可自動避障草坪修剪機構設計含7張CAD圖及SW三維

可自動避障草坪修剪機構設計含7張CAD圖及SW三維,自動,草坪,修剪,機構,設計,cad,sw,三維 可自動避障草坪修剪機構設計【優(yōu)秀機械設計課程畢業(yè)設計含7張CAD圖紙+帶任務書+開題報告+答辯ppt+21頁加正文10500字】【詳情如下】【需要咨詢購買全套設計請加QQ1459919609】可自動避障草坪修剪機構設計SW三維參考圖【不要可以刪除】.zip任務書.doc參考文獻資料【不要可以刪掉】.zip可自動避障草坪修剪機構設計.doc帶輪.dwg開題報告.doc總裝配圖.DWG液壓缸座.dwg液壓缸裝配圖.dwg答辯ppt.ppt裝配圖副本1.DWG裝配圖副本2.DWG軸承蓋.dwg軸棍.dwg齒輪齒條.dwg可自動避障草坪修剪機構設計目 錄工程概況11.概述 21.1研究背景21.2國內外研究現狀 21.3發(fā)展趨勢21.4論文的研究意義 32．修剪機結構設計草坪的修剪技術要點 32.1修剪技術32.2機構的可自動避障設計 32.3園林草坪綠化42.4修剪機設計目標與功能規(guī)劃 43.修剪機設計方案53.1剪草機零部件設計 53.2極 下液壓 設計參 64.液壓 設計 74.1液壓 ( )的 74.2 液壓 方案84.3 液壓 裝 175.V帶輪175.1V帶輪設計要 175.2帶輪的 186. 園林綠 規(guī)劃設計 19總 結參考文獻工程概況本文 草坪修剪的技術要 ? ￠ ￡?工況 ￥業(yè)?§ 修剪currency1' “'???fifl草坪修剪 的優(yōu)–點??· ?設計 可自動避障?? ? ”液 ?…的工￥?? ‰現剪草機械的可自動避障??·設計 剪草機的動“ 承? ` 結′機械設計?? 要設計 液壓 的ˉ動 ?˙ ` 剪草機的動“¨ ???設計優(yōu)化承? ` 承? `的?功 ? 可 不ˇ的— 機械 裝′?可自動避障草坪修剪機構設計目 錄工程概況 11.概述 21.1 研究背景 .21.2 國內外研究現狀 21.3 發(fā)展趨勢 21.4 論文的研究意義 32．修剪機結構設計草坪的修剪技術要點 .32.1 修剪技術 32.2 機構的可自動避障設計 32.3 園林草坪綠化 42.4 修剪機設計目標與功能規(guī)劃 43.修剪機設計方案 53.1 剪草機零部件設計 53.2 極限位置下液壓紅設計參數 64.液壓系統(tǒng)設計 74.1 液壓泵(馬達)的選用 74.2 確定液壓系統(tǒng)方案 84.3 液壓泵裝置 .165.V 帶輪 165.1V 帶輪設計要求 165.2 帶輪的類型 .186.城市園林綠地規(guī)劃設計 .18總 結 20致 謝 21參考文獻 .221工程概況本文首先草坪修剪的技術要求，對比了包括滾刀、旋刀、甩刀，根據工況、作業(yè)時間、修剪幅度、力度等分析其在草坪修剪中的優(yōu)缺點。之后簡單設計了可自動避障原理，運用電液比例閥的工作原理，實現剪草機械的可自動避障。之后設計了剪草機的動力系統(tǒng)及承載平臺，結合機械設計手冊簡要設計了液壓系統(tǒng)的傳動、導軌平臺、及剪草機的動力輸出。最終設計優(yōu)化承載平臺，提出承載平臺的多功用性，可對不同的路政機械進行安裝組合。21.概述1.1 研究背景交通運輸業(yè)是國家經濟和社會發(fā)展的大動脈，是當今經濟社會發(fā)展的基礎行業(yè)和先行產業(yè)。高速公路是公路運輸發(fā)展到一定階段的必然產物，在交通運輸業(yè)中起重要作用。到目前為止，世界高速公路的通車里程已經超過 23 萬公里，我國的高速公路發(fā)展迅速，現今已突破 6 萬公里，位居世界第二。綠籬在公路和城市道路綠化中占有重要地位，高速公路的發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高，使得綠籬成為高速公路不可缺少的有機部分。高速公路中央隔離帶的主要作用是隔離車輛分道行駛，減輕車輛高速行駛造成的弦暈和避免夜間行車車燈弦光，保障車輛高速行駛安全性。為了達到以上目的，人們對綠算的形狀、高度、平齊度甚至修剪速度提出越來越高的標準，傳統(tǒng)的手工修剪方式因其工作強度大、效率低、危險性高，已不能滿足高速公路綠籬修剪要求。因此，迫切需要研制一種自動化水平高的綠籬修剪機械來提高修剪效率和保證作業(yè)安全。車載式高速公路綠籬修剪機改變了以往的人工修剪模式，極大地提高了勞動效率和修剪作業(yè)質量，成為高速公路和園林綠化必不可少的機械設備。車載式綠籬修剪機的研制對高速公路建設和園林養(yǎng)護機械的發(fā)展有重要意義和科學價值。1.2 國內外研究現狀國外綠籬修剪設備的發(fā)展己有幾十年歷史，從手動式剪刀發(fā)展到便攜式綠籬修剪機。便攜式以手持式為主，切割裝置有往復式和旋刀式，動力來源分別為汽油機和電動機，例如美國公司 RYOBI 生產的 HT 系列電動單刀往復式綠籬修剪機，用于對綠籬、藤本植物和灌木從的修剪造型70 年代起，美國和本為了適應高速公路和園林養(yǎng)護發(fā)展的需要，研制并推廣車載懸掛式和臂架懸掛式綠籬修剪機。車載懸掛式綠籬修剪機把往復式切割裝置和運送裝置結合起來，通過液壓助力杠桿系統(tǒng)調節(jié)修剪姿態(tài)，可以使修剪機在不同高度、不同平面進行修剪，該機型適用于作業(yè)量大、綠籬長度長的場所進行修剪，能保證高速公路兩旁及中央隔離帶上綠籬修剪的質量和效率。臂架懸掛式綠籬修剪機是把切割裝置安裝在液壓起重臂上，通過液壓油趕進行調整工作裝置的高度和角度，可以修剪高達 7 米綠筒的頂面和側面，同時還可以修剪道路、河流等堤岸兩側的雜草和灌木叢。國內園林綠化機械的出現始于 70 年代末期，90 年代初進入快速發(fā)展階段。仿造和改裝外國園林機械設備是我國企業(yè)在發(fā)展初期的選擇，通過引進歐美等國的產品和技術，結合本國國情生產出適應我國需要的園林綠化機械。高速公路大規(guī)模建設使得車載式綠嵩修剪機應運而生，濟南金力公司首先生產出車載式綠籬修剪機，其修剪質量和效率比傳統(tǒng)的人工修剪大幅度提高，但也存在著成本高、結構笨重、可靠性差等缺點。總體看來，國內綠籬修剪設備還處于剛起步階段，設備品種比較單一，其質量和性能還比較落后，與國外有很大差距，特別是在機械化和智能化方面。1.3 發(fā)展趨勢1、一機多用和聯(lián)合作業(yè)。針對家庭和小型園林發(fā)展多功能機械產品，通過簡單改裝實現不同功能，如美國 TORO 公司生產的多功能機，既可以作為動力牽引機，又可以在機械裝置上更換部件完成挖溝、割灌和修剪等功能。2、適應性強、可靠性高。園林機械應該能適應不同的工作條件，對綠籬修剪機而言，它要實現不同作業(yè)姿態(tài)，修剪出不同形狀和高度的綠籬。提高產品可靠性不僅能降低事故發(fā)生幾率還可以提高生產效率，修剪機在高速公路上發(fā)生故障，不僅影響作業(yè)速率還堵塞交通，給交通安全帶來隱患。3、環(huán)保性好。環(huán)境問題已成為當今社會的焦點，許多國家特別是發(fā)達國家制定了越3來越嚴格的法律來治理環(huán)境污染。園林機械要壯大發(fā)展就必須研制生產低排放、低噪聲的“綠色”產品。4、自動化、智能化水平高。把液壓控制技術和電子無線遙控技術應用到園林機械中，減輕工作強度和提高工作效率。園林機械要快速發(fā)展，必須進行技術創(chuàng)新，把現代設計方法運用到產品的研發(fā)生產過程中，增強產品的市場競爭力，實現創(chuàng)新自主知識產權。1.4 論文的研究意義改革開放以來，隨著高速公路快速發(fā)展和城鎮(zhèn)建設高潮的興起，綠化工程在人們心目中的地位日益提高，因此園林機械設備需求逐年增加，我國生產園林機械的企業(yè)也越來越多，但能設計生產高速公路綠籬修剪機的企業(yè)很少，只是簡單仿造國外同類產品，且產品品種單一，功能過于簡單化，不符合當今社會一機多用、復合功能的發(fā)展趨勢。我國生產的高速公路綠籬修剪機基本存在可靠性低、材料利用率低等缺點，與發(fā)達國家全盤機械化程度相比差距較大在市場競爭趨激烈和原材料價格不斷攀升的大環(huán)境下如何有效地縮短產品開發(fā)周期，提高產品質量，降低生產成本，從而提高產品市場競爭力，是各園林機械企業(yè)必須面對的問題。把現代設計方法應用到產品的研發(fā)過程中，是提高產品市場競爭力重要手段之一。2．修剪機結構設計草坪的修剪技術要點2.1 修剪技術1．機械修剪剪草機主要有 2 種最基本的類型即滾刀式剪草機和旋刀式剪草機。草坪最適用的機型，能將草坪修剪得干凈整齊；而低養(yǎng)護草坪和大部分綠地可選用旋刀式剪草機。2.化學修剪用某些生長延緩劑處理草坪，延緩草坪地上部的生長，起到修剪的效果。常用草坪生長延緩劑有多效唑、乙烯利、脫落酸、嘧啶醇、矮壯素、丁酰肼、縮節(jié)胺等。3．生物修剪利用牛羊等食草放牧，達到修剪目的。生物修剪可控制礦質燃料尾氣和草渣等污染，適于在森林公園、林園草坪、水土保持等草坪中應用。6 草坪修剪方向和其他4 修剪方向修剪方向不同， 草坪莖葉的生長方向和反光不同，若每次剪草總是朝著一個方向，易使草坪長勢趨弱，莖葉趨向于剪草方向，傾斜生長，出現層痕，導致草坪品質不良。 同一草坪，應避免用同一種修剪方式修剪，防止在同一地點、同一方向的多次重復修剪，以免產生“紋理” 和“ 層痕”現象可采取變換修剪的方向方法來解決。5 草屑處理由剪草機剪下來的草坪草組織總體稱草屑。草屑內含有植物所需的營養(yǎng)元素，是草坪的重要氮源。草屑處理有 3 種方法：①如果剪下的葉片和組織較短，可將短小的草屑直接留在草坪內分解。②草葉太長時， 必須將草屑收集在集草袋統(tǒng)一帶出草坪，以免影響美觀和光合作用， 避免病害發(fā)生。③發(fā)生病害的草坪，草屑必須收集后清除出草坪并焚燒處理。2.2 機構的可自動避障設計2.22 避障組成機構壓電式傳感器：基于壓電效應的傳感器。是一種自發(fā)電式和機電轉換式傳感器。它的4敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產生電荷。此電荷經電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量。它的優(yōu)點是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。電液比例閥：是閥內比例電磁鐵輸入電壓信號產生相應動作，使工作閥閥芯產生位移，閥口尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。閥芯位移也可以以機械、液壓或電形式進行反饋。電液比例閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計算機控制各種電液系統(tǒng)、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強等多方面優(yōu)點，應用領域日益拓寬。近年研發(fā)生產插裝式比例閥和比例多路閥充分考慮到工程機械使用特點，具有先導控制、負載傳感和壓力補償等功能。它出現對移動式液壓機械整體技術水平提升具有重要意義。特別是電控先導操作、無線遙控和有線遙控操作等方面展現了其良好應用前景。2.2.3 可自動避障方式方式 1 機械避障表 2-1 避障流程圖方式 2 柔性避障由于甩刀的刀片式鉸接在刀軸或刀盤上的，當刀片碰到硬物時可以避讓，而不致?lián)p壞刀片以及及其本身，因此對機器的安全性也要好很多2.3 園林草坪綠化在有規(guī)律修剪和一定程度探壓條件下，能夠形成地面覆蓋的植物稱之為草坪。綠色草坪可以吸收機動車輛排出的多種廢氣，凈化空氣，美化居住環(huán)境，為室外休閑活動提供場所，是現代文明的象征，是經濟發(fā)展水平的標志。草坪修剪要遵循一定原則，否則就達不到理想效果，甚至適得其反。草坪修剪的原則有以下幾條：1、修剪高度（留茬高度）不能低于葉莖自然高度的 2/3，修剪過低會傷害草坪根部，過高會顯得參差不齊。2、綠化景觀的草坪修剪高度控制在 10~15mm 之間，粗放化管理的公路兩旁草地修剪高度超過 20mm。3、修剪刀片要鋒利，運轉速度快。52.4 修剪機設計目標與功能規(guī)劃2.4.1 修剪機設計目標本文設計的修剪機作業(yè)場地是高速公路和園林草坪，作業(yè)對象是高速公路中央隔離帶綠籬和園林綠地草坪，根據作業(yè)對象性質和特征，基于產品功能強大和增強產品市場競爭力等方面要求，修剪機設計目標如下：1、修剪機采用自動化程度高的修剪模式取代勞動強度大的傳統(tǒng)人工修剪模式，通過避障裝置，提高工作效率。2、設計合理，結構簡單，可靠性高，采用獨立動力源，連續(xù)作業(yè)時間長。3、能對高速公路綠籬進行高位修剪和園林草坪低位修剪，修剪作業(yè)范圍大，適應能力強，轉場速度快，修剪功率大。4、修剪姿態(tài)調整方便，能快速調整修剪高度、修剪角度和修剪距離。5、修剪機構能進行°回旋，實現對公路兩旁綠籬修剪。6、承載平臺是市場上價格便宜的輕型小貨車，無需特別改造即可裝車，轉運輸方便。7、整機質量輕，成本低廉，市場競爭力強。2.4.2 修剪機功能規(guī)劃市面上生產的高速公路修剪機功能簡單，不能滿足高速公路綠籬修剪質量和修剪形狀的要求，主要原因是修剪機機構可變空間范圍小，不能修剪出形態(tài)各異的綠籬。為了突破以往機型功能單一，作業(yè)質量差的缺點，本文設計的修剪機要具有以下功能：1、最高水平修剪高度大于 3000mm，實現高速公路高大綠籬頂面修剪。2、最高豎直修剪高度大于 3000mm 實現高速公路高大綠籬的側面修剪。3、最低水平修剪高度小于 15mm 實現園林草坪的低位水平修剪。4、最低豎直修剪高度小于 50mm，實現高速公路矮小綠籬側面修剪。5、最遠水平修剪距離大于 3000mm，實現公路兩旁中等綠籬頂面修剪。6、最遠豎直修剪距離大于 2500mm，實現公路兩旁中等綠籬側面修剪。7、一次性走刀修剪寬度大于 1500mm，修剪速度在 4-5km/h。3.修剪機設計方案3.1 剪草機零部件設計本文的主要工作是用現代設計方法進行修剪機機械結構設計、動力匹配和選配承載平臺、液壓系統(tǒng)。依據修剪機設計目標與功能規(guī)劃，結合實際應用情況，現提出以下自動避障修剪機設計方案。方案 1:方案 1 主要由承載車、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、工作臂機構、修剪機構五大結構模塊組成。6圖 3-1 修剪機機構總成表 3-1 修剪機模塊模塊 子模塊承載車 輕型小貨車動力系統(tǒng) 發(fā)電機組控制箱液壓系統(tǒng) 升降液壓缸回轉液壓虹液壓馬達液壓泵站工作臂機構 三個液壓缸聯(lián)動機構修剪機構 甩刀刀片修剪電機修剪機設計方案作業(yè)流程：1、承載車上修剪機的安裝2、三個液壓缸聯(lián)動，調整工作臂的水平高度。3、液壓馬達驅動回轉平臺，調整工作臂的回轉角度。4、低速大扭矩液壓馬達驅動修剪機構，調整修剪機構的作業(yè)角度。5、修剪馬達通過皮帶驅動刀片旋轉。6、承載車向前移動，修剪機幵始作業(yè)。7、當前修剪姿態(tài)作業(yè)結束后，修剪機構和工作臂回歸原態(tài)。方案 1 優(yōu)點：1、結構簡單，操作簡便，流程清晰。2、三個液壓缸聯(lián)動實現對不同地形的修剪3、導軌移動平臺增大了修剪寬幅。方案 1 缺點：1、作業(yè)范圍有限，難以進行園林草坪的低位修剪。2、回轉液壓虹難以保證修剪機構作業(yè)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，刀架盤作業(yè)抖動幅度大。3、修剪馬達、回轉液壓缸不在同一平面內，引起修剪機構重量分配不對中，刀架盤可能有局部大應力。3.2 極限位置下液壓紅設計參數雙作用單活塞桿液壓紅的行程必須小于安裝距，經過網上查詢，本次修剪機配套的舉升液壓紅、翻轉液壓社要訂做生產，液壓缸行程與安裝距之比要小于 0.7。在極限位置下，雙作用單活塞桿液壓缸行程與安裝距參數如表所示。7類型 最長距離 安裝距行程 行程 安裝距舉升液壓缸 972 585 387 0.66伸縮液壓組 2750 1650 1100 0.67翻轉液壓缸 1330 786 544 .069表 3-2 液壓缸行程與安裝距通過表得知，液壓虹的行程與安裝距之比小于 0.7，符合液壓缸設計要求，驗證了液壓缸設計方案可行性。4.液壓系統(tǒng)設計4.1 液壓泵( 馬達) 的選用4.1.1 液壓泵（馬達）選用計算公式1.液壓泵選用計算公式(a)輸出流量在給定轉速 n 時,泵的輸出流量 Q q*n=L/min10N?V（ ）（4-1）式中： q—泵的理論排量( mL/r )n—轉速 r/minηV—泵的容積效率（一般取 0.9-0.95）(b) 驅動功率在一定壓力 ΔP 時，泵的驅動功率 N 隨著輸出流量 Q 的變化而變化*P=KW61.2??V（ ）(4-2) 式中：ΔP—泵的進、出口壓力差（Mpa ）ηt—泵的容積效率（一般取 0.85）(c)驅動扭矩在不同的壓力 ΔP 下，泵的驅動扭矩 Mq*P=m2.04N???（ ）（4-3 ）式中：ηm—泵的機械效率（一般取 0.9）注意：雙聯(lián)泵或多聯(lián)泵為單泵計算值之和2、 馬達選用計算公式：8(a)輸入流量在一定轉速 n 時，馬達的輸入流量 Q q*nmi10Q??（ L/）（4-4 ）q—馬達的理論排量 ( mL / r )n—轉速 ( r / min )ηV—馬達的容積效率（一般取 0.9-0.95）(b)輸出功率在一定的壓力 ΔP 時，馬達的輸出功率 N 隨著輸入流量 Q 的變化而變化*t=kw61.2QPN??（ ）（4-5 ）ΔP—馬達的進、出口壓力差ηt —馬達的總效率（一般取 0.85）(c)輸出扭矩在不同的壓力 ΔP 下，馬達的輸出扭矩 Mq*mor=*-q*m2.04M??????（ N.） 159（ P2） （ N.）（4-6）ηm—馬達的機械效率（一般取 0.9）4.2 確定液壓系統(tǒng)方案4.2.1 液壓缸的設計計算(a)計算工作循環(huán)中的最大載荷對排出機構進行受力分析,見圖 4-1可得如下方程：（4-7 ）????????0coscos0' ft TFX??（4-8 ） ??)(ini 21' NWYt式中： ——推卸油缸的推力 ，也就是液壓缸的最大載荷tF——推卸油缸的安裝角度 ???62?——壓縮的在車廂四壁產生的摩擦阻力T——排出板上方對排出板的作用力 '——為 的傾斜角度 ?' ??45?9——排出板機構的重力W——重量和排出板機構重量在底板上產生的摩擦力fT， ——為導軌對排出板機構的法向作用力1N2由公式得，（4-9）??cos' ft TF??排出機構的重量計算底部鋼管： LsAsWLm)854.2(0157.1 ??2.1323. ???9.?kg式中： ——方管邊長 ( )A——方管壁厚 ( )sm——每米鋼管重量 ( )Wkg——方管長 ( )L頂部鋼管： 68.1)23854.7(2.30157.2 ?????9.1?kg側部鋼管： 871.0)23854.7(2.3057.3 ?????m.6?kg側部鋼管1： 365.0)2854.7(2.30157.4 ?????6.?kg側部鋼管2： 320.1)854.27(2.30157.5 ?????m.9?kg側部鋼管3：10725.0)3854.27(2.30157.6 ?????m.?kg此鋼板的理論重量為 [1]，所以，此鋼板重量為：05.182kg)07268.0(47 ????m.2?kg排出板前板： 98.14.05.18??6k所以，排出機構重量 7654321 )(mmM???8.201.9.696??.8?kg因為，一些小零件采取估算的方式以及計算誤差所以，最后取 20?Mkg(b) 壓縮的在車廂四壁產生的摩擦阻力 的計算T（4-10 ） pfabc)(?1.07482)015.46.35.146.32( ????79?N式中： ——廂體的有效長度 a)(m——廂體的有效寬度 b——廂體的有效高度 c)(——壓縮后對廂體的壓力 ，的單位膨脹力為 6235 ，那其對廂體的壓pPa3mPa力 7482016235??——與車廂壁之間的動摩擦系數，查表取f 1.0?fD. 排出板上方對排出板的作用力 的計算'T11（4-11 ）20'rbcLgT?458.96.45.10.2??7?N式中： ——排出板機構底部長度 L)(m——重力加速度 g8.92取s——壓縮后的密度 0r3450kg(c) 重量和排出板機構重量在底板上產生的摩擦力 的計算fT（4-12 ）gVrMf 0'??1.894512.8920??N式中： ——廂體的容積 V31mV?——排出板機構與導軌之間的動摩擦系數，查表取 'f 1.0'?f將上述數據代入式（5-4）中則, ????62cos5487.5481.379tF0.?N2. 確定液壓缸參數a. 此液壓缸為三級液壓缸，各級壓力和速度可按活塞式液壓缸有關公式來計算。（4-13 ）??????????????????????211211 4DppFDcmt??（4-14 ）????????26 7.049.07.24.334m20.?式中： ——一級液壓缸內徑，1D——二級活塞桿尺寸，212——三級活塞桿尺寸3D—— 液壓缸工作壓力，初算時取系統(tǒng)工作壓力 12.7MPa；1p—— 液壓缸回油腔背壓力；為2 41p—— 活塞桿與液壓缸內徑之比，液壓缸采用差動連接；比值取 0.71D—— 工作循環(huán)中最大的外負載；tFη cm —— 液壓缸的機械效率，一般 η cm=0.9～0.97；標準的液壓缸直徑系列取 [2]。根據mD201?127.0D?47.?計算的結果在活塞尺寸系列之中，所以取 2依此類推： mD981407.3??標準的活塞桿尺寸系列圓整為 [2]3根據已取的缸徑和活塞桿直徑，計算液壓缸實際有效工作面積，無桿腔面積 A1，有桿腔面積 A2、 A3 分別為： 2221 10404mD????? 222 106.)(3)( ????3233 547Ab. 計算液壓缸的流量（4-15 ）vDvDq)()(42321??????2310).0(7.43????.8minL式中： —— 排出機構的速度 7.7vic. 液壓泵流量,壓力的計算 液壓泵向液壓缸輸入的最大流量為：若取回路泄漏系數 K=1.1，則泵的流量： 13q=1.1×181.3=199.43L/min。液壓缸的最大工作壓力為 =12.7MPa,在進油路上的壓力損失一般為 0.5～1.5MPa,現1p取 0.8MPa。則液壓泵的最高工作壓力： MPa5.13)8.072(0???根據計算出的泵的流量和工作壓力，由作總體設計人員參考。d. 計算電動機的驅動功率（4-16） ?310pqP式中：p —— 液壓泵的出口壓力（ Pa） ，其值等于液壓缸的進口壓力與泵到液壓缸這段管路壓力損失之和，壓力損失取 ；ap52???q —— 液壓泵輸出流量( )，q=199.43L/min=3.32×10 -3m3/s；sm/3—— 液壓泵的效率，取 [3]?8.0?所以：??KwpN5.6.11325.35?????e. 液壓缸的設計計算 fct FpDFD?22112 )(44??????12pfct ???+ = （4-17 ） fctcmt?式中： —— 液壓缸密封處摩擦力fcF由式 5-6 和式 5-7 可求得 為1D??????????????????????211214DppFcmt??， ，D201?402?m03?4.2.2 液壓油箱的選擇該系統(tǒng)為一般液壓傳動,所以在環(huán)境溫度為-5°C～35°C 之間時,一般選用 20 號或 30號液壓油.冷天用 20 號機械油,熱天用 30 號機械油。由與本系統(tǒng)容量較大，故不必進行系統(tǒng)溫升的驗算。144.2.4 液壓缸缸底和缸蓋的計算在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的缸底和缸蓋一般是根據結構需要進行設計，不需進行強度計算。4.2.5 液壓缸進出油口尺寸的確定液壓缸的進出油口尺寸，是根據油管內的平均速度來確定的，要求壓力管路內的最大平均流速控制在 4～5m/s 以內，過大會造成壓力損失劇增，而使回路效率下降，并會引起氣蝕、噪音、振動等，因此油口不宜過小，一般可按文獻[2] 選用，本系統(tǒng)選用進出油口M48×2 的螺紋接頭。根據以上計算及選用的參數綜合為表 4-1 缸體與缸蓋的連接形式．法蘭連接優(yōu)點：（1）結構簡單，成本低 （2）強度較大，能承受高壓缺點：（1）徑向尺寸較大 （2）用鋼管焊上法蘭，工藝過程復雜螺紋連接 優(yōu)點：（1）外型尺寸小（2）重量較輕缺點：端部結構復雜，工藝要求較高外半環(huán)連接優(yōu)點：（1）結構較簡單（2）加工裝備方便缺點：（1）外型尺寸較大（2）缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚內半環(huán)連接優(yōu)點：（1）外型尺寸?。?）結構緊湊，重量較輕缺點：（1）缸筒開槽，削弱了強度（2）端部進入缸體內較長，安裝時密封圈易被槽口檫傷綜合以上，確定液壓缸體與缸蓋的連接結構選用外螺紋連接 [4]。（3）活塞杠導向部分的結構活塞杠導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋﹑導向套的結構，以及密封﹑防塵和鎖緊裝置等。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向，也可以做成與端蓋分開的導向套結構。后者導向套磨損后便于更換，所以應用較普遍。導向套的位置可安裝在密封圈的內側，也可以裝在外側。表 4-2 活塞桿導向結構形式 特點15端蓋直接導向（1）端蓋與活塞桿直接接觸導向，結構簡單，但磨損后只能更換整個端蓋。（2）蓋與桿的密封常用 O 型和 Y 型密封圈。導向套導向 （1）導向套與活塞桿接觸支承導向，磨損后便于更換，導向套 也可用耐磨材料。（ 2）蓋與桿的密封常用 Y 型和 V 型。密封可適用于中高壓液壓缸。綜合以上各種結構形式，確定采用導向套導向。根據密封的部位、溫度、運動速度的范圍，活塞與缸體的密封形式選用高低唇 Y 形圈，這種密封圈的內外兩唇邊長不同，直接密封用較短唇邊，這樣就不易翻轉，一般不要支承。表 4-3 液壓缸基本參數進出油口連接缸筒內 缸筒外 二級活塞桿直徑三級活塞桿直徑 公稱直徑 螺紋連接徑（ mm） 徑(mm) (mm) (mm)200 240 160 100 40 M48×2活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋、導向套的結構，以及密封、防塵和鎖緊裝置等?；钊麠U處的密封形式用 Yx 形密封圈。為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵，保證油液清潔及減少磨損，在端蓋外側增加防塵圈，本系統(tǒng)選用無骨架防塵圈。4.2.6 液壓缸主要零件的材料和技術要求a. 缸體材料選用 45 鋼。內徑用 H9 配合，粗糙度 Ra0.3 ,內徑圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，內表面m?直線度在 500mm 長度不大于 0.03mm，端面與缸蓋固定時，端面跳動量在直徑 100mm 上不大于 0.04mm,為防止腐蝕和提高壽命，內表面可鍍鉻，層厚 0.03～0.04mm ，在進行拋光，缸體外涂外耐腐蝕油漆。b. 缸蓋常用材料有：35 鋼、45 鋼或鑄鋼；做導向時選用鑄鐵、耐磨鑄鐵。故可選取前缸蓋HT200、后缸蓋為 35 鋼。配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，端面在對孔軸線的垂直度在直徑16100mm 上不大于 0.04mm.c. 活塞材料選用 HT200。外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑對內孔的徑向跳動不大于外徑公差之半，端面對軸線垂直度在直徑 100mm 上不大于 0.04mm，活塞外徑用橡膠密封圈密封時可取 f9 配合，內孔與活塞桿的配合取 H8。d. 活塞桿本設計中是空心活塞桿，選用的材料為 45 鋼的無縫鋼管。桿外圓柱面粗糙度為 Ra0.8 ,材料進行熱處理，調質 52～58HRC，外徑的圓度、圓m?柱度不大于直徑公差之半，外徑表面直線度在 500mm 長度不大于 0.03mm，活塞桿與前端蓋采用螺紋連接。4.2.7 選擇各類控制閥A 確定控制閥的壓力和流量參數各控制閥的壓力取決于液壓泵的工作壓力。該壓力值應納入中壓系列，壓力參數確定為 13.5MPa。B 確定各類控制閥的型號系統(tǒng)工作壓力為 12.7MPa,油泵的額定最高壓力為 13.5MPa，所以可以選取額定壓力大于或等于 13.5MPa 的各種元件，其流量按實際情況分別選取。根據所擬訂的液壓系統(tǒng)圖，按通過的各元件的最大流量來選擇液壓元件的規(guī)格。a. 溢流閥溢流閥的壓力調整值為系統(tǒng)壓力最高值，其值比泵的最高工作壓力稍大即可，所以選擇溢流閥的型號為 DBDA10/20。b.定壓閥定壓閥的壓力值為液壓缸工作壓力的 ，其值為 3.1MPa,所以選擇定壓閥的型號為41DBD10/5。c 閥的型號為 S10A014.3 液壓泵裝置4.3.1 液壓泵的安裝方式泵裝置采用非上置臥式安裝，這種安裝方式與其他安裝方式的比較見表 5-2。5.V 帶輪 5.1V 帶輪設計要求 v 帶輪的主要要求是質量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內應力要小。 2．結構設計v 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通 V 帶兩側面間的夾角是 40°，為了適應 V 帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通 V 帶輪槽角 為 32°、 34°、36°、38°（按帶的型號及帶輪直徑確定） ，輪槽尺寸見圖 5-1。裝在軸上的筒17形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板） ，用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。圖 5-1 普通 V 帶輪的輪槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92） 槽型 項目 符號 Y Z A B C D E 基準寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z —輪槽數 外徑 d a 32° ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° 對應的基準直徑 d d - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 輪槽 角 極限偏差 ± 1 ± 0.5 5.2 帶輪的類型18V 帶輪按腹板（輪輻）結構的不同分為以下幾種型式：（1） 實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(d d≤(2.5 ～3)d 時)，如圖 5-2a 。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(d d≤ 300mm 時)，如圖 5-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((d d－d) ＞ 100 mm 時)，如圖 5-2c 。（4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(d d＞ 500mm 時)，如圖 5-2d。（a） （b） （c） （d）圖 5-2 帶輪結構類型輪槽截面尺寸見表 5-1，圖中各尺寸關系如下 1d=~（ .82） . d 為軸的直徑， ，當 1.5dB?時， L=B ， . . 。 。 。 。 。 。 。 式中：P 是傳遞的功率，kW ；n 是帶輪的轉速，r/min ；z a 是輪輻數。6.城市園林綠地規(guī)劃設計園林綠地是城市規(guī)劃的重要組成部分，它與工農業(yè)生產、人民生活、城市的建筑、道路系統(tǒng)、地上地下管線布局都有密切關系，為了更好地發(fā)揮園林綠地的綜合功能，必須在城市中按照一定的要求規(guī)劃安排各類型的園林綠地，只有形成園林綠地系統(tǒng)，才能收到保護生態(tài)環(huán)境、發(fā)展旅游、完善投資環(huán)境、改善人民生活條件的實效。 近年來，由于觀念上和認識上的偏差，使得園林綠化建設中存在著注重視覺形象而忽略環(huán)境效益的現象。隨著經濟的迅速發(fā)展，在一些率先富裕起來的地區(qū)，追求豪華奢侈、鋪張浪費的風氣十分盛行，園林綠化建設中攀比斗富之風愈演愈烈。在追新求異、急功近利的建設思想指導下，各種奇花異木飄洋過海，大樹移栽之風屢禁不止。不僅如此，一些違背自然規(guī)律的園林綠化手法，如反季節(jié)栽種和逆境栽植，追求視覺形象的挖湖堆山，甚19至填湖造園等等，屢見不鮮。不講科學的園林綠化建設，不僅造成寶貴的水土、植物資源的嚴重浪費，而且耗費巨資帶來的是當地景觀特色的嚴重喪失。 建設節(jié)約型園林綠化是深入貫徹科學發(fā)展觀的必然要求?？茖W發(fā)展觀的內容之一就是實現人與自然相和諧，推進經濟發(fā)展與人口、資源、環(huán)境相協(xié)調，堅持走生產發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展之路。營造良好的生態(tài)環(huán)境是城市園林綠化產生和存在的本質要求，而生態(tài)理念的貫徹與節(jié)約理念的實現有著內在的、密切的和必然的聯(lián)系。城市園林綠化的功能決定了其自身必須是節(jié)約型的，只有體現了節(jié)約，才能使城市園林綠化實現本質功能，走健康發(fā)展道路。 20總 結雖然每學期都安排了課程設計或者實習，但是沒有一次像這樣的設計能與此次相比，設計限定了時間長，而且是一個人一個課題要求更為嚴格，任務更加繁多、細致、更加嚴格、設計要求的獨立性更加高。要我們充分利用在校期間所學的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實際運用的靈活度。在對設計態(tài)度上是認真的積極的。通過近一學期畢業(yè)設計的學習，給我最深的感受就是我的設計思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名實際人員要設計出有創(chuàng)意而功能齊全的產品，就必須做一個生活的有心人。多留意觀察我夢身邊的每一個機械產品，只有這樣感性認識豐富了，才能使我們的設計思路具有創(chuàng)造性。21致 謝在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。在此更要感謝我的導師 XX 和專業(yè)老師，是你們的細心指導和關懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。從尊敬的導師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。22參考文獻[1]濮良貴 陳國定 吳立言.機械設計第九版[M]. 西北工業(yè)大學 :機械工業(yè)出版社,1995.[2]吳宗澤.機械設計課程設計手冊第四版[M] 高等教育出版設[3]顧正平.園林綠化機械與設備[M] 機械工藝出版社.[4]劉毅.草坪與園林綠化機械選用手冊[M]. 機械工業(yè)出版社[5]董林福.液壓元件與系統(tǒng)識圖[M]. 化學工業(yè)出版社[6]王益民.液壓與氣壓傳動[M] 東北師范大學出版社任務書學院 班級學生姓名 學號課題名稱可自動避障草坪修剪機構的設計起止時間20XX年 10 月 13 日—— 20XXX 年 10 月 15（共 1 周）指導教師 職稱課題內容1.基于鏈動式修剪機構的設計主要包括驅動系統(tǒng)電動機性能參數分析（電動機功率轉速等）、刀片有關參數的確定(刀片直徑及刃口尺寸等)、以及草坪修剪高度調節(jié)機構的設計2.基于機械傳動要求，確定鏈傳動的輸出、輸入功率，傳動齒輪的選擇和結構精度，及凸輪機構的設計，用以保證修剪過程的平穩(wěn)運行。3.割草機的全局路徑規(guī)劃研究：即在已知工作區(qū)域及障礙物邊界信息等的基礎上，依據路徑規(guī)劃原則并結合本割草機的運動學、動力學等特點，規(guī)劃出一條路徑讓割草機沿此路徑運行割草，充滿整個工作區(qū)域。擬定工作進度（以周為單位）主要參考文獻[1]濮良貴 陳國定 吳立言.機械設計第九版[M].西北工業(yè)大學:機械工業(yè)出版社,1995.[2]吳宗澤.機械設計課程設計手冊第四版[M]高等教育出版設[3]顧正平.園林綠化機械與設備[M]機械工藝出版社.[4]劉毅.草坪與園林綠化機械選用手冊[M].機械工業(yè)出版社[5]董林福.液壓元件與系統(tǒng)識圖[M].化學工業(yè)出版社[6]王益民.液壓與氣壓傳動[M]東北師范大學出版社任務下達人（簽字）20XX年 10 月 13 日任務接受人意見任務接受人簽名 2XX 10月 13 日注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存?？勺詣颖苷喜萜盒藜魴C構設計開題報告緒論1.1國內外自動避障割草機構的發(fā)展概況目前,社會上對草坪修剪機械的需求日益增加,而市場上提供的草坪修剪機械多為需人工參與勞動、由燃油提供動力的割草機,其具有噪聲大、污染重、人的 勞動強度大等缺點, 這樣對于能改善上述缺點的割草機器人的研究就顯得必要了。隨著技術水平的不斷提高,割草機朝著智能化方向發(fā)展的趨勢 越來越明顯, 早期的智能割草機并不真正具有智能性,只是用遙控進行簡單的遠程控制,隨著傳感器的研制,部分智能割草機具有簡單的避障和報警功能。目前,國內外多家科研機構和公司對智能割草機做了大量的研究。如瑞典Husqvoa 公司設計的具有環(huán)保功能的太陽能混合動力害」 草機 —太陽能割草機“Automower”。它是世界上第一臺既可由電池動力驅動,也可以由太陽能供給動 力驅動的 全自動割草機, 每臺能處理高達 2200 平米的草坪,甚至還能 處理具有一定坡度的草地。當晚上或陰天不能獲得太陽能時, 則由蓄電池提供動力,能夠繼續(xù)工作 1 個小時,蓄電池充電時間快, 只需 45 分鐘就能將蓄電池充滿。上海羅寶信息技術有限公司研制的 RBZG001 太陽能割草機器人,RBZGO01 應用太陽能技術和網絡技術具有穩(wěn)定而強大的動力,它擁有高智能圖像識別功能 ,視頻檢測和自動識別路線功能,不僅能自主避障還能攀登有一定坡度的障礙,在工作過程,還可以在斜坡上可以停止滑動,將收集到的雜草碎片撒出,并利用太陽能給自己充電。其導航檢測系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng)加上其太陽能電源系統(tǒng)使得 RBZG001 的工作效率高和作 業(yè)速度快,可以滿足復雜環(huán)境的草坪特別是高爾夫球場的割草工作。加拿大 LinamarCorp 生產的太陽能割草機,采用太陽能電池供電,不過其太陽能電池不是與割草機連在一起,而是在割草機附近安裝了一個太陽能充電站 ,專為蓄電池充電,當割草機上的蓄電池電量用完時,將其取下后到太陽能充電站充電即可。由于采用無刷直流 電機驅動, 其產生的噪音很低,采用遙控控制,操作簡單,割草機的反應也很迅速。因此，設計制造一種新的智能草坪修建機就勢在必行，以便實現草坪修剪過稱的自動化，專業(yè)化。1.2 本課題研究的背景和意義隨著國民經濟的高速發(fā)展，城鄉(xiāng)居民對人居住環(huán)境的要求越來越高。因此建設了大量的公園。園林。公共綠地、草坪、廣場等公共設施。睡著這些公共陸地的大量出現，對這些公共射射的維護保養(yǎng)工作提出了更高的要求。例如草坪的修剪工作隨著面積的增加，工作人員的工作量隨之增加。由于工作場所基本上在露天，受到多種因素的制約比較多。從普通割草機的需求情況來看，1999 年，除去國內生產銷售的 2 萬余臺，另外還有從國外進口了 2 萬余臺，2001 年，進口草坪修剪機更高達 4 萬臺，市場銷售額近 1 億元人民幣。市場需求相當大?，F有市場上銷售的相關器具多為內燃機驅動的割草機，使用人工操作，自動化程度低，工作時排放的廢氣污染環(huán)境，而且損害附近人員的身體健康，噪音也相當大，鑒于目前割草機械設備的缺點，我們改進傳統(tǒng)割草設備的研究思路，設計制造一種新的智能草坪修剪機，以方便實現草坪修剪過程的自動化，專業(yè)化，對減少草坪修建工作中的人力，物力資源具有重要意義。1.3 研究課題的確定1.3.1 課題研究的工業(yè)背景及實驗條件本課題研究的工業(yè)背景是基于草坪修剪機械的需求日益增加，所需人工參與的勞動量大，國內手動草坪修剪機的成熟發(fā)揮，深入研究可自動避障草坪修剪機構。一，基于鏈動式修剪機構的設計主要包括驅動系統(tǒng)電動機性能參數分析（電動機功率轉速等）、刀片有關參數的確定(刀片直徑及刃口尺寸等 )、以及草坪修剪高度調節(jié)機構的設計二，基于機械傳動要求，確定鏈傳動的輸出、輸入功率，傳動齒輪的選擇和結構精度，及凸輪機構的設計，用以保證修剪過程的平穩(wěn)運行。三，割草機的全局路徑規(guī)劃研究：即在已知工作區(qū)域及障礙物邊界信息等的基礎上，依據路徑規(guī)劃原則并結合本割草機的運動學、動力學等特點，規(guī)劃出一條路徑讓割草機沿此路徑運行割草，充滿整個工作區(qū)域。四，割草機的避障行為控制研究：根據割草機工作中可能遇到的突發(fā)性障礙物的特點，確定割草機的避障策略。避障過程控制的難度在于割草機所遇到的障礙物形狀及尺寸很不規(guī)則，同時割草機避障過程中的行駛軌跡還需滿足路徑規(guī)劃的原則要求試驗設計方案：（1）通過試驗檢測割草機的性能，并獲得其性能參數（割幅、草坪修建高度調節(jié)范圍及草坪修建質量等）。（2）通過試驗檢測割草機的草坪運動特點及動力學性能（爬坡性能、加速性能等）。（3）通過試驗檢測割草機的路徑跟蹤精度、智能化割草效果。指導教師審閱意見指導教師簽名 年 月 日