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手推式剪草機的設計

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更新時間：2014-10-07
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手推式剪草機的設計

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

手推式剪草機的設計
摘要為了更好的適應人們的需求，通過仔細分析對比，改進了原有的切割形式。本設計中，手推式剪草機主要利用滾動的輪子帶動機械運動。手推式剪草機結構簡單，連接平穩，噪音極小，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環境。能更好的滿足客戶的需要。
本文基于機械設計和相關的理論研究，設計了手推式剪草機的傳動部分，并且用凸輪和推桿的設計方法設計了端面齒輪和撥桿。此次設計的手推式剪草機的左右兩側對稱，其特點是結構簡單,受力均勻,運行平穩,摩擦阻力小，彎曲性能好,不易出現堵塞，具有很強的適應性。

關鍵詞草坪修剪機剪草減速器手推凸輪組件改進設計
目錄
1 技術任務書 - 1 -
1.1 設計的依據 - 1 -
1.2產品的用途及使用范圍 - 1 -
1.3主要技術指標和重要技術參數 - 2 -
1.3.1 該手推式剪草機的總體設計參數 - 2 -
1.3.2 該手推式剪草機的刀具設計參數 - 2 -
1.4主要工作原理 - 2 -
1.5國內外研究現狀 - 3 -
1.5.1 國內外發展概述 - 3 -
1.5.2 常見的剪草機械分類 - 4 -
1.5.3 常見幾種剪草機械剪草原理 - 4 -
1.6已經考慮過的若干方案的比較 - 5 -
1.6.1手推式剪草機的工作設計方案 - 5 -
1.6.2其他工作設計方案的比較 - 6 -
1.7關鍵問題及其解決辦法 - 7 -
1.7.1 增速機構的設計選擇 - 7 -
1.7.2 幾種增速方式的實現比較 - 8 -
1.8 機構的功能及特點 - 10 -
1.9機構設計與用戶的一致性分析 - 11 -
2.設計計算說明書 - 12 -
2.1 設計方案論證 - 12 -
2.1.1手推式剪草機的設計原理 - 12 -
2.1.2 方案的選擇 - 12 -
2.2 齒輪的計算部分 - 13 -
2.2.1機構的動力計算 - 13 -
2.2.2齒輪設計思路及要求 - 14 -
2.2.3.齒輪設計過程 - 15 -
2.3 軸的計算部分 - 19 -
2.3.1手推式剪草機中軸2的設計 - 19 -
2.3.2手推式剪草機中軸1的設計 - 22 -
2.4 刀具的設計計算部分 - 25 -
2.4.1 刀具的概述 - 25 -
2.4.2 刀具的運動分析 - 26 -
2.4.2 刀具的結構尺寸及相關參數 - 27 -
2.5 端面齒輪及撥桿的設計部分 - 28 -
2.5.1端面齒輪和撥桿的概述 - 28 -
2.5.2 端面齒輪和撥桿的運動分析 - 28 -
2.6 結論 - 32 -
2.6.1 剪草機的使用方法 - 32 -
2.6.1 剪草前應注意的事項 - 33 -
2.6.3 制造價格及應用范圍 - 33 -
3. 使用說明書（SM） - 33 -
3.1設備的名稱 - 33 -
3.2設備的安裝 - 34 -
3.3設備的試車運轉 - 34 -
3.4設備的操作和維護 - 34 -
4.標注化審核報告（BS） - 35 -
4.1 產品圖樣的審查 - 35 -
4.2產品技術文件的審查 - 36 -
4.3 標注件的使用情況 - 36 -
4.4 審查結論 - 36 -
參考文獻 - 37 -
致謝 - 39 -

1 技術任務書
1.1 設計的依據
剪草機械至今已有100多年的歷史，目前人們普遍使用的是電動剪草機械。由于剪草機械多在人口稠密的地區作業，流動性大，對機械的震動、噪音、廢氣排放、質量等指標要求較高�，F在的剪草機多使用內燃機作動力，排氣污染量相對于汽車的較少，但其噪聲危害卻很大。美國EPA(美國環境保護局)及歐盟對割草機等用發動機的排放均有相應的法規；德國還出臺了控制噪聲污染的《蘭色天使》法規；歐洲一些城市推出過引導性計劃，通過稅收優惠及獎勵等措施鼓勵“綠色經營者” 以加速環保技術的發展。
手推式剪草機主要利用滾動的輪子帶動機械運動。手推式剪草機結構簡單，連接平穩，噪音極小，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環境。
1.2產品的用途及使用范圍
目前市面上的剪草機大多需動力引擎，這會產生較大的噪音，帶來環境污染，在辦公和學習的地方，這種需動力引擎的剪草機就顯得非常不受歡迎。由于動力引擎剪草機有動力裝置，保養，維護費用較高；同時動力引擎剪草機主要依靠刀片的高速旋轉把草排出，因此，對整機的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強烈的震動，使操作很不舒適。雖然，動力引擎草坪剪草機剪草效率較高，剪草效果較好，但是，其價格也較昂貴，就目前來說，一般的用戶難以接受。
通過市場調研，我們決定設計一種無引擎驅動，無噪音污染，剪草高度可調節，輕便簡潔，操作方便和美觀實用適用于一般用戶的草坪剪草機。
該產品主要用于家用，及面積不大的草坪修剪。無需引擎，可謂綠色環保的剪草機。對提倡環保的地域，是理想的剪草工具。
1.3主要技術指標和重要技術參數
1.3.1 該手推式剪草機的總體設計參數
外形尺寸：
輸入功率：
輪子轉速：
力矩：
凈質量：
變速要求：單級刀具，一固定刀片和一活動刀片相互運動
單根剪草載荷：
同時剪草量：
1.3.2 該手推式剪草機的刀具設計參數
表1-1 刀具設計參數
項目切割器的形式切割幅寬刀片間距刀片運動形式刀片往復頻率刀片形狀配套動力操作人數凈重
手推式剪草機往復切割 240mm 20mm 單動 860r/min 平形 149.1W
113r/min 1人 30kg
1.4主要工作原理
本次設計的手推式剪草機主要利用輪子運動傳動變速箱中的齒輪實現刀具的往復運動的功能。手推式剪草機由變速齒輪、端面齒輪、撥桿和剪刀等構件組成，端面齒輪和撥桿是一對工作組合。端面齒輪通過自身的轉動將旋轉方向的力傳動給撥桿，引起水平方向的往復運動，從而使刀具自身往復運動。由于剪草機變速變矩范圍不夠大，因此在刀具的選擇上尤其注意以提高剪草機自身效率為重要原則。
剪草機工作時由人推動機器行走，從而使剪草機的后輪1傳動，帶動與其同在一根軸上的大齒輪2傳動，通過齒輪2與齒輪3組成的增速機構使速度得以提升，并帶動端面凸輪4（為了實現幾何形狀封閉和便于調整，采取兩個端面凸輪以背靠背形式裝配）回轉，端面凸輪4帶動撥桿5運動，通過端面凸輪4與撥桿5組成的轉換機構將回轉運動變為直線往復運動，使固定其上的活動刀片與固定在機架上的固定刀片形成相對交錯運動，完成剪草動作。 ...

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