(完整word版)环保型手推式剪草机.doc

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课程设计报告
设计题目环保型手推式草坪剪草机
课程名称《机械设计及制造实践》
学生姓名杨志泽
学号2013080106028
学生姓名彭松松
学号2013080106029
学生姓名舒佳明
学号2013080106027
所在学院机械电子工程学院
教师凌丹
报告填写日期2016-11-25

设计目的
现在市面上使用的手推式剪草机，多采用柴油作为动力源，不仅消耗能源产生污染，而且噪音巨大，影响周边居民的工作和休息。本设计针对一般用户草坪草地处理，适用于比较平缓的草地地形，因为动力来自手推，所以没有一般剪草机带来的噪音污染等影响，适合规模不大的草坪剪草工作。
工作原理
本设计采用手推提供动力进行剪草作业，工作运动类似于理发器，通过手推带动后轮转动，后轮带动固定在转轴上的锥齿轮转动，再带动小锥齿轮转动，小锥齿轮作为曲柄滑块机构的动力输入，使带有多个刀刃的上刀头的实现往复直线运动，与固定的下刀头一起实现剪草动作。
总体设计方案的分析和拟定
原动部分
动力来源有两种方案：
一是采用脚踩式，整个人坐在机构上，并使用类似于自行车式的传动原理，将动力输送到轮子和刀头部分；
二是采用手推式，推动整个机构向前运动，轮子作为动力输入，最终带动刀头运动。
使用脚驱动，由于机构不仅需要承受自重，还需要承受使用者的重量，机构受力会非常大，整个机构的尺寸需要做大，刚度也需要加强，尤其是使用的地方是草地，草地比较柔软，机构容易陷入地面。而使用手推式传动，机构可以做得轻便小巧，也容易转向，适合一般的草坪使用。所以拟采用手推驱动。
传动部分
由于需要轮子最终带动刀头运动，一方面需要将圆周运动转化为直线往复运动，这里采用常见的曲柄滑块机构最容易实现；另一方面需要将横向的转动改变为与之垂直的九十度的转动，所以运用一对锥齿轮的啮合传动。
执行部分
执行部件方案有两种：
一是采用市面上使用的轮盘类的刀具，通过高速运转的刀具对草进行切断。
二是采用类似于理发器的下刀头固定，上刀头直线往复运动，对草进行切割。
使用第一种方案，刀具需要一定大的转速，使用无引擎驱动，用车轮带动刀具转动较慢，而且由于草比较软，不容易对草进行有效的切割；而采用第二种方案，密集的刀头配合下刀头，而且往复运动的速度会比较快，解决了方案一存在的问题，所以拟采用方案二。

详细设计方案的分析和拟定
1.传动方案设计
通过人力带动车轮转动，车轮带动大锥齿轮转动，大锥齿轮带动小锥齿轮转动，小锥齿轮带动曲柄滑块机构，最终形成刀头的往复直线运动。
人步行的速度大约为1.5m/s，考虑实际推动剪草机的速度为0.8m/s，由于无引擎驱动，后车轮作为动力输出源，需要较大的力，所以选择直径为50cm的车轮。
2.锥齿轮主要参数
由于需要实现车轮连续转动时，刀头需要快速移动，所以需要大锥齿轮和小锥齿轮齿数比需要大一点，但同时需要考虑到施加的力有限，所以考虑大锥齿轮和小锥齿轮的齿数比为3:1。
大锥齿轮：模数2.54，齿数120，节锥角71.5，顶锥72.3，根锥角70.1
小锥齿轮：模数2.54，齿数40，节锥角18.4，顶锥角19.9，根锥角17.7
3.曲柄滑块机构参数
曲柄长度75mm，连杆长度348mm，滑块相对曲柄运动中心偏移120mm，滑块行程160mm。
4.刀头参数
实际剪草时，需要足够快速相对剪切速度，这样才能更高效率地完成剪 剪草工作，所以需要比较密集的刀具。拟定上下刀头刀具数个15个，每
把刀具根部宽度50mm，长度75mm，刀头总长750mm。
装配草图的设计绘制

装配工作图的绘制和总成

详细装配工作图见附件1（总装配体）

零件工作图的设计和绘制

大锥齿轮

详细工作图见附件2（大锥齿轮）
小齿轮

详细工作图见附件3（小锥齿轮）

刀片（静）

详细工作图见附件4（刀片静）

刀片动

详细工作图见附件5（刀片动）

典型零件机械加工工艺规程的编制
大锥齿轮和小锥齿轮：材料采用锻钢，由于要求不高，采用仿形加工。表面淬火处理，提高硬度和耐磨性。
刀片：材料采用纯碳钢1040，表面淬火处理，加强硬度抗冲击，刀具摩擦面镀铬，增加耐磨性。
设计说明书
设计特点
该机采用固定刀片与活动刀片相对滑动进行剪切，体积小，重量轻，适合一般草地使用；
无引擎驱动，无污染，噪音小，使用方便。
成本低，剪草效果好。

设计创新点
无引擎驱动，无污染，无噪音。
使用锥齿轮-锥齿轮和曲柄滑块机构，结构紧凑。