草坪修剪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)-手提往復(fù)式

草坪修剪機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)-手提往復(fù)式,草坪,修剪,優(yōu)化,設(shè)計(jì),手提,往復(fù) 文 獻(xiàn) 綜 述 引言 每年， 草坪必須進(jìn)行修剪， 這對(duì)維護(hù)草坪旺盛的生長(zhǎng)，加強(qiáng)樹冠新梢的密度，有著良好的作用，并能達(dá)到培育有要求的樹冠面。因此．修剪是草坪生長(zhǎng)的主要技術(shù)措施之一。 修剪機(jī)以其重量輕、效率高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于公園的草坪、小區(qū)、高速公路、城市綠化帶的修剪，是一種用途很廣泛的園林機(jī)械。由于傳統(tǒng)的手持式修剪機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度大，修剪范圍小。本課題所設(shè)計(jì)的草坪修剪機(jī)就需要達(dá)到減輕持用著勞動(dòng)強(qiáng)度、方便攜帶、有較大的修剪幅度的目的。 1 往復(fù)式草坪修剪機(jī)的結(jié)構(gòu) 草坪修剪機(jī)由小型動(dòng)力裝置和切割器兩大部分組成。動(dòng)力裝置有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)二類。切割器結(jié)構(gòu)一般可分為滾刀式、旋刀式和往復(fù)式三種。動(dòng)力裝置與切割器的連接分可為一體式、分離式兩種。一體式的修剪機(jī)動(dòng)力通過(guò)剛性軸傳遞，結(jié)構(gòu)緊湊，但使用不便；分離式動(dòng)力通過(guò)軟軸連接，能兼得一體式與分離式修剪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。 2 動(dòng)力裝置 目前，草坪修剪機(jī)廣泛采用的動(dòng)力設(shè)備有電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩大類。傳統(tǒng)方式將動(dòng)力部分與工作部分設(shè)計(jì)為一體，這樣，增加了勞動(dòng)者手持部分的重量，使用不便；為了消除這樣的不便，可以將動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)成背負(fù)式。 選擇小型電機(jī)作為動(dòng)力源，有無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，但在野外工作時(shí)，受電源的限制；如果采用蓄電池，勞動(dòng)者的背負(fù)重量會(huì)相應(yīng)的增加，不宜采用。 當(dāng)選用小型汽油機(jī)作為草坪修剪機(jī)的動(dòng)力時(shí)，汽油機(jī)和切割器分開，通過(guò)軟軸傳遞動(dòng)力后者手持重量輕、手感振動(dòng)小。缺點(diǎn)是汽油機(jī)工作時(shí)有污染。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)保型產(chǎn)品受到消費(fèi)者歡迎。噪聲和廢氣是修剪機(jī)的主要污染源，為此發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇至關(guān)重要。 3 傳動(dòng)齒輪 目前國(guó)內(nèi)修剪機(jī)大多采用交角的直齒錐齒輪。草坪修剪機(jī)采用螺旋錐齒輪傳動(dòng)，該齒輪嚙合時(shí)是從齒頂一端漸漸地由小變大接觸，以后又逐漸變小。其嚙合呈局部面接觸，傳動(dòng)平穩(wěn)性比直齒錐齒輪好，承載能力高，噪聲要比直齒錐齒輪低4～7dB(A)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)尤為明顯?？紤]到成本，本課題所設(shè)計(jì)的草坪修剪機(jī)采用直齒圓柱齒輪進(jìn)行減速傳動(dòng)，草坪修剪機(jī)用于修剪植物，所需切割力小，系統(tǒng)沖擊小，故用直齒圓柱齒輪能滿足傳動(dòng)要求。 4 傳動(dòng)軸 軟軸又稱為鋼絲繞性軸，它是由多組鋼絲分層卷繞而成。卷繞時(shí)，把幾根鋼絲并排地緊密纏繞在芯軸上，且相鄰兩層鋼絲的旋向相反。支撐軟軸的軟管為特殊制造，襯簧采用耐磨合金鋼帶制作，外層為兩層鋼絲編織網(wǎng)和防振橡膠，具有耐磨、曲率半徑均勻、振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)，大大提高了軟軸的傳動(dòng)效率和使用壽命。軟軸傳動(dòng)距離短，且工作桿又可進(jìn)行全方位操作，能保證安全可靠地傳遞運(yùn)動(dòng)。硬軸是一個(gè)彈性體．當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)．由于軸和軸上零件的材料組織不均勻，制造有誤差，或?qū)χ胁涣嫉?，就要產(chǎn)生以離心力為表征的周期性的干擾力．從而引起軸的彎曲共振動(dòng)，如其強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率與軸的彎曲自振動(dòng)相重合時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)對(duì)軸產(chǎn)生破壞作用的彎曲共振現(xiàn)象；當(dāng)軸由于傳遞的功率有周期性的變化而產(chǎn)生周期性的扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，將會(huì)引起扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，如其強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與軸的扭轉(zhuǎn)自振頻率重合時(shí)，則產(chǎn)生對(duì)軸有破壞作用的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。軸在引起共振的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。針對(duì)硬軸，應(yīng)用了繞性軸原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，以小直徑實(shí)心軸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大直徑空心軸，工作桿內(nèi)設(shè)置的含油軸承和橡膠減振圈能使傳動(dòng)軸安全地越過(guò)臨界轉(zhuǎn)速。 這是一種真正機(jī)械意義的新型軟軸，具有軸向剛性和自動(dòng)復(fù)位功能；可傳遞大轉(zhuǎn)矩；有一定的徑向承重能力；高速旋轉(zhuǎn)時(shí)有一定的抗甩能力，可控制小范圍跳動(dòng)；可將機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的剛性接觸碰撞轉(zhuǎn)化為柔性接觸碰撞；有一定阻振能力；易制造維修；可作聯(lián)軸器及偏位軸的連接傳動(dòng)；也是萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)軸工具頭，可在輸出端安裝特定工具，并保持工具與工件的良好接觸，防止工具工件破損，提高安全性及工具耐用度。如鑄件因模具及傳動(dòng)誤差，在自動(dòng)攻絲機(jī)上偏位最大達(dá)底孔半徑，絲錐裝在軟軸上可正常攻絲。可用于鑄件自動(dòng)攻絲設(shè)備、軟爪、電動(dòng)工具、清潔機(jī)械、玩具、管道疏洗、機(jī)器人關(guān)節(jié)、安全擋臂及用于一些以往機(jī)械傳動(dòng)中難于解決的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 5 切割刀片 汽油機(jī)的動(dòng)力由離心式離合器將動(dòng)力傳遞給中間箱中的傳動(dòng)齒輪。經(jīng)過(guò)減速小齒輪帶動(dòng)割刀連桿，連桿帶動(dòng)上下刀片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到修剪作用。 中頻電動(dòng)草坪修剪機(jī)單動(dòng)、單面刃刀片具有較強(qiáng)的切割能力，切削利索、割面平齊。 草坪修剪機(jī)有二種切割形式，一種是無(wú)支承切割，一種是有支承切割。無(wú)支承切割主要是靠落桿的彈力和慣性力的作用，使落桿和刀刃之間產(chǎn)生一定的壓力來(lái)進(jìn)行切割的，根據(jù)理論分析，慣性力的值與割刀的速度威正比，隨速度的增加而增加，因而為了保證產(chǎn)生所需的慣性力，割刀就應(yīng)有足夠的速度，才能保證修剪的枝條切口平整、光滑。但速度升高，振動(dòng)增大，這就使得操作人員的勞動(dòng)工作條件下降。 當(dāng)落桿靠在支承上切割時(shí)，切割可以靠支承的反力來(lái)進(jìn)行，即使切割剛度比較小的細(xì)枝條也不需很高的切割速度。 6 結(jié)論 根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料顯示，目前國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的草坪修剪機(jī)存在著手持部分過(guò)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn)。為解決這些問(wèn)題，初步構(gòu)思以下設(shè)計(jì)方案：動(dòng)力部分采用內(nèi)燃機(jī)，方便攜帶，不受電源限制；動(dòng)力部分與工作部分分離，利用軟軸傳遞動(dòng)力，減輕使用者的手持部分重量；減速齒輪采用直齒圓柱齒輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，節(jié)約成本。由于我國(guó)的修剪機(jī)的研制起步晚，產(chǎn)量低，品種少，且基本上都是手持式修剪機(jī)，因此隨著軟軸草坪修剪機(jī)的技術(shù)和工藝的不斷完善，軟軸草坪修剪機(jī)將廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林業(yè)，市場(chǎng)潛力巨大。如該成果開發(fā)將產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 參考文獻(xiàn) [1]王秋珍.往復(fù)式電動(dòng)草坪修剪機(jī).上海園林工具廠. [2]陳志強(qiáng)等.軟軸草坪修剪機(jī)的研制.福建省林業(yè)科學(xué)研究院.福建.福州.2002,9. [3]徐元德.LJW一350型草坪修剪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算.北京固林機(jī)械廠. [4]崔育斌.1E32F汽油機(jī)及SJ7OO草坪修剪機(jī)介紹.北京小型動(dòng)力機(jī)械 [5]鄒建軍供稿.剛性軟軸.南昌燈泡廠.專利申請(qǐng)?zhí)?200320116235．4 [6]程祥之.園林機(jī)械[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社.1990． [7]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社.1991． [8]陳永康．2GB一081型背負(fù)式割灌機(jī)的研制[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備.1993,(3):10—11．