，還有甩繩式和甩刀式剪草機(jī)。據(jù)調(diào)查,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)剪草機(jī)的廠家約有50 家左右。多數(shù)為園藝系統(tǒng)的公司以及轉(zhuǎn)產(chǎn)剪草機(jī)的機(jī)械廠。市場(chǎng)上草坪修剪機(jī)的品牌很多,有進(jìn)口產(chǎn)品,也有國(guó)內(nèi)制造和中外合資的。功率從2. 616. 2 kw,剪幅從43. 2127 cm不等。進(jìn)口剪草機(jī)主要來自于日本、美國(guó)、意大利和瑞典等國(guó),主要品牌和售價(jià)詳見表11。表11 進(jìn)口剪草機(jī)的主要品牌和售價(jià)國(guó)別型式價(jià)格日本本田h1011 坐騎式帶草袋76 cmh3011 坐騎式帶草袋71 cmlm5360hx自行可控刀式帶草袋53 cm5. 2 萬元/ 臺(tái)5. 8 萬元/ 臺(tái)1. 08 萬元/ 臺(tái)美國(guó)mid(美神) :b560c 坐騎式帶草袋76 cm38c 自行式側(cè)除草53 cm2. 98 萬元/ 臺(tái)0. 5 萬元/ 臺(tái)murray(美麗) :2. 62. 8 kw手推式后草袋型22355 型、22545 型手推式側(cè)排草21386 型手推式、21855 型自行式21975、22855、22856 型適用大面積長(zhǎng)時(shí)間剪草意大利花園牌:r484tr 自行式帶草箱46 cmr484 手推式帶草箱46 cm0. 43 萬元/ 臺(tái)0. 38 萬元/ 臺(tái)瑞典kusovarna 系列剪草機(jī)1.3 我國(guó)剪草機(jī)市場(chǎng)預(yù)測(cè)1.3.1 按城市人均應(yīng)有的草坪面積來預(yù)測(cè)根據(jù)國(guó)外有關(guān)專家的研究,城市人均應(yīng)有2530 m的草坪才能解決人們的二氧化碳和氧氣交換的需要。國(guó)外一些城市人均草坪面積與中國(guó)及北京的對(duì)比表見表12。從表12可以看出,我國(guó)人均占有草坪面積與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,有著較大的差距。全國(guó)現(xiàn)有各類草坪面積約為18萬hm ,若每公頃需5 臺(tái)剪草機(jī),現(xiàn)有市場(chǎng)容量就達(dá)90萬臺(tái)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,剪草機(jī)的市場(chǎng)容量將成倍增長(zhǎng)。表12 國(guó)外一些城市和中國(guó)及北京人均草坪面積名稱面積/ m2名稱面積/ m2倫敦70. 4巴黎24. 7紐約45. 7堪培拉70. 5莫斯科37. 0中國(guó)1華沙73. 5北京81.3.2 按種草草坪面積來預(yù)測(cè)新建草坪有兩種方式,一種是以種草種為主,另一種是移植草皮。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),歷年進(jìn)口草種的噸數(shù)如下,1995 年前約為6 000 t ,1996 年為2 500 t ,1998 年為5 000 t ,1999 年為6 000 t 。一般1 m 需20g 草種,按此計(jì)算,1999 年種草面積為3 萬hm ,移種面積為9 萬hm ,共約12 萬hm ,若按每公頃需5 臺(tái)剪草機(jī),僅1999 年時(shí)就需剪草機(jī)60 萬臺(tái)。1.3.3 按國(guó)家建設(shè)部規(guī)劃來預(yù)測(cè)按國(guó)家建設(shè)部規(guī)定,2000 年后城市綠化面積需達(dá)到30 %。目前深圳、珠海、廈門等城市的綠化面積已超過此值。城市人均綠地面積需達(dá)到7 m 以上。照此估計(jì)每年約需56 萬hm草坪,剪草機(jī)30 萬臺(tái)。在草坪的建設(shè)過程中,隨之而來的相關(guān)園林設(shè)備的市場(chǎng)無疑是十分廣闊的。1.4 選題目的意義：綜上所述,我國(guó)綠化環(huán)境使剪草機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展勢(shì)在必行,為此必須防止為爭(zhēng)奪這一市場(chǎng)一哄而起、在低水平低質(zhì)量上重復(fù)建廠生產(chǎn)的不良局面,建議有志于開發(fā)這類產(chǎn)品的企業(yè)聯(lián)合起來開發(fā)產(chǎn)銷對(duì)路的產(chǎn)品。在創(chuàng)名牌,上規(guī)模,上品種,上檔次等方面進(jìn)行有益的競(jìng)爭(zhēng),抓住這個(gè)商機(jī),充分利用原有的廠房設(shè)備,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行技術(shù)改造進(jìn)行一定規(guī)模的生產(chǎn)。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，剪草機(jī)必須符合當(dāng)今人類對(duì)環(huán)境保護(hù)方面的需求,目前市面上的剪草機(jī)大多都是動(dòng)力引擎這會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，帶來環(huán)境污染，在辦公和學(xué)習(xí)的地方，這種動(dòng)力引擎的剪草機(jī)非常不受歡迎。由于動(dòng)力引擎剪草機(jī)有動(dòng)力裝置，保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高;同時(shí)動(dòng)力引擎剪草機(jī)主要依靠刀片的高速旋轉(zhuǎn)把草割斷，通過旋轉(zhuǎn)氣流把草排出，因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使得操作很不舒服。雖然動(dòng)力引擎剪草機(jī)剪草效率較高，剪草效果較好，但是價(jià)格也較昂貴，對(duì)于一般的用戶難以接受。所以研究一種無引擎驅(qū)動(dòng)且造價(jià)較低的剪草機(jī)勢(shì)在必行！ - 38 - 第二章 方案設(shè)計(jì)2.1 工作原理通過市場(chǎng)調(diào)研，我們決定設(shè)計(jì)一種無引擎驅(qū)動(dòng)，無噪音污染，剪草高度可調(diào)節(jié)，簡(jiǎn)潔輕便，操作舒適和美觀適用的草坪剪草機(jī)。工作原理如圖21所示，剪草機(jī)工作時(shí)由人推動(dòng)機(jī)器行走，從而使剪草機(jī)的后輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)大齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪2和1組成的增速機(jī)構(gòu)使得速度得以提升，并帶動(dòng)大鏈輪4回轉(zhuǎn)，通過大鏈輪4帶動(dòng)小鏈輪5運(yùn)動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳遞給滾刀，使固定其上的刀片與固定在底刀軸上的固定刀片形成剪切運(yùn)動(dòng)。圖 21 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖我們所設(shè)計(jì)的手推式草坪剪草機(jī)首先要通過一個(gè)傳力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走的速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)該通過增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞，運(yùn)動(dòng)傳遞到滾刀。通過分析得到手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖，如圖22所示。2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)手推草坪剪草機(jī)功能的技術(shù)原理很多，但各有利有弊，具體分析如下：驅(qū)動(dòng)方式選擇：1） 用腳驅(qū)動(dòng) 用腳驅(qū)動(dòng)時(shí)，一般操作者都需要站在或者坐在被驅(qū)動(dòng)的的機(jī)器上用力操作，這樣所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)除了要完成剪草動(dòng)作外，還要承受操作者的自重，且要有方向控制裝置，使的機(jī)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、尺寸較大，不適合小面積草坪使用。2） 用手驅(qū)動(dòng) 用手驅(qū)動(dòng)可以避免用腳驅(qū)動(dòng)時(shí)存在的問題，使得所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)小巧，且可以靈活操作。因此我們選擇設(shè)計(jì)手動(dòng)式剪草機(jī)。傳力機(jī)構(gòu)增速機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖22 草坪剪草機(jī)的組成框圖斷草方式選擇：1） 用割的方式 即用刀將草截?cái)?。但是草柔軟，而且一端自由，采用割的方式將草截?cái)噍^難以實(shí)現(xiàn)。2） 用打的方式 即用刀片或打草繩將草打斷。用這種方法修草時(shí)所需要的速度非常高，要求在草還沒被打倒之前將草打斷，這樣的修草產(chǎn)品也有，但是都得用引擎驅(qū)動(dòng)，不符合我們的環(huán)保設(shè)計(jì)要求。3） 用剪斷的方式 即用刀將草剪斷，用兩個(gè)刀片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理較容易將草剪斷，而且不需要很高的速度。因此我們選擇設(shè)計(jì)剪斷方式斷草。手動(dòng)的形式又有用手搖動(dòng)和用手推動(dòng)兩種。機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)，如果用手搖動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)，由于剪草機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn)，操作者要完成的動(dòng)作太多，操作很不方便。要使得操作者只通過簡(jiǎn)單的操作即可完成剪草動(dòng)作，可以用手推著剪草機(jī)向前行進(jìn)，靠剪草機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成往復(fù)移動(dòng)而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計(jì)成手推動(dòng)式草坪剪草機(jī)是合理可行的。2.3 用組合法實(shí)現(xiàn)增速為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在剪草機(jī)動(dòng)力輸入構(gòu)件輪子和執(zhí)行構(gòu)件滾刀之間，可以采用鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。由此，設(shè)計(jì)了以下幾種傳動(dòng)方案。為了讓設(shè)計(jì)的剪草機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可以采用齒輪傳動(dòng)。而齒輪傳動(dòng)有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，圓錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)效率低，一般是蝸桿為主動(dòng)輪，且軸線空間交錯(cuò)，用來做剪草機(jī)，會(huì)使得支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圓錐齒輪傳動(dòng)的軸線相交，且其中一個(gè)齒輪需懸掛，也會(huì)使剪草機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪的軸線互相平行，支撐結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，同時(shí)剪草機(jī)的速度不高，載荷也不大，因此，可以選擇直齒圓柱齒輪作為增速機(jī)構(gòu)。由于齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比不能太大，增速不夠明顯，因此采用直齒輪加鏈輪傳動(dòng)的組成方案。機(jī)構(gòu)組成方案如圖23所示。圖23 機(jī)構(gòu)組成方案2.4刀架高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)我們還希望所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)能實(shí)現(xiàn)剪草高度的調(diào)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)此功能，還需要增加一個(gè)能使刀架（包括活動(dòng)刀片和固定刀片）沿垂直方向移動(dòng)的移動(dòng)副，同時(shí)又要保證兩鏈輪之間的中心距保持不變，因此選用曲面滑塊,如圖24所示。圖24 曲面滑塊 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)3.1.1 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1 選定齒輪的類型，精度等級(jí)，材料以及齒數(shù)1） 按照?qǐng)D21所示的傳動(dòng)方案，因?yàn)辇X輪受軸向力很小，故選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，制作比較簡(jiǎn)單可以降低成本。2） 該剪草機(jī)工作時(shí)的速度較低，所以選擇8級(jí)精度（gb10095-88）。3） 材料選擇。由輪齒的失效形式可知，設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)該使齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合以及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此，對(duì)齒輪的材料性能基本要求為：齒面要硬、齒芯要韌。一般齒輪材料有鋼，鑄鐵，以及非金屬材料。齒輪材料的選擇原則：齒輪材料必須滿足工作的要求；應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型的方法以及熱處理和制造工藝：如正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調(diào)質(zhì)碳鋼可以用于制作在中等沖擊載荷平穩(wěn)下工作的齒輪；合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下的齒輪；飛行器中的齒輪傳動(dòng)，要求齒輪尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼；金屬制作的軟齒面齒輪，配對(duì)兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持為3050hbs或更多。由剪草機(jī)的工作條件可知對(duì)齒輪材料要求不高，而且大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，因此可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。根據(jù)齒輪材料選擇的原則以及常用材料的力學(xué)特性選擇大小齒輪的材料為zg310-570，采用表面淬火。2 齒輪尺寸設(shè)計(jì)開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，由于輪齒主要為磨損失效，為使得輪齒不至于過小，故小齒輪不適宜選用過多的齒數(shù)，一般可取z=1720。本設(shè)計(jì)中選擇小齒輪齒數(shù)z=20，大齒輪的齒數(shù)，取。設(shè)計(jì)傳動(dòng)比。人正常行走時(shí)的速度為大約1.2m/s,步距6075cm?？紤]到剪草時(shí)的實(shí)際情況，取0.8m/s。設(shè)計(jì)剪草機(jī)的后輪直徑為430mm。設(shè)想剪草機(jī)工作時(shí)處于理想狀況下即輪子只滾動(dòng)不滑動(dòng)。由此可得，后輪軸的轉(zhuǎn)速約為。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：橡膠輪胎對(duì)土路面的滾動(dòng)摩擦力臂為1015/mm，由于設(shè)計(jì)要求剪草機(jī)質(zhì)量不大于50kg，則車輪沿地面的最大滾動(dòng)阻力矩為。設(shè)計(jì)剪草機(jī)工作壽命為8年。3 軸和軸上齒輪2和齒輪1的設(shè)計(jì)基本參數(shù) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)（2）小齒輪轉(zhuǎn)矩 注：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：圓柱齒輪機(jī)械傳動(dòng)7級(jí)精度的傳動(dòng)效率為0.98-0.995（3）選取齒寬系數(shù)（4）材料的彈性影響系數(shù)（5）由齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（7）查得接觸疲勞壽命系數(shù); （8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，得2）計(jì)算（1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入接觸疲勞許用應(yīng)力中的較小值（2）計(jì)算圓周速度與齒寬（3）計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) 齒高 （4） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)速度,7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù);直齒輪，假設(shè)查得;使用系數(shù);7級(jí)精度小齒輪對(duì)稱支撐布置，；由，得；故載荷系數(shù)2. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）查得小齒輪的彎曲疲勞極限；齒輪的彎曲疲勞極限；（2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；;（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，得（4）計(jì)算載荷系數(shù)（5）查取齒形系數(shù)；（6）查取應(yīng)力校正系數(shù),;（7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較得：大齒輪的數(shù)值大。2） 設(shè)計(jì)計(jì)算由上可得，小齒輪的分度圓直徑大于22.5mm，模數(shù)大于1.013即可滿足齒輪強(qiáng)度要求?？紤]到加工難易以及軸的強(qiáng)度故取模數(shù)m=6.5，小齒輪分度圓直徑為130mm。3. 幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算分度圓直徑 2） 計(jì)算中心距 3） 計(jì)算齒輪寬度 取 , .4） 計(jì)算齒頂圓直徑 5） 計(jì)算齒根圓直徑齒輪結(jié)構(gòu)通常與其幾何尺寸，材料及制造工藝有關(guān)，一般多采用鑄造或者鍛造毛坯。當(dāng)毛坯直徑大于400mm時(shí)，可以考慮鑄造毛坯；當(dāng)齒輪根圓直徑與該處軸所需直徑差值過小時(shí)，為避免由于鍵槽處輪轂過于薄弱而發(fā)生失效，應(yīng)將齒輪與軸加工成一體；由于小齒輪的齒頂圓直徑160mm，所以可以做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。如圖示： 圖 31 齒輪結(jié)構(gòu)形式圖 圖32 小齒輪形狀結(jié)構(gòu)圖而大齒輪的齒頂圓直徑160mm，所以大齒輪的形狀結(jié)構(gòu)如圖3-3所示： 圖33 大齒輪形狀結(jié)構(gòu)圖3.1.2 鏈輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏈傳動(dòng)主要用在要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。其中滾子鏈?zhǔn)褂米顝V，且齒形鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，制造較難，故此處采用滾子鏈鏈傳動(dòng)。 鏈輪的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強(qiáng)度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)多，所受沖擊也較嚴(yán)重，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。所以大鏈輪的材料選用35鋼，小鏈輪則選用20鋼。1. 選擇鏈輪齒數(shù)假設(shè)鏈速v=0.63m/s，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取小鏈輪齒數(shù)；大鏈輪齒數(shù)。2. 計(jì)算功率由手冊(cè)查得工作情況系數(shù),故 3. 確定鏈條鏈節(jié)數(shù)初定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為取節(jié)4. 確定鏈條的節(jié)距p由小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù);選取單排鏈，,故得所需傳遞的功率為由小鏈輪轉(zhuǎn)速及功率,考慮到剪草時(shí)的實(shí)際情況，根據(jù)手冊(cè)選取鏈號(hào)為10a單排鏈。同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)是正確的。再查得鏈節(jié)距p=15.875mm。5. 確定鏈長(zhǎng)l及中心距a中心距減少量實(shí)際中心距取6. 驗(yàn)算鏈速與原假設(shè)相符。7. 驗(yàn)算小鏈輪轂孔由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小鏈輪轂孔許用最大直徑為45mm。8. 幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算分度圓直徑 2） 計(jì)算齒頂圓直徑因此，取因此，取3） 計(jì)算齒根圓直徑小直徑的直徑可制成整體式，中等尺寸的鏈輪可制成孔板式。由計(jì)算結(jié)果可以得出大小鏈輪的形狀結(jié)構(gòu)。如圖3-4，3-5所示：圖34 小鏈輪形狀結(jié)構(gòu)圖圖35 大鏈輪形狀結(jié)構(gòu)圖3.1.3 軸的設(shè)計(jì)1 軸的材料選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造尤為廣泛，其中最常用的是45號(hào)鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作溫度下（低于200），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可以選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉，良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。根據(jù)軸的常用材料及其主要力學(xué)性能，結(jié)合此處的實(shí)際的情況，所受載荷小而且轉(zhuǎn)速低所以三個(gè)軸均選擇用45鋼（調(diào)質(zhì)）。2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置以及形式；軸上零件的類型，尺寸，數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質(zhì)，大小，方向以及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，而且結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而不同，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈和軸承端蓋等來保證的。軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩類，利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力集中。另外，軸肩過多時(shí)也不利于加工。因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場(chǎng)合。套筒定位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，軸上不需開槽鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位。如兩零件的間距較大時(shí)，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量。因套筒與軸的配合較松，如軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，也不宜采用套筒定位。圓螺母定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度，故一般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動(dòng)墊片兩種型式。當(dāng)軸上兩零件間距離較大不宜使用套筒定位時(shí)，也常采用圓螺母定位。軸承端蓋用螺釘或榫槽與箱體聯(lián)接而使?jié)L動(dòng)軸承的外圈得到軸向定位。在一般情況下，整個(gè)軸的軸向定位也常利用軸承端蓋來實(shí)現(xiàn)。軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有鍵花鍵、銷緊定螺釘以及過盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。安裝標(biāo)準(zhǔn)件（如滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等）部位的軸徑，應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值及所選配合的公差。為了使齒輪、軸承等有配合要求的零件裝拆方便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑。為了使與軸作過盈配合的零件易于裝配，相配軸段的壓入端應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不同的尺寸公差。確定各軸段長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長(zhǎng)度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來確定的。為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短23mm。結(jié)合以上設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)各個(gè)軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下：（1） 軸的設(shè)計(jì)1） 求作用在軸上齒輪2的力因?yàn)?，故 （）由此可見，軸所承受的力很小。2） 初步確定軸的最小直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，取=112,于是得考慮到需要開鍵槽以及加工工藝，故取。顯然，軸的最小直徑是安裝車輪處，即。3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足車輪的軸向定位要求，車輪外用m16的螺母定位；內(nèi)用套筒定位。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)承受的徑向和軸向力均很小，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 276-1994,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0組基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6004，其尺寸為，由于需要安裝擋油環(huán)，所以軸承內(nèi)用套筒定位，套筒用軸肩定位；外用軸承端蓋定位。軸承安裝在軸承架里，其周向定位是借助過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。由于軸上齒輪之間的配合原因，故取段的直徑為；取。取安裝齒輪處的軸段的直徑；。齒輪的右端采用軸肩定位，軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度。齒輪左端采用圓螺母定位，取用m27圓螺母，螺紋。；。軸承端蓋采用m5的螺釘固定，軸承端蓋的總寬度為20mm，故取。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。軸上零件的周向定位齒輪、車輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（摘自gb/t 1095-2003），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm（摘自gb/t 1096-2003）。 同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為h7/n6；同樣車輪與與軸的聯(lián)接，選用b型平鍵，車輪與軸的配合為h7/k6.由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，m16螺紋倒角為245；m27螺紋倒角為145；各軸肩處的圓角半徑取r1。初步確定的軸的結(jié)構(gòu)如圖36所示。 圖36軸的結(jié)構(gòu)（2） 軸的設(shè)計(jì)參照軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，1） 求作用在軸上齒輪1的力2） 初步確定軸的最小直徑取=112 考慮到需要開鍵槽以及加工工藝，故取=20mm。顯然，軸的最小直徑是安裝軸承處。3） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初步選擇滾動(dòng)軸承。由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0組基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6004，其尺寸為，外部定位方式為軸承架定位，內(nèi)部為套筒定位。故取。；。-段和-段是安裝大鏈輪的軸段，故其直徑為30mm，長(zhǎng)度為10mm。左右兩端定位分別為軸肩定位和套筒定位。軸肩直徑為，長(zhǎng)度為，。段為小齒輪。分度圓直徑為130mm。長(zhǎng)度為134mm，左端用圓螺母定位，右端用軸肩定位。圓螺母選取m42,該段長(zhǎng)25mm。軸肩直徑為52mm，長(zhǎng)10mm。軸上零件的周向定位齒輪和鏈輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。選用平鍵分別為和b型平鍵，配合為h7/n6。取軸端倒角為145，各軸肩處的圓角半徑取r1。初步確定的軸的結(jié)構(gòu)如圖37所示。 圖37 軸的結(jié)構(gòu)（3） 軸的設(shè)計(jì)參照軸，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以得出：取軸的=20mm亦滿足強(qiáng)度要求。顯然，軸的最小直徑是安裝軸承處。3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度取=13mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取兩組軸承均為0組基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6004，其尺寸為，兩軸承與鏈輪之間用套筒定位。外側(cè)采用軸承架定位。；。-段和-段是安裝小鏈輪的軸段，故選其直徑為30mm，長(zhǎng)度為10mm。左右定位均用套筒定位。-段為安裝滾刀處。采用套筒定位。直徑為，長(zhǎng)度為。軸上零件的周向定位小鏈輪與軸的周向定位均采用b型平鍵聯(lián)接。選用平鍵為b型平鍵，滾刀與軸的聯(lián)接選用平鍵，配合均為h7/n6。取軸端倒角為145，各軸肩處的圓角半徑取r1。初步確定的軸的結(jié)構(gòu)如圖38所示。 圖38 軸的結(jié)構(gòu)（4）底刀軸的設(shè)計(jì)根據(jù)以上軸的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可做出底刀軸的結(jié)構(gòu)如下：取33.5mm。并外接直徑為30的旋轉(zhuǎn)手柄。初步選擇滾動(dòng)軸承。選用同上軸同樣的滾動(dòng)軸承。內(nèi)部采用軸肩定位，外部一端用軸承架定位，有外接手柄的一端用軸承端蓋定位。，；。段是安裝底刀的部分，取。軸承端蓋的總寬度為31mm，用m5螺釘固定。底刀與軸之間的定位采用過渡配合和螺紋聯(lián)接。取軸端倒角，螺紋倒角為145，各軸肩處的圓角半徑取r1。初步確定的底刀軸的結(jié)構(gòu)如圖39所示。 圖39 底刀軸的結(jié)構(gòu)3 提高軸強(qiáng)度的措施(1) 合理布置軸上零件以減小軸的載荷；(2) 改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響；軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的,軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集中,軸的疲勞破壞往往在此發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。為此軸肩處應(yīng)采用較大的過渡圓角半徑r來降低應(yīng)力集中。但對(duì)定位軸肩，還必須保證零件得到可靠的定位。當(dāng)靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時(shí)，為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。(3)改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷；(4)改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度；軸的表面粗糙度和表面強(qiáng)化處理方法也會(huì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。軸的表面愈粗糙，疲勞強(qiáng)度也愈低。因此，應(yīng)合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。表面強(qiáng)化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。通過碾壓、噴丸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理時(shí)可使軸的表層產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的抗疲勞能力。各個(gè)軸均采用淬火處理。4 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工和裝配軸上零件，并且生產(chǎn)率高，成本低。一般地說,軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單,工藝性越好。因此,在滿足使用要求的前提下,軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出45的倒角；需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪越程槽；需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。它們的尺寸可參看標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)。為減少加工了減少裝夾工件的時(shí)間，在同一軸上，不同軸段的鍵槽應(yīng)布置（或投影）在軸的同一母線上。為了刀具種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上直徑相近的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。3.1.4 軸承校核滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造即供應(yīng)各種規(guī)格常用的軸承。滾動(dòng)軸承的構(gòu)成：包括：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架 內(nèi)圈用來和軸頸裝配，外圈用來和軸承座孔裝配。通常是內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈固定，但也可以用于外圈回轉(zhuǎn)而內(nèi)圈不動(dòng)，或是內(nèi)、外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)、外圈的滾道內(nèi)滾動(dòng)。保持架的作用主要是均勻地隔開滾動(dòng)體。 滾動(dòng)體的基本類型有：鋼球、圓柱滾子、圓錐滾子、滾針、鼓形滾子、不對(duì)稱鼓形滾子。 與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、啟動(dòng)力矩小、是標(biāo)準(zhǔn)件、選用方便等特點(diǎn)。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)：1、一般條件下，滾動(dòng)軸承的效率和液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承相當(dāng)，但較混合潤(rùn)滑軸承要高一些；2、徑向游隙比較小，向心角接觸軸承可用預(yù)緊可用預(yù)緊力消除游 隙， 運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；3、對(duì)于同尺寸的軸徑，滾動(dòng)軸承的寬度比滑動(dòng)軸承小，可使機(jī)器的 軸向結(jié)構(gòu)緊湊；4、大多數(shù)滾動(dòng)軸承能同時(shí)受徑向和軸向載荷，故軸承組合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；5、消耗潤(rùn)滑劑少，便于密封，易于維護(hù)；6、不需要有用有色金屬；7、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成批生產(chǎn)，成本低；與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的缺點(diǎn)：1、承受沖擊載荷能力較差；2、高速重載載荷下軸承壽命較低；3、振動(dòng)及噪聲較大；4、徑向尺寸比滑動(dòng)軸承；能否正確選用滾動(dòng)軸承，對(duì)主機(jī)能否獲得良好的工作性能，延長(zhǎng)使用壽命；對(duì)企業(yè)能否縮短維修時(shí)間，減少維修費(fèi)用，提高機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)率，都有著十分重要的作用。因此，不論是設(shè)計(jì)制造單位，還是維修使用單位，在選擇滾動(dòng)軸承時(shí)都必須高度重視。一般來說，選擇軸承的步驟可能概括為：1.根據(jù)軸承工作條件（包括載荷方向及載荷類型、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等），選擇軸承基本類型、公差等級(jí)和游隙；2.根據(jù)軸承的工作條件和受力情況和壽命要求，通過計(jì)算確定軸承型號(hào)，或根據(jù)使用要求，選定軸承型號(hào)，再驗(yàn)算壽命；3.驗(yàn)算所選軸承的額定載荷和極限轉(zhuǎn)速。選擇軸承的主要考慮因素是極限轉(zhuǎn)速、要求的確良?jí)勖洼d荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等級(jí)和游隙工求的最終方案。類型選擇，各類滾動(dòng)軸承具有不同的特性，適用于各種機(jī)械的不同使用情況。選擇軸承類型時(shí)，通常應(yīng)考慮下列因素。一般情況下：對(duì)承受推力載荷時(shí)選用推力軸承、角接觸軸承，對(duì)高速應(yīng)用場(chǎng)合通常使用球軸承，承受重的徑向載荷時(shí)，則選用滾子軸承。總之，選用人員應(yīng)從不同生產(chǎn)廠家、眾多的軸承產(chǎn)品中，選用合適的類型。軸承所占機(jī)械的空間和位置在機(jī)械設(shè)計(jì)中，一般先確定軸的尺寸，然后，根據(jù)軸的尺寸選擇滾動(dòng)軸承。通常是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承。但是，當(dāng)軸承在機(jī)器的直徑方向受到限制時(shí)，則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承；當(dāng)軸承在機(jī)器的軸向位置受到限制時(shí)，可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)載荷是選用軸承的最主要因素。滾子軸承用于承受較重的載荷，球軸承用于承受較輕的或中等載荷，滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承，可承受沖擊與振動(dòng)載荷。在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時(shí)，可選用推力球軸承；承受較大的純軸向載荷時(shí)，可選用推力滾子軸承。當(dāng)軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。對(duì)于懸臂支撐結(jié)構(gòu)，常采用圓錐滾子軸承或角接觸球軸承，且成對(duì)使用。滾動(dòng)軸承類型選擇應(yīng)注意的問題: 1、考慮軸承的承受載荷情況方向：受徑向力時(shí)，用向心軸承；受軸向力時(shí)，用推力軸承；徑向力和周向力聯(lián)合作用時(shí)，用向心推力軸承；大?。菏艿捷^大載荷時(shí)，可用滾子軸承，或尺寸系列較大的軸承；受到較小載荷時(shí)，可用球軸承，或尺寸系列較小的軸承2、考慮對(duì)軸承尺寸的限制當(dāng)對(duì)軸承的徑向尺寸嚴(yán)格限制時(shí)，可選用滾針軸承； 3、考慮軸承的轉(zhuǎn)速一般來講，球軸承比滾子軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速，輕系列的軸承比重系列的軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速；此外，各類推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，不易用于高轉(zhuǎn)速的情況。4、考慮對(duì)軸承的調(diào)心性要求調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿足一定的調(diào)心要求（即：軸心線與軸承座孔心線可適當(dāng)偏轉(zhuǎn)），而圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承滿足調(diào)心要求的能力幾乎為零根據(jù)各個(gè)軸承的特點(diǎn)以及選用原則，可以肯定我們初步選定的型號(hào)6004深溝球軸承滿足要求。由于軸3所承載的載荷最大，且軸3的轉(zhuǎn)速最大，故軸3上的軸承最危險(xiǎn)。若此軸承壽命滿足要求，則其它軸承亦可滿足要求。所選6004深溝球軸承的基本額定動(dòng)載荷c為9.38kn假設(shè)鏈傳動(dòng)的效率為0.9。顯然，軸承壽命滿足要求。3.2 剪草機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1 斷草方式選擇1 用割的方式 即用刀將草截?cái)?。但是草比較柔軟，而且一端自由，采用割的方式將草截?cái)噍^難以實(shí)現(xiàn)。2 用打的方式 即用刀片或打草繩將草打斷。用這種方法修草時(shí)所需要的速度非常高，要求在草還沒被打倒之前將草打斷，這樣的修草產(chǎn)品以有，但是都是得用引擎驅(qū)動(dòng)，不符合我們的環(huán)保設(shè)計(jì)要求。3 用剪斷的方式 即用刀將草剪斷，用兩個(gè)刀片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理較容易將草剪斷，而且不需要很高的速度。綜合以上幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)理念以及實(shí)際需求，我們選擇設(shè)計(jì)剪斷方式斷草。3.2.2 刀架設(shè)計(jì)1剪切裝置剪切裝置由的滾刀和底刀組成。底刀固定在底刀架上 ,剪草時(shí)位置不動(dòng) ,刀刃為直線型。滾刀結(jié)構(gòu)如圖 310所示 ,滾刀的刀片形狀為螺旋曲面 ,刀刃為螺旋線 ,五片刀片均勻分布固定在刀架上。剪草時(shí) ,滾刀向前轉(zhuǎn)動(dòng) ,刀刃由一端開始與底刀刃逐點(diǎn)組成剪口 ,草隨著滾刀刀片螺旋面的旋轉(zhuǎn)被卷進(jìn)剪口內(nèi) ,并被剪斷。上下刀刃在剪草過程中始終為點(diǎn)接觸。2 刀刃間隙調(diào)整裝置刀刃間隙調(diào)整裝置由圖 311中的旋轉(zhuǎn)手輪、螺紋聯(lián)接組成。旋轉(zhuǎn)手輪 ,使軸沿螺紋因旋合的長(zhǎng)短而帶動(dòng)底刀架以軸為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) ,隨著底刀架的轉(zhuǎn)動(dòng) ,底刀便上下移動(dòng) ,就可調(diào)整底刀與滾刀刀刃之間的間隙。手柄左旋 ,間隙增大；手柄右旋 ，間隙減小。3.2.3 刀架高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)剪草高度的調(diào)節(jié)，我們?cè)O(shè)計(jì)了刀架沿著垂直方向的移動(dòng)副，通過兩側(cè)的導(dǎo)向槽確定了移動(dòng)的軌跡，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)螺栓跟滑塊相聯(lián)接，通過螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)即可調(diào)節(jié)刀架的高度，同時(shí)通過螺栓的自鎖將滑塊固定在需要的位置。其結(jié)構(gòu)如圖311所示12 1-滾刀片 2-滾刀底座 圖310 滾刀54321 1-軸承架 2-調(diào)節(jié)手柄 3-手柄固定件 4-滑塊固定件 5-滑塊圖311 刀架高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3.3 前輪總成選擇根據(jù)實(shí)際需要和成本考慮選擇由佛山市南海區(qū)環(huán)球工業(yè)腳輪廠生產(chǎn)的前輪總成，如圖310其參數(shù)如下：型號(hào)：3303626輪徑：100 mm輪寬：30mm載荷：60kg安裝尺寸高度：105mm螺桿參數(shù)：m1225圖312 前輪總成3.3 整機(jī)三維裝配圖311 三維裝配圖第四章 功能特點(diǎn)以及創(chuàng)新點(diǎn)本設(shè)計(jì)作品的主要功能及特點(diǎn)如下：1、該機(jī)采用固定刀片與活動(dòng)刀片相對(duì)滑動(dòng)的剪切原理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小，無污染，使用靈活方便，適合小面積草坪的剪草處理；2、無需引擎驅(qū)動(dòng)，使用安全可靠，便于維修；3、剪草高度可以在20100mm之間調(diào)整，割幅400mm,外型尺寸（長(zhǎng)寬高：800634400mm）；4、前輪采用萬向輪，具有良好的導(dǎo)向性，使得剪草機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)易于推動(dòng)；5、金屬手柄易于折疊，以減小包裝尺寸，手柄長(zhǎng)度可伸縮，對(duì)于不同身高的操作者都適用；6、外觀造型美觀，適合家庭用戶的審美要求；7、采用滾刀刀具，剪草效果理想，而且成本較低，是小面積草坪修剪的首選產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)作品的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：1、無引擎驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣），采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)；2、采用齒輪鏈輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增速），提高整機(jī)的工作效率，解決了手動(dòng)剪草機(jī)工作效率不高的問題；3、采用了剪草高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，解決了目前手動(dòng)剪草機(jī)不易實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)的 問題；4、外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用?？?結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，是對(duì)我將來的學(xué)習(xí)、工作最為有力的一次鍛煉。它促進(jìn)我將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，并且深深的體會(huì)到了自己所學(xué)專業(yè)的博大精深。盡管在設(shè)計(jì)中遇到許多難題與不曾接觸過的東西，但在老師的幫助和我的刻苦努力下都一一克服，并學(xué)到了許多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。盡管我所設(shè)計(jì)的東西可能還有許多欠缺，但是我確實(shí)在此次設(shè)計(jì)中學(xué)得了很多東西，它將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)與工作產(chǎn)生很大的影響。我這次設(shè)計(jì)的題目是：草坪剪草機(jī)設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中做了如下工作：1、查閱有關(guān)的文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)今國(guó)內(nèi)外剪草機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景，也看到了創(chuàng)新設(shè)計(jì)巨大發(fā)展?jié)摿Α?、根據(jù)剪草機(jī)的用途，對(duì)剪草機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了充分的論證，最終確定了方案。3、對(duì)典型零件如直齒輪、鏈輪、軸以及進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了校核。4、對(duì)所用軸承進(jìn)行了強(qiáng)度校核和以及壽命計(jì)算。5、零件的圖紙以及裝配圖設(shè)計(jì)。6、進(jìn)行了剪草機(jī)的三位設(shè)計(jì)及建模通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我具有了嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作作風(fēng)，為自己今后學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中提供了一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，必將對(duì)我的將來產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 參考文獻(xiàn)1 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(單行本)機(jī)械傳動(dòng)m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,20042 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版)m.北京：高等教育出版