双刃面绿篱修剪机的设计论文.pdf

南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）1南 京林 业大 学本 科毕 业设 计（ 说 明书 ）题 目： 双刃面绿篱修剪机的设计学 院： 南方学院专 业： 机械设计制造及其自动化学 号 ： N090301120学生姓名 :吴伟华指导教师： 周凤芳职 称 :讲师二 O O O O 一 三 年 五 月南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）2摘 要绿 篱修 剪机 是一 种小 型园 林修 剪机 械。 每年 ， 绿 篱必须进行修剪，这对维护 绿 篱 旺 盛 的 生 长 ， 加 强 树 冠 新 梢 的 密 度 ， 有 着 良 好 的 作 用 ， 并 能 达 到 培育 有 要 求 的 树 冠 面 因 此 修 剪 是 绿 篱 生 长 的 主 要 技 术 措 施 之 一 。 现 有 绿篱 修 剪 机 存 在 着 手 持 部 分 重 量 过 重 ， 劳 动 强 度 大 的 缺 点 。 本 文 设 计 了 一 种便 携 式 双 刃 面 往 复 式 绿 篱 修 剪 机 ， 采 用 汽 油 机 为 动 力 ， 选 用 小 型 内 燃 机 ，动力通过 飞快摩擦式离合器 传递到工作部分，与减速器相连接。减速器采用直齿圆柱齿轮 ， 减速器将动力传到曲柄滑块机构 ， 由曲柄滑 块 机 构 带 动 切 割 刀 片 做 往 复 运 动 ， 切 割 刀 片 根 据 实 地 调 研 设 计 成 与 现 种植 绿 篱 植 物 的 宽 幅 相 应 的 宽 度 ， 采 用 单 动 、 双 面 刃 刀 片 。 本 文 所 设 计 的 往复式绿篱修剪机能在很大程度上降低劳动者的工整冠作业。本文所设计的手提往复式绿篱修剪机具有以下特点： 1、机 体自带发电机 ,电不需外接电源，适应性强，操作安全。2、 减轻了工人操作时劳动的强度。3、作业质量较好，性能稳定。4、一机多用，既可用作绿篱修剪整形，又可作为 茶树修剪 。5、 适应范围广关 键 词 绿篱修剪机 往复式 双刃面南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）3Abstract. Hedgetrim m erisasm lgardenpruningm achinery.Eachyear,thedgem ustbetrim m ed,whichm aintainsHedgeexuberantgrowth,enhancethedensityofthecanopyshoots,haveagoodefct,andcanm ettherequirem ntsofthecanopysurfacenurturing.Therefore.Hedgetrim m ngisthegrowthofthem aintechnicalm easures.Thereisanexistinghedgetrim m ershandsomeoftheweightistooheavy,labor-intensiveshortcomings.Thispaperpresntsadouble-dgedsurfaceportablereciprocatinghedgetrim m ers,powersectionusingportablestructure,usingasm al internalcombustionengine,thepowertransm itedthroughtheshaftotheworkingpartsareconnectedwithreducer.Usingspurgearreducer,educerwilpowertotheslider-crankm echanism ,slider-crankm echanism drivenbyareciprocatingcuttingblade,cuttingbladeisdesignedbasedonfieldresarchwiththeexistinghedgerowplantingwidthcorrespondingtothewidthoftheplant,singleaction,double-dgedblade.Thisarticleisdesignedreciprocatinghedgetrim m erfunctionlargelyreduceworkersneatcrownjob.Thedesignofthisportablereciprocatinghedgetrim m ershavethefollowingcharacteristics:1,thebodycomesgenerators,powerwithoutanextrnalpowersupply,adaptable,safeoperation.2,reducingthelaborintensityofworkerswhenoperating.3,thejobqualityisbeterandstableperform ance.4,am ulti-purposem achine,bothashedgetrim m ershaping,butalsoaslawnedges.5,wideK eywordsK K K hedgetrim m ers reciprocatingdouble-face南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）4目录目录目录目录1绪论 .61.绿篱修剪机的发展 .61.1、国内外发展概况 .61.2对绿篱修剪机的认识 .72整体设计 .102.1技术设计的要求 .102.传送路线的拟定 .102.1对传动方案的要求 .102.2拟定传动方案 .102.3绿篱修剪机的组成及工作原理 .13设计内容 .133.1发动机的选择 .133.2离合器的设计 .143.减速器的设计 .203.1初定减速器的类型 .213.4刀具的设计 .263.4.1刀片结构的设计及材料的选择 .26南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）53.4.2刀具的传动设计 .274绿篱修剪机操作规程 .285绿篱修剪机的操作顺序 .295.1修剪机的操作顺序 .296绿篱修剪机的维护 .306.1维护保养要点 .306.2操作使用要点 .307绿篱修剪机的故障及排除 .327.1起动机故障排除方法 .327.1.起动困难故障排除方法 .327.2绿篱修剪机故障及排除方法 .347.2.1修剪机绿篱修剪机故障排除方法 .34致 谢 .38参考文献 .39附录 .40南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）61绪论绪论绪论绪论1.绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机的发展的发展的发展的发展1.1.1、国内外发展概况（ 一 ） 绿 篱 修 剪 机 的 知 名 品 牌 主 要 有 STIHL、 HUSQVARNA和 HOMELITE等 。 美国 RYOBI公司生产的 HT系列电动绿篱修剪机有 3个型号 ,即 T816R、HT818R和 HT822R,都 使 用 工 频 交 流 电 动 机 ,HT822R的 功 率 为 348W,重 量2.7kg,修 剪 枝 条 最 大 直 径 9.5mm 。 HUSQVARNA生 产 的 600HEL型 绿 篱 修 剪机 ,功 率 600W,重 量 3.3kg,修 剪 枝 条 直 径 为 1.4cm ,割 幅 55cm 。 德 国 STIHL生产 的 锯 链 导 板 式 高 枝 剪 ,功 率 0.9kW,重 量 6.7kg,装 在 伸 缩 杆 上 可 用 于 修 剪 高或宽的绿篱 、 绿墙 、 灌木丛 。 日本小松公司生产的 E7B70和 HT750型 ， 具有体 积 小 、 质 量 轻 、 噪 音 小 和 工 作 效 率 高 等 特 点 。 悬 挂 式 绿 篱 修 剪 机 在 欧 洲使 用 比 较 普 遍 ,它 一 般 装 在 拖 拉 机 上 ,由 切 割 装 置 和 液 压 起 重 臂 组 成 ,切 割 装置安装在起重臂臂架末端 ,因此有比较大的机动性 ,伸距可达 7m ,可以修剪绿墙、高大绿篱和灌木丛。 （ 二 )我 国对于绿篱修剪机的研制起步比较早，有如下几种类型，比如北京园 林 机 械 厂 研 制 的 以 中 频 电 机 动 力 的 双 动 往 复 刀 片 式 ， 上 海 园 林 工 具 厂 研究 的 电 动 旋 刀 式 。 我 国 生 产 的 LJ3型 便 携 式 绿 篱 修 剪 机 由 二 冲 程 小 汽 油 机驱 动 ,功 率 1.85kW,切 割 装 置 为 双 刀 片 往 复 式 ,每 分 钟 往 复 1918次 ,修 剪 枝 条直 径 1.5cm ,割 幅 50cm ,重 量 8kg。 目 前 在 我 国 ， 城 市 道 路 以 及 企 事 业 单 位的 道 路 绿 篱 ， 普 遍 采 用 的 是 各 种 绿 篱 修 剪 机 。 使 用 的 主 要 有 手 持 式 、 背 负式 和 机 载 自 行 式 等 几 种 ， 由 于 修 剪 绿 篱 和 树 木 造 型 的 作 业 地 点 变 化 较 大 ，多采用以内燃机为动力的设备 ， 也有一些小型的修剪设备以电动机为动力 ，南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）7电 源 用 蓄 电 池 或 用 电 线 引 用 公 共 电 网 的 工 频 电 。 以 内 燃 机 为 动 力 的 手 持 式绿篱修剪机一般以小型风冷二行程汽油机为动力 ， 汽油发动机的排量较小 ，大 多 数 为 进 口 产 品 。 大 型 车 载 或 自 行 式 的 绿 篱 修 剪 机 在 我 国 使 用 的 较 少 。我 国 使 用 的 绿 篱 修 剪 机 主 要 以 进 口 产 品 为 主 ， 市 场 前 景 十 分 广 阔 ， 研 究 和开发绿篱修剪机十分必要。 1.2对对对对绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机的认识的认识的认识的认识绿篱修剪机又称绿篱机 ， 是指以汽油机或电动机为动力用作绿篱的修剪 、 整 形 、 打 枝 等 专 用 的 机 械 ， 主 要 用 于 茶 园 、 公 园 、 庭 院 、 路 旁 的 树 篱修 剪 。 绿 篱 修 剪 机 按 其 动 力 可 分 为 手 持 式 汽 油 绿 篱 修 剪 机 和 手 持 式 电 动 绿篱 修 剪 机 ； 按 刀 刃 数 量 又 分 为 单 刃 绿 篱 修 剪 机 和 双 刃 绿 篱 修 剪 机 。 目 前 以小型汽油机为动力的绿篱剪机是主流产品。绿 篱 修 剪 是 人 为 地 抑 制 顶 端 主 枝 生 长 优 势 的 措 施 ， 可 刺 激 着 生 部 位 较低 的 芽 萌 发 新 技 ， 增 强 树 势 ， 培 养 高 产 优 质 树 冠 。 绿 篱 修 剪 方 法 主 要 有 幼龄 绿 篱 的 定 形 修 剪 、 成 龄 绿 篱 的 轻 修 剪 与 深 修 剪 ， 衰 老 绿 篱 的 重 修 剪 等 。我 国 以 往 的 绿 篱 修 剪 多 是 采 用 人 工 修 枝 剪 进 行 的 ， 费 时 费 力 ， 作 业 质 量 较差 。 从 70年代中期开始 研制 绿篱修剪机 ， 目前已有单人 、 双人和重修剪机等机种 。单人修剪机由一人手提操作 ， 主要用于 绿篱 的轻修剪和深修剪 ， 同时 ，也可用作机械化茶园的修边 ， 使 绿篱 行间留出 20厘米的间距 ， 以利机器的通过和操作。单人修剪机有机动和电动两种类型。 70年代中期，中国农业科 学 院 茶 叶 研 究 所 等 单 位 研 制 的 中 频 电 动 手 提 式 绿 篱 修 剪 机 ， 就 是 以 汽 油机 带 动 的 中 频 发 电 机 组 为 电 源 ， 中 频 微 型 电 机 作 动 力 的 电 动 机 型 ， 使 用 双动 往 复 刀 片 ， 切 割 幅 宽 300毫 米 。 但 是 ， 使 用 较 多 的 还 是 以 汽 油 机 为 动 力的 机 动 型 ， 采 用 平 行 往 复 刀 片 ， 切 割 幅 宽 750毫 米 ， 中 国 农 科 院 茶 叶 研 究南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）8所 和 安 徽 省 农 业 机 械 研 究 所 近 年 来 研 制 的 单 人 修 剪 机 都 属 这 种 类 型 。 这 种修剪机由动力、传动机构（减速和凸轮往复机构等 ） 、切割器等部分组成 。动 力 为 0.8马 力 小 汽 油 机 切 割 器 使 用 平 行 往 复 刀 片 ， 双 动 ， 往 复 频 率 为1000次分。整机重量 5公斤，作业时由一人手提操作，汽油机产生的动力 ， 通 过 飞 块 摩 擦 式 离 合 器 、 减 速 齿 轮 和 偏 心 凸 轮 带 动 刀 片 作 往 复 运 转 ，实 现 对 绿 篱 枝 条 的 切 割 ， 每 小 时 可 修 剪 茶 地 0.3亩 左 右 。 由 于 该 机 使 用 的汽 油 机 应 用 了 膜 片 式 汽 化 器 ， 并 且 吸 油 管 采 用 软 管 形 式 ， 使 吸 油 口 在 任 何时 候 均 可 处 于 油 箱 内 最 低 处 ， 因 此 ， 可 保 证 发 动 机 在 任 何 角 度 下 都 能 正 常工 作 ， 故 操 作 方 便 ， 机 动 灵 活 ， 可 高 低 左 右 修 剪 ， 运 用 自 如 。 由 于 单 人 修剪机刀片锋利 ， 往复运转速度高 ， 所以直径在 10毫米以下的枝条 ， 可一刀利 落 地 切 断 ， 切 口 平 整 。 修 剪 后 的 蓬 面 整 齐 ， 能 修 剪 出 所 要 求 的 形 状 ， 修剪质量大大超过人工 。 在我国广大茶区 ， 尤其在山区小块茶园中特别适用 。双 人 绿 篱 修 剪 机 由 两 人 手 抬 操 作 ， 切 割 器 有 弧 形 和 平 形 两 种 形 式 ， 这两 种 形 式 的 双 人 修 剪 机 除 刀 片 和 力 架 一 为 弧 形 一 为 平 形 外 ， 其 余 结 构 完 全一 样 ， 并 且 机 架 可 以 通 用 ， 从 而 使 一 台 机 器 有 两 种 使 用 形 式 。 弧 形 切 割 器的 双 人 修 剪 机 主 要 用 于 中 、 小 叶 种 灌 木 型 绿 篱 的 轻 修 剪 和 深 修 剪 。 而 平 形修剪机主要用于幼龄 绿篱 的定型修剪和大叶种小乔木型 绿篱 的轻 、 深修剪 。双 人 修 剪 机 由 动 力 、 切 割 器 、 传 动 机 构 、 机 架 和 操 作 手 柄 等 部 分 组 成 。 动南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）9力为 1马力汽油机 ， 刀片为往复切割式 ， 弧形刀片的弧形半径为 1200毫米 ，切 割 幅 宽 1040毫 米 ， 双 动 ， 往 复 频 率 1000次 分 。 作 业 时 由 两 人 手 抬 跨行 作 业 ， 汽 油 机 产 生 的 动 力 ， 经 飞 块 摩 擦 式 离 合 器 、 减 速 和 凸 轮 等 传 动 机构 驱 动 上 、 下 刀 片 作 往 复 运 转 ， 实 施 对 绿 篱 的 修 剪 。 这 种 修 剪 机 由 两 人 手抬 作 业 ， 并 且 在 茶 蓬 蓬 面 上 跨 行 作 业 ， 因 此 劳 动 强 度 比 单 人 修 剪 机 低 ， 作业 效 率 也 较 高 ， 每 行 蓬 面 如 修 剪 一 次 ， 台 时 工 效 为 3.5-4.0亩 ； 每 行 绿 篱蓬面若需修剪两次 ， 台时工效为 1.5-2.0亩 ， 比人工修剪可提高工效 10倍以上 双人修剪机同样切割干脆利落 ， 直径在 10毫米以下的枝条可一次切下 ， 切 口 平 滑 ， 不 碎 不 裂 ， 修 剪 后 的 蓬 面 划 一 ， 并 且 由 于 该 机 的 刀 片 弧 度与 双 人 采 茶 机 完 全 一 致 ， 可 与 双 人 绿 篱 机 配 套 使 用 ， 和 上 述 单 人 修 剪 机 一样，应是我国 绿篱 作业中重点推广的机种。南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）102整体设计整体设计整体设计整体设计绿篱 修剪是人为地抑制顶端主枝生长优势的措施 ， 可刺激着生部位较低的 芽 萌 发 新 技 ， 增 强 树 势 ， 培 养 高 产 优 质 树 冠 。 绿 篱 修 剪 方 法 主 要 有 幼 龄绿篱 的定形修剪、成龄 绿篱 的轻修剪与深修剪，衰老 绿篱 的重修剪等。2.1技术设计的要求技术设计的要求技术设计的要求技术设计的要求（ 1） 机器 能切 割直 径 d 15m m（ 2） 手柄 振动 加速 度值 g 10m /s2（ 3） 工作 幅宽 70cm（ 4） 工作 部件 应有 可靠 防护 装置（ 5） 机器 总重 量 G 8Kg2.传送路线的拟定传送路线的拟定传送路线的拟定传送路线的拟定2.2.1对传动方案的要求合 理 的 传 动 方 案 ， 首 先 应 满 足 工 作 机 的 功 能 要 求 ， 其 次 还 应 满 足 工 作可 靠 、 传 动 效 率 高 、 结 构 简 单 、 尺 寸 紧 凑 、 重 量 轻 、 成 本 低 、 工 艺 性 好 、使用和维护方便等要求。2.2.2拟定传动方案任 何 一 个 方 案 ， 要 满 足 上 述 所 有 要 求 是 十 分 困 难 的 ， 要 统 筹 兼 顾 ， 满足最主要的和最基本的要求。南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）1图 (1)结构示意图1安全开关 2开关 3油门扳机 4手柄旋转按钮 5后手柄6启动器手柄 7油泵 8油箱 9齿轮箱 10空滤罩 11风门调节器12火花塞帽 13前手柄 14前护罩 15刀片保护板 16刀片考 虑 到 经 济 性 及 机 器 的 整 体 结 构 和 传 动 所 需 要 的 准 确 性 ， 通 过 分 析 决 定 采用结构比较简单的方案。 2.3绿篱修剪机的组成及工作原理绿篱修剪机的组成及工作原理绿篱修剪机的组成及工作原理绿篱修剪机的组成及工作原理绿 篱 修 剪 机 主 要 由 动 力 、 减 速 传 动 装 置 、 切 割 工 作 装 置 及 操 作 控 制 装置 等 几 部 分 组 成 .动 力 装 置 是 单 杠 二 冲 程 小 型 汽 油 发 动 机 ;减 速 传 动 装 置 是齿 轮 减 速 ,汽 油 机 输 出 轴 通 过 离 心 式 离 合 器 与 减 速 传 动 装 置 的 第 一 齿 轮 (小齿 轮 )轴 连 接 ,当 汽 油 机 的 转 速 达 到 结 合 转 速 时 ,小 齿 轮 (主 动 )通 过 大 齿 轮(被 动 )将 动 力 和 运 动 传 到 切 割 工 作 装 置 ,切 割 装 置 的 往 复 运 动 是 由 大 齿 轮南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）12连接的 180 对置的双偏心滑块机构驱动 ;操纵控制装置是固定在手把上的油 门 ,改 变 油 门 的 大 小 即 可 控 制 汽 油 机 的 转 速 而 改 变 切 割 工 作 装 置 的 往 复次 数 ,以 及 停 止 切 割 .工 作 装 置 的 切 割 部 件 是 由 两 片 、 双 面 切 削 刃 的 滑 切 型刀片往复运动 .南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）133设计内容设计内容设计内容设计内容根据第一章中对于设计要求和传动合理性经济合理性考虑 ,3.1发动机的选择发动机的选择发动机的选择发动机的选择发动机一般选用风冷二冲程 ， 发动机 转速 为 7500r/min， 排量为 23.6cc，功 率 0.8KW（ 1.1PS） ， 油 箱 0.47L， 因 此 选 择 小 松 HTZ7510/CHTZ6010风 冷 二冲程发动机。 发 动 机 的 工 作 原 理 如 下 ： 发 动 机 气 缸 体 上 有 三 个 孔 ， 即 进 气 孔 、 排 气孔 和 换 气 孔 ， 这 三 个 孔 分 别 在 一 定 时 刻 由 活 塞 关 闭 。 其 工 作 循 环 包 含 两 个行 程 ： 1.第 一 行 程 ： 活 塞 自 下 止 点 向 上 移 动 ， 三 个 气 孔 同 时 被 关 闭 后 ， 进入 气 缸 的 混 合 气 被 压 缩 ； 在 进 气 孔 露 出 时 ， 可 燃 混 合 气 流 入 曲 轴 箱 。 2.第二 冲 程 ： 活 塞 压 缩 到 上 止 点 附 近 时 ， 火 花 塞 点 燃 可 燃 混 合 气 ， 燃 气 膨 胀 推动活塞下移作功 。 这时进气孔关闭 ， 密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩 ；当 活 塞 接 近 下 止 点 时 排 气 孔 开 启 ， 废 气 冲 出 ； 随 后 换 气 孔 开 启 ， 受 预 压 的可燃混合气冲人气缸 ， 驱除废气 ， 进行换气过程 。 如图 2所示 ， 是发动机的结构图：南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）14图 2发 动机 结构 图3.2离合器的设计离合器的设计离合器的设计离合器的设计1） .确定总体设计方案由 于 滑 块 为 两 块 ， 而 离 合 器 允 许 外 径 偏 小 ， 考 虑 到 便 于 布 置 零 件 ， 故采用压缩弹簧的形式 ， 离心块与被动盘间隙取为 1mm， 满足要求且便于计算 。滑块离心式摩擦离合器主要用于草坪机械。南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）15图 (4)离 合器 示意 图2).确定离合器需要传递的扭矩： 由 最大输出扭矩为 5.93N.m， 1 扭矩储备系数 ， 故发动机最大输出扭矩 = MN116.73） .初定结合转速：因结合转速 12 )45.125.1( nn这里系数取 1.25，由发动机怠速m in/29001 rn=计算得 m in/36252 rn=4） .确定离合器结构形式南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）16由初始给定数据条件，离心块数量为 2，即 Z=2；确定被动盘直径 D=50mm,壁厚取 2mm，离合器离心块与被动盘间隙 ， 因摩 擦 配 合 为 石 棉 石 棉 ， 石 棉 厚 度 取 为 4mm， 则 被 动 盘 半 径R=25-2-6-1=16mm；由离心块质心半径选取范围 (0.60.8)r R= ，再结合初步确定的离心块结构和形状，初步选 r=13mm；离心块与被动盘材料均选 45号钢，由于摩擦配合为石棉 石棉，故 离心块与被动盘结合面均贴一层石棉，摩擦系数 f选为 0.5.5） .初定离心块质量离心块质量须满足两个条件： 结合转速 2n时22 wrmPPn =式中： 2P 结合转速 n2时离心块产生的离心力；nP 弹簧对离心块张紧力的径向分力；2w 结合转速 n2时的角速度。 传递最大扭矩 fM时= ZRfPPn)(4 244 wrmP= ZRfwwrmZRfwrmwrmMf = )()( 224224 224224 )( 900)(22 = ZRfnnr MZRfwwr Mm ff式中：南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）174n 发动机最大扭矩 fM时的转速；4w 发动机最大扭矩 fM时的角速度；f 离心块与被动盘内表面的摩擦系数 （ 钢对钢 ： f 0.15； 钢对石棉 ：f 0.30；石棉对石棉： f 0.36 0.50，这里取 0.5）由发动机外特性参数： m in/75004 rn= ， m in/36252 rn= ，代入其他数据 ： mR16=， 2=Z， 5.0=f ， MNMf =116.7 ， mr13=，计算得 kgm072.0=。6） .计算弹簧在各个工况下受力结合转速时： NmrwPPn 74.134)2603625(1013072.0 2322 = 。怠速时弹簧压缩力： NP 24.86)2602900(1013072.0231 = 。7）验证离合器高度 因离合器允许高度为 20mm，而 h取值范围为（ 12） d；选定滑块结构为扇形 ， 包角 =120， 中间挖空一定尺寸放置弹簧与螺栓，则由 mV=，列方程得 072.01018)212(22)67(31622 = hR材料为 45钢，故这里 33/108.7 mkg=解得 mh15，h24。故离合器高度满足要求。8）滑块的质心验算南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）18由扇形形心计算公式： 3sin2rX=，设计滑块 602=；再由组合图形的形心计算公式：21 221121 221 , AAyyyAAxxx = ，计算得滑块质心约为 21m m ；验 算 结 合 转 速 m in/29252 rn= ， 与 理 论 计 算 值 m in/36252 rn= 相 差 不大，故初选质心符合要求。 9）弹簧的设计计算 计算弹簧刚度由：怠速时弹簧所受压力： NP2.811=结合时弹簧最大工作压力 ： NPn 8.126=由胡克定律： mXKPPn 1,1 = ，计算得 mNK/6.45=故弹簧初始压缩量为 mKPX 78.110 = 选择与验算弹簧具体参数弹簧材料选 65nM类 碳素钢丝，初选弹簧指数 C=5，中径 mD82=，查表得 K=1.31估 算 簧 丝 直 径 mCDd 6.1/= ， 查 表 得 aB MP1800= ，ajB MP90025.1,4.0 = 簧丝直径： 由6.1CKFd n计算 得 md 72.118004.0 58.12631.16.1 =根据标准圆整为 md8.1=南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）19工作圈数 1n：由 3m axm ax18CFGdn= ，而 mxx 78.278.10m ax =+=+=计算得 2.31=n，圆整为 3.5.总圈数 n：弹簧选择冷卷，则总圈数 n=2+3.5=5.5工作极限载荷： NKDdPjj 6.205823=工作极限载荷下的变形： mGKdnDF jj 2.412 =余隙 ： md18.01.0=节距： )5.03.0(=t ， 2D取为 3.6mm中径： mCdD92 =外径： md8.102=+=内径： mdDD 2.721 =自由高度： mdtnH 3.165.110 =+= ，根据标准圆整为 18mm螺纹升角： 74.5arctan2=Dt ，在 95之间，符合使用条件展开长度： mnnDL 155cos22 =验算稳定性： 7.3220 = bDHb ，故 C值符合要求疲劳强度校核： 6538.1268.114.3931.188 332m ax an MPPdKD =弹簧满足条件，可用。10）轴承的选取与校核由输出轴直径与轴所受的载荷，初选轴承为 GB/T292 19947004AC角接触球轴承， 主要尺寸为 mBmDmd 12,44,22 =由于轴承所受的最大径向力 为 NPFnr 8.126= ，轴向力主要为轴的轴向窜动，可认为 eFra/ ，故 NFPr 8.126= 。南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）20由机械的工作情况查表可得轴承在此离合器中寿命为 h8040而由： )(60106PCnLh=n取最高转速 m in/80r， 3=， NP8.126=， 此轴承的基本额定载荷KNCr 5.10=。极限动载荷 PffffCtndhj =hf 寿命系数，由轴承要求寿命查表取得 2.52nf 转速系数，由输出轴最高转速查表取得 0.16df 动载荷系数，由轴承工作环境情况查表取得 1.4tf 温度系数，由轴承估计工作温度查表取得 1计算得 KNCj 796.2= ，得 rj CC，故轴承满足工作条件。1）螺钉与垫片 根 据 实 际 使 用 情 况 ， 选 择 GB/T65 2000M4开 槽 圆 柱 头 螺 钉 6个 ， M6开 槽 圆 柱 头 螺 钉 一 个 ， GB/T29.1 1988M4六 角 头 头 部 带 槽 螺 栓 两 个 ；GB/T894.1 1986A型轴用弹性挡圈一个； GB/T95 2002C级平垫圈七个 ；GB/T855 1988双耳止动垫圈两个。12）胶粘剂的选择： 石 棉 与 滑 块 ， 石 棉 与 被 动 盘 的 连 接 均 使 用 胶 粘 剂 ， 根 据 离 合 器 各 项 性能 参 数 ， 为 保 证 稳 定 持 久 和 高 强 度 粘 接 ， 选 用 热 固 性 树 脂 ： 环 氧 聚 硫 橡胶类胶粘剂。3.减速器的设计减速器的设计减速器的设计减速器的设计根据计算选用如图 (5)所示一级圆柱齿轮减速器南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）21图 (5)3.3.1初定减速器的类型1)选择材料、精度a.按图 3.3所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动b.本 绿 化 修 剪 机 为 一 般 工 作 机 器 ， 速 度 不 高 ， 故 选 用 8级 精 度（ GB10095-88）c.材料选择 。 查机械设计教材图表 （ P75表 6-2） ， 选择小齿轮材料为 40Cr（调质 ） ， 硬度为 280HBS， 大齿轮材料为 45钢 （ 调质 ） ， 硬度为 240HBS，二者的硬度差为 40BS。2)初定齿轮参数 设定齿轮的模数均为 4=m,小齿轮的齿数为 91=z3)按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由机械零件设计手册查得aHaH MPMP 530,5802lim1lim = ,SHlim =11,200,215lim2lim1lim = FaFaF SMPMP南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）2099.4331.57/235/21 =nn由机械零件设计手册查得 ZN1=ZN2=1YN1=YN2=1.1由 aHNHH MPSZ 58011580lim 11lim1 =aHNHH MPSZ 53011530lim 22lim2 = aFNFF MPSY 24411.215lim 11lim1 = aFNFF MPSY 20411.200lim 22lim2 =（一）小齿轮的转矩IT )(870.801.990/2359550/9550111 mNnPT =(二 )选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K 1.1(三 )计算尺数比 =4.099(四 )选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置 。 查 机械原理与机械零南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）23件教材中表得，取 d 1(五 )计算小齿轮分度圆直径 1d1d 766uuKTHdI 223 )1(+=766099.45301 )1.(153.90.1 23 +=47.103(m m )(六 )确定齿轮模数 m() ( ) ()mda 089.120099.41247.10312 =+=+=m =(0.007 0.02)a=(0.007 0.02) 198.764取 m =2(七 )确定齿轮的齿数 1Z和 2z552.232103.4711 =mdZ 取 Z1=24376.9824099.412 =ZZ 取 Z2=100（八）实际齿数比 167.42410012 =Z齿数比相对误差 017.0 = 2FY/2F=2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）252424865.2153.9020002000122 111 =ZmBYKTFF 1)(692.103FMPa=齿轮的弯曲强度足够5)齿轮几何尺寸的确定 齿顶圆直径 ad由机械零件设计手册得 h*a=1c*=0.25( ) )(542)1224(221111 mmhZhdd aaa =+=+=+= ( ) )(2042)12100(222222 mmhZhdd aaa =+=+=+= 齿距 P=2 3.14=6.28(mm)齿根高 ( ) )(5.2mmchhaf =+=齿顶高 )(221mmhhaa =齿根圆直径fd )(435.2248211 mhdd ff = )(1995.2204222 mhdd ff =南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）263.4刀具的设计刀具的设计刀具的设计刀具的设计3.4.1刀片结构的设计及材料的选择(1)结构设计由 于 修 剪 幅 度 较 大 ,故 单 个 刀 刃 设 计 较 大 ， 一 方 面 可 以 增 加 单 个 刀 刃 的 强度，另一方面也可以增强整个刀片的刚度，具体设计如下图所示图 (6)现 有 的 绿 篱 修 剪 的 刀 具 形 式 主 要 有 旋 转 式 刀 具 修 剪 和 直 线 往 复 式 刀 具 修剪 两 种 形 式 ， 考 虑 成 本 及 安 装 空 间 的 影 响 ， 选 用 直 线 往 复 式 刀 具 的 形 式 设计刀具。有 上 下 两 个 刀 片 ,下 刀 片 固 定 在 基 座 上 ,上 刀 片 和 下 刀 片 各 有 五 个 相 同 的可以移动并可链接的滑孔 。 每个滑孔均成长圆形 ,既可以做为螺栓的连接孔 ,也 能 减 轻 刀 片 的 质 量 。 而 滑 孔 的 长 度 也 是 上 下 刀 片 修 剪 枝 条 时 作 相 对 往 复直 线 运 动 时 的 行 程 距 离 。 同 时 多 个 滑 孔 在 上 刀 片 和 下 刀 片 上 延 长 度 方 向 一字 排 开 。 所 述 的 上 刀 片 和 下 刀 片 穿 插 内 六 角 的 螺 栓 的 滑 孔 内 设 有 相 同 的 滑块 ,并 要 求 上 刀 片 与 下 刀 片 之 间 的 活 动 间 隙 等 于 滑 块 厚 度 减 去 上 下 刀 片 厚度之和 ,活动间隙在 0.1mm-0.2mm之间 。 这样上下刀片在修剪时就能避免出现 枝 叶 夹 缝 的 现 象 。 使 刀 片 运 转 更 流 畅 ,也 增 强 了 刀 片 的 切 割 效 果 ,提 高 了刀片的寿命 。所述的下刀片与上刀片设有与绿篱机传动机构相连接。单刃长 宽 =m1620， 工作过程中 ， 主刀组有效切削刀刃数为 19个 ，南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）27有 效 切 削 宽 度 为 m7.0， 侧 刀 组 有 效 切 削 刀 刃 数 为 19个 ， 有 效 切 削 宽 度 为m7.0， 刀刃中心线间距 m32， 则刀片相对运动行程为 100mm 。 刀刃切削的 重 复 度 按 50%计 算 ， 则 切 屑 速 度 为 分钟次 /1000， 一 次 往 复 运 动 实 现 2次切割，每分钟剪切 1000次，则刀片往复运动为 分钟次 /500。(2)材料的选择： 刀片在高速的环境下工作 ， 且在剪切过程中 ， 刀片会受到很大的挤压力 ，摩擦也会很厉害 ， 需要的硬度也比较高 。 根据这些因素我决定选择 W18Cr4V。W18Cr4V是应用比较广泛的的高速钢，其性能主要有： 热处理硬度可达 高 ，抗弯强度可达 3500MPa左右 ，可磨性好 。其优点： 通用性强，工艺成熟。3.4.2刀具的传动设计曲柄滑块机构是通过主动杆的转动 ， 通过从动连杆带动滑块在固定轨道上 滑 动 。 为 了 使 设 计 过 程 更 加 简 便 和 便 于 控 制 ， 采 用 无 偏 距 的 对 心 曲 柄 滑块机构，机构简图如图 (7)与图 (8)所示。 考虑空间位置布局，设定主刀具的曲 柄 滑 块 机 构 的 压 力 角 8z=， 侧 刀 具 的 曲 柄 滑 块 机 构 的 压 力 角 为12c=。图 (7)刀 具曲 柄滑 块机 构传 动简 图南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）284绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机操作规程操作规程操作规程操作规程（ 1） 操作者应按产品使用说明书规定，正常使用。（ 2） 修 剪 绿 篱 带 的 枝 条 密 度 最 大 枝 杆 直 径 应 与 使 用 的 绿 篱 修 剪 机 性 能 参数相符。（ 3） 工 作 时 修 剪 机 必 须 处 于 正 常 的 技 术 状 态 。 刀 片 转 动 或 往 复 运 动 应 灵活 。 旋 刀 式 修 剪 机 定 刀 和 动 力 间 隙 1mm以 下 ， 往 复 式 修 剪 机 闭 合 后 接 触 面间隙不超过 0.15mm。（ 4） 发动机在常温下正常工作时 ， 起动三次允许拉动起动绳三回 。 其中至少 有 一 回 起 动 成 功 。 若 发 动 不 着 或 起 动 困 难 ， 应 找 出 原 因 ， 排 除 故 障 后 ，才能继续使用。 （ 5） 工作过程中要经常注意紧固联接件 。 按修剪质量情况及时调整刀片间隙或更换损坏零件。不允许带着故障工作。（ 6） 剪后 后的质量应平整，基本无漏剪、撕裂率小于 10。南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）295绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机的操作顺序的操作顺序的操作顺序的操作顺序5.1修剪机的操作顺序修剪机的操作顺序修剪机的操作顺序修剪机的操作顺序（ 1） 加油 。 将无铅汽油 （ 二行程机器 ） 和机油按容积比为 25： 1的比例混合。将油充入油箱。加油时切记关闭发动机。 （ 2） 起动：1）把发动机开关拨到 “ 开 ” （ ON）的位置。2）推动注油阀，直到溢油管中有油液流动。3）拉起动绳起动（或起动器 ） 。（ 3） 把阻塞杆拨到半开的位置，让发动机空转 3-5分钟。（ 4） 把阻塞杆拨到 “ 开 ” （ ON） 的位置 ， 轻轻地捏紧油门调节杠杆 ， 然后突然松开，使得自锁解除。此时发动机按额定转速正常工作。（ 5） 开始修剪绿篱时应保持平顺整齐 ， 高低一致 。 一般把修剪机向下倾 斜5 -10 （ 度 ） 。 相对修剪对象引成微少倾角能使修剪省力 ， 轻便 ， 并确保具有较好的剪切质量。 （ 6） 要保持操作者身体处在汽化器一侧 ， 绝不允许处于排气管一端 ， 以免被废气烫伤。 （ 7） 按 工 作 需 要 调 节 控 制 油 门 （ 即 转 速 ） 。 发 动 机 运 转 速 度 过 高 是 不 必 要的。 （ 8） 工作完毕后停机，关闭油门。清洁外壳。待用。南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）306绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机绿篱修剪机的维护保养要点的维护保养要点的维护保养要点的维护保养要点6.1维护保养要点维护保养要点维护保养要点维护保养要点（ 1） 机具在使用前 、 使用中和使用后都要对各部件进行仔细检查 。 如发现机 件 损 坏 和 紧 固 件 松 动 、 脱 落 ， 应 及 时 更 换 与 调 整 。 不 允 许 机 具 带 病 或 缺件作业。 （ 2） 刀片每工作 1 2小时要用机油润滑一次 。 每使用 20 30小时 ， 给齿轮箱加注 ZFG 2复合钙基润滑脂一次。（ 3） 修 剪 机 最 大 的 剪 枝 直 径 应 不 超 过 10毫 米 。 作 业 中 如 剪 到 较 粗 的 树 枝或异物，感到机具声音异常，振动较大，应迅速关机，排出异物。 （ 4） 每 工 作 50小 时 要 用 清 洗 剂 或 洗 衣 粉 清 洗 空 气 滤 芯 器 海 绵 ， 挤 干 ， 晒干 。 每 工 作 150小 时 后 清 除 火 花 塞 积 炭 ； 每 工 作 3个 月 后 更 换 燃 油 过 滤 器一次 ;（ 5） 每天使用后 ， 要清洁机体 ， 用清水洗净刀片上的茶汁 ， 擦干后在油孔中注入机油。 （ 6） 机具长期停放 ， 应清除机体表面灰尘 、 杂物 。 放出油箱燃油 。 拆下火花 塞 ， 清 除 积 炭 ， 将 缸 内 注 入 几 滴 清 洁 机 油 。 装 上 火 花 塞 ， 包 装 好 置 放 干燥处 。6.2操作使用要点操作使用要点操作使用要点操作使用要点（ 1） 使 用 前 ， 要 认 真 熟 读 随 机 使 用 说 明 书 。 并 熟 悉 机 械 结 构 和 性 能 ， 掌握开关机程序、刀片间隙调整、注意事项以及操作要领。 （ 2） 机具所用燃料，使用 90号汽油与二冲程汽油机专用机油，并按 25：1（ 新机具最初 20小时为 20： 1） 的容积比配制 ， 混合均匀后使用 。 不允许南京林业大学 毕业设计（ 说明书 ）31使用代用汽油与机油，或改变汽油与机油的配比。 （ 3） 机 械 起 动 ： 起 动 前 先 按 几 次 手 油 泵 ， 使 燃 油 进 入 化 油 器 ， 把 空 气 排出，再把油门打开 1/2 1/3，适当关闭风门，用力按住汽油机，拉动起动绳。起动后，打开阻风门，逐渐加大油门使其其正常运转后，开始工作。（ 4） 停 机 时 ， 先 将 油 门 置 于 低 速 位 置 ， 然 后 关 闭 汽 油 机 。 注 意 汽 油 机 不能 在 低 速 运 转 时 进 行 修 剪 作 业 ， 也 不 能 在 高 速 运 转 时 突 然 停 车 ， 以 防 机 件损坏。 （ 5） 使用双人修剪机进行作业时，应根据人的高矮和 绿篱 行的高、宽度 ，将机具把手调节到最佳位置，再行机剪。 （ 6） 作业时要注意人 、 机安全