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手推式剪草机的设计

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更新时间：2014-10-07
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手推式剪草机的设计

The design of hand pushing lawn cropper
Abstract In order to adapt to the demands of the people, through analysis and comparison, I improve the original form of cutting. This design, hand thrust lawnmowers mainly use the scroll wheel drive mechanical motion. Hand thrust lawnmowers has simple structure, low noise, smooth operation, and very easy to use, bring convenience to people around, comfortable and quiet environment. To better meet the needs of the client.
Based on the mechanical design and relevant theory research and design, hand thrust lawnmowers transmission part, and the design method of CAM and putting the end gear and dial design. The design of the hand thrust about lawnmowers, its characteristic is the symmetry of simple structure, smooth operation, small bending, friction, good performance, do not appear to jam, strong adaptability.

Keywords The lawn cropper Cut grass reducer Hand pushing CAM components improvement design

手推式剪草机的设计
摘要为了更好的适应人们的需求，通过仔细分析对比，改进了原有的切割形式。本设计中，手推式剪草机主要利用滚动的轮子带动机械运动。手推式剪草机结构简单，连接平稳，噪音极小，并且操作十分容易，既给使用人带来方便，也给周围的人带来舒适，安静的环境。能更好的满足客户的需要。
本文基于机械设计和相关的理论研究，设计了手推式剪草机的传动部分，并且用凸轮和推杆的设计方法设计了端面齿轮和拨杆。此次设计的手推式剪草机的左右两侧对称，其特点是结构简单,受力均匀,运行平稳,摩擦阻力小，弯曲性能好,不易出现堵塞，具有很强的适应性。

关键词草坪修剪机剪草减速器手推凸轮组件改进设计
目录
1 技术任务书 - 1 -
1.1 设计的依据 - 1 -
1.2产品的用途及使用范围 - 1 -
1.3主要技术指标和重要技术参数 - 2 -
1.3.1 该手推式剪草机的总体设计参数 - 2 -
1.3.2 该手推式剪草机的刀具设计参数 - 2 -
1.4主要工作原理 - 2 -
1.5国内外研究现状 - 3 -
1.5.1 国内外发展概述 - 3 -
1.5.2 常见的剪草机械分类 - 4 -
1.5.3 常见几种剪草机械剪草原理 - 4 -
1.6已经考虑过的若干方案的比较 - 5 -
1.6.1手推式剪草机的工作设计方案 - 5 -
1.6.2其他工作设计方案的比较 - 6 -
1.7关键问题及其解决办法 - 7 -
1.7.1 增速机构的设计选择 - 7 -
1.7.2 几种增速方式的实现比较 - 8 -
1.8 机构的功能及特点 - 10 -
1.9机构设计与用户的一致性分析 - 11 -
2.设计计算说明书 - 12 -
2.1 设计方案论证 - 12 -
2.1.1手推式剪草机的设计原理 - 12 -
2.1.2 方案的选择 - 12 -
2.2 齿轮的计算部分 - 13 -
2.2.1机构的动力计算 - 13 -
2.2.2齿轮设计思路及要求 - 14 -
2.2.3.齿轮设计过程 - 15 -
2.3 轴的计算部分 - 19 -
2.3.1手推式剪草机中轴2的设计 - 19 -
2.3.2手推式剪草机中轴1的设计 - 22 -
2.4 刀具的设计计算部分 - 25 -
2.4.1 刀具的概述 - 25 -
2.4.2 刀具的运动分析 - 26 -
2.4.2 刀具的结构尺寸及相关参数 - 27 -
2.5 端面齿轮及拨杆的设计部分 - 28 -
2.5.1端面齿轮和拨杆的概述 - 28 -
2.5.2 端面齿轮和拨杆的运动分析 - 28 -
2.6 结论 - 32 -
2.6.1 剪草机的使用方法 - 32 -
2.6.1 剪草前应注意的事项 - 33 -
2.6.3 制造价格及应用范围 - 33 -
3. 使用说明书（SM） - 33 -
3.1设备的名称 - 33 -
3.2设备的安装 - 34 -
3.3设备的试车运转 - 34 -
3.4设备的操作和维护 - 34 -
4.标注化审核报告（BS） - 35 -
4.1 产品图样的审查 - 35 -
4.2产品技术文件的审查 - 36 -
4.3 标注件的使用情况 - 36 -
4.4 审查结论 - 36 -
参考文献 - 37 -
致谢 - 39 -

1 技术任务书
1.1 设计的依据
剪草机械至今已有100多年的历史，目前人们普遍使用的是电动剪草机械。由于剪草机械多在人口稠密的地区作业，流动性大，对机械的震动、噪音、废气排放、质量等指标要求较高。现在的剪草机多使用内燃机作动力，排气污染量相对于汽车的较少，但其噪声危害却很大。美国EPA(美国环境保护局)及欧盟对割草机等用发动机的排放均有相应的法规；德国还出台了控制噪声污染的《兰色天使》法规；欧洲一些城市推出过引导性计划，通过税收优惠及奖励等措施鼓励“绿色经营者” 以加速环保技术的发展。
手推式剪草机主要利用滚动的轮子带动机械运动。手推式剪草机结构简单，连接平稳，噪音极小，并且操作十分容易，既给使用人带来方便，也给周围的人带来舒适，安静的环境。
1.2产品的用途及使用范围
目前市面上的剪草机大多需动力引擎，这会产生较大的噪音，带来环境污染，在办公和学习的地方，这种需动力引擎的剪草机就显得非常不受欢迎。由于动力引擎剪草机有动力装置，保养，维护费用较高；同时动力引擎剪草机主要依靠刀片的高速旋转把草排出，因此，对整机的安全性要求较高，操作时也会给工作人员带来强烈的震动，使操作很不舒适。虽然，动力引擎草坪剪草机剪草效率较高，剪草效果较好，但是，其价格也较昂贵，就目前来说，一般的用户难以接受。
通过市场调研，我们决定设计一种无引擎驱动，无噪音污染，剪草高度可调节，轻便简洁，操作方便和美观实用适用于一般用户的草坪剪草机。
该产品主要用于家用，及面积不大的草坪修剪。无需引擎，可谓绿色环保的剪草机。对提倡环保的地域，是理想的剪草工具。
1.3主要技术指标和重要技术参数
1.3.1 该手推式剪草机的总体设计参数
外形尺寸：
输入功率：
轮子转速：
力矩：
净质量：
变速要求：单级刀具，一固定刀片和一活动刀片相互运动
单根剪草载荷：
同时剪草量：
1.3.2 该手推式剪草机的刀具设计参数
表1-1 刀具设计参数
项目切割器的形式切割幅宽刀片间距刀片运动形式刀片往复频率刀片形状配套动力操作人数净重
手推式剪草机往复切割 240mm 20mm 单动 860r/min 平形 149.1W
113r/min 1人 30kg
1.4主要工作原理
本次设计的手推式剪草机主要利用轮子运动传动变速箱中的齿轮实现刀具的往复运动的功能。手推式剪草机由变速齿轮、端面齿轮、拨杆和剪刀等构件组成，端面齿轮和拨杆是一对工作组合。端面齿轮通过自身的转动将旋转方向的力传动给拨杆，引起水平方向的往复运动，从而使刀具自身往复运动。由于剪草机变速变矩范围不够大，因此在刀具的选择上尤其注意以提高剪草机自身效率为重要原则。
剪草机工作时由人推动机器行走，从而使剪草机的后轮1传动，带动与其同在一根轴上的大齿轮2传动，通过齿轮2与齿轮3组成的增速机构使速度得以提升，并带动端面凸轮4（为了实现几何形状封闭和便于调整，采取两个端面凸轮以背靠背形式装配）回转，端面凸轮4带动拨杆5运动，通过端面凸轮4与拨杆5组成的转换机构将回转运动变为直线往复运动，使固定其上的活动刀片与固定在机架上的固定刀片形成相对交错运动，完成剪草动作。 ...

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