手提往復(fù)式綠籬修剪機設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】
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畢業(yè)設(shè)計說明書中文摘要
手提往復(fù)式綠籬修剪機的設(shè)計
摘要：綠籬修剪機是一種小型園林修剪機械。每年， 綠籬必須進行修剪， 這對維護綠籬旺盛的生長，加強樹冠新梢的密度，有著良好的作用，并能達到培育有要求的樹冠面． 因此．修剪是綠籬生長的主要技術(shù)措施之一?，F(xiàn)有綠籬修剪機存在著手持部分重量過重，勞動強度大的缺點。本文設(shè)計了一種動力部分與工作部分分離的往復(fù)式綠籬修剪機，動力部分采用背負式的結(jié)構(gòu)，選用小型內(nèi)燃機，動力通過軟軸傳遞到工作部分，與減速器相連接，減速器采用直齒圓柱齒輪，減速器將動力傳到曲柄滑塊機構(gòu)，由曲柄滑塊機構(gòu)帶動切割刀片做往復(fù)運動，切割刀片根據(jù)實地調(diào)研設(shè)計成與現(xiàn)種植綠籬植物的寬幅相應(yīng)的寬度，采用單動、單面刃刀片。本文所設(shè)計的往復(fù)式綠籬修剪機能在很大程度上降低勞動者的工作強度，提高工作效率。適用于各種綠籬松墻及樹球的整形修剪，也可用于茶樹剪技整冠作業(yè)。
本文所設(shè)計的手提往復(fù)式綠籬修剪機具有以下特點：
1、機擔(dān)自各中頻發(fā)電機，電壓42伏，不需外接電源，適應(yīng)性強，操作安全。
2、綠籬機重量輕、振動小、噪音低，為操作考撼供了一個良好的工作條件。大大減輕了工人操作時勞動的強度。
3、作業(yè)質(zhì)量較好，性能穩(wěn)定。
4、一機多用，既可用作綠籬茶樹修剪整形，又可作為草坪修剪邊角。
5、適應(yīng)范圍廣， 對高度大于一米五的綠籬墻、寬度大于0．8米的綠籬及樹球的作業(yè)尤為適合。
關(guān)鍵詞 綠籬 修剪機 往復(fù)式
畢業(yè)設(shè)計說明書外文摘要
The design for reciprocating the construction of Hedgerow
Abstract
Hedgerow trimming machine is one kind of minitype gardens trim machinery. Now have hedgerow trimming big shortcomings there existing the intensity setting about holding part weight overweight , working in machine. One kind of the ping-pong hedgerow that the driving force part and the headquarter who works separate beta cutoff machine the main body of a book has been designed, the driving force part adopt the backpack structure , selects and uses the minitype internal-combustion engine, driving force passes soft the axis transfers connection to the part , working and reduction gear looks at and appraises, reduction gear adopts to straighten the tooth column gear wheel , reduction gear conducts arriving at crank smooth piece organization with driving force, organization drive the cutting bit to do advance and return movement from crank smooth piece , the cutting bit designs the corresponding width wide in width becoming and cultivating now hedge plant's according to surveying on the spot, Adopt only move , single-sided edge bit. Ping-pong hedgerow designed by the main body of a book reduces labourer's working strength on trimming enginery in very big degree , raises working efficiency.
Key words Hedgerow pruning machine reciprocating
設(shè)計題目 手提往復(fù)式綠籬修剪機設(shè)計
學(xué) 院
專 業(yè)
年 級
姓 名
指導(dǎo)教師
職 稱
畢 業(yè) 論 文 評 價 表
指
導(dǎo)
教
師
意
見
簽 字：
年 月 日
評
閱
人
意
見
簽 字：
年 月 日
答
辯
委
員
會
意
見
主任委員簽字：
年 月 日
評
分
或
評
語
院長簽字：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計（論文）題 手提往復(fù)式綠籬修剪機設(shè)計 .
姓名
專業(yè)
班級
學(xué)號
指導(dǎo)老師
一、 基本任務(wù)及要求：
1． 收集質(zhì)料，進行調(diào)研，撰寫文獻綜述(2500字以上、參考文獻20篇以上)、開題報告。
2． 完成手提往復(fù)式綠籬修剪機結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3.完成往手提復(fù)式綠籬修剪機總裝圖、變速機構(gòu)部裝圖、驅(qū)動裝置部裝圖、及主要零件的零件圖
(折合圖紙總量不少于3張0號圖)。
4. 手提往復(fù)式綠籬修剪機工作分析。
5. 撰寫設(shè)計說明書一份(15000字以上)。
二、 進度安排及完成時間：
1. 調(diào)研、查閱相關(guān)文獻質(zhì)料(3月2日至3月14日)。
2. 撰寫文獻綜述、開題報告(3月15日至3月25日)。
3. 畢業(yè)實習(xí)及撰寫畢業(yè)實習(xí)報告(3月26日至4月5日)。
4. 畢業(yè)設(shè)計(4月6日至6月10日)。
5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書并將初稿交指導(dǎo)老師審閱(5月25日至6月5日)。
6. 畢業(yè)設(shè)計說明書修改及打印(6月6日至6月10日)。
7. 畢業(yè)設(shè)計評閱(6月10 日至6月 15日)。
8. 畢業(yè)答辯(6月 15日至6月 16日)
本科生畢業(yè)設(shè)計
開題報告
題 目 手提往復(fù)式綠籬修剪機設(shè)計
學(xué)院名稱
專業(yè)名稱
年 級
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
職 稱
年3月25日
選題的依據(jù)及意義（包括課題的理論價值和實踐價值；國內(nèi)外的研究概況等）：
本課題主要是研制一種往復(fù)式綠籬修剪機，能降低使用者的勞動強度、提高工作
率。其主要技術(shù)性能達到國際先進水平。設(shè)計后的修剪機將達到以下要求：
(1)動力裝置質(zhì)量輕，由操作者背負使用；低噪音，低廢氣排放量，以降低環(huán)境污染和噪聲污染；
(2)動力由軟軸傳遞，使動力部分和工作部分分離；
(3)由于綠籬修剪機功率小，切割力矩小，故可以采用直齒圓柱齒輪，齒輪的潤滑采用ZG2鈣基潤滑脂潤滑；
(4)切割刀片采用單動、單面刃刀片具有較強的切割能力，切削利索、割面平齊。
此課題的主要是解決動力部分和工作部分之間動力傳遞。通過采用軟軸來解決這個問題，軟軸是一項新技術(shù)，但由于其運用方便，所以應(yīng)用廣泛，由于其在高速旋轉(zhuǎn)的時候有良好的抗甩動能力，所以用軟軸作為該機器的動力傳遞裝置
修剪機以其重量輕、效率高、操作簡單等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于公園的綠籬、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械。修剪綠籬既是為了美化環(huán)境，也是養(yǎng)護管理抑制生長促其枝葉繁茂的需要。采用太平剪修剪綠籬松墻，工效低、勞動強度大、工作質(zhì)量差。隨著我國園林綠化事業(yè)的不斷發(fā)展，那種用手工工具式的養(yǎng)護管理方法，必須由機極化作業(yè)取代。該綠籬修剪機有工作效率高，勞動強度低，修剪質(zhì)量好等優(yōu)點，有良好的發(fā)展前景。
本課題研究內(nèi)容
1、課題主要內(nèi)容
(1)分析各種內(nèi)燃機，從中選擇出合適的內(nèi)燃機；
(2)傳動軟軸的選擇；
(3)設(shè)計減速器，選用合適的齒輪；
(4)設(shè)計一種機構(gòu)實現(xiàn)從軟軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為切割齒的往復(fù)運動；
(5)切割刀片的設(shè)計、計算。
2、課題主要要求
(1)選擇的內(nèi)燃機應(yīng)達到質(zhì)量較輕、燃油效率高、消耗量低等要求；
(2)根據(jù)要求選擇出合適的傳動軟軸；
(3)減速齒輪應(yīng)選擇直齒圓柱齒輪，既能降低成本，又能滿足減速要求；
(4)調(diào)研國內(nèi)現(xiàn)種植的綠籬植物的桿莖尺寸，設(shè)計出合適的切割刀片，使設(shè)計出的修剪機能在最大程度上發(fā)揮它的作用。
本課題研究方案
1、查閱資料
查找設(shè)計所需的資料，資料的內(nèi)容要有深度，要具有參考意義。
2、熟練掌握設(shè)計所需的內(nèi)容
復(fù)習(xí)以前所學(xué)設(shè)計有關(guān)的專業(yè)知識，并熟練的運用到設(shè)計中去。在網(wǎng)上尋找有關(guān)內(nèi)燃機的數(shù)據(jù)質(zhì)料，找到合適的內(nèi)燃機；復(fù)習(xí)機械原理和機械設(shè)計的有關(guān)知識，從中尋找出合適的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，以及設(shè)計出合適的減速機構(gòu)。運用AUTOCAD的有關(guān)知識，將往復(fù)式綠籬修剪機的總裝圖、變速機構(gòu)部裝圖、驅(qū)動裝置部裝圖、及主要零件的零件圖畫出。
3、設(shè)計內(nèi)容
(1)構(gòu)思往復(fù)式綠籬修剪機的整體模型，選擇最理想的布局結(jié)構(gòu)；
(2)根據(jù)設(shè)計要求修改，畫出各零件的零件圖及總裝配圖。
4、具體設(shè)計步驟
(1)調(diào)研國內(nèi)現(xiàn)種植綠籬植物的種類、桿莖尺寸計算出切割所需切割力，根據(jù)所需切割力計算出內(nèi)燃機需要達到的功率及轉(zhuǎn)速；再查找各種內(nèi)燃機的相關(guān)數(shù)據(jù)，如外型尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)速、燃油率等，選擇合適的內(nèi)燃機，作為本機的動力設(shè)備；
(2)根據(jù)所選內(nèi)燃機的輸出功率及轉(zhuǎn)速選擇合適的傳動軟軸，已達到傳動要求；
(3)根據(jù)軟軸轉(zhuǎn)速設(shè)計相應(yīng)的減速機構(gòu)；
(4)選出合適的機構(gòu)，使軟軸傳遞的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為切割齒的往復(fù)運動。在此才用傳統(tǒng)的曲柄滑塊機構(gòu)；
(5)根據(jù)調(diào)研情況設(shè)計出合適的切齒尺寸，以滿足大部分使用者的要求；
(6)利用AUTOCAD軟件繪制出各零件的零件圖、重要部分的部裝圖、及機器整體的總裝圖。
研究的創(chuàng)新之處
目前，綠籬修剪機廣泛采用的動力設(shè)備有電動機和內(nèi)燃機兩大類。傳統(tǒng)方式將動力部分與工作部分設(shè)計為一體，這樣，增加了勞動者手持部分的重量，使用不便；為了消除這樣的不便，可以將動力裝置設(shè)計成背負式。
選擇小型電機作為動力源，有無污染的優(yōu)點，但在野外工作時，受電源的限制；如果采用蓄電池，勞動者的背負重量會相應(yīng)的增加，不宜采用。
當(dāng)選用小型汽油機作為綠籬修剪機的動力時，汽油機和切割器分開，通過軟軸傳遞動力后者手持重量輕、手感振動小。缺點是汽油機工作時有污染。隨著人們環(huán)保意識的增強，環(huán)保型產(chǎn)品受到消費者歡迎。噪聲和廢氣是修剪機的主要污染源，為此發(fā)動機的選擇至關(guān)重要。
根據(jù)現(xiàn)有文獻資料顯示，目前國內(nèi)所生產(chǎn)的綠籬修剪機存在著手持部分過重、勞動強度大的缺點。為解決這些問題，初步構(gòu)思以下設(shè)計方案：動力部分采用內(nèi)燃機，方便攜帶，不受電源限制；動力部分與工作部分分離，利用軟軸傳遞動力，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)簡單，制造方便，節(jié)約成本。由于我國的修剪機的研制起步晚，產(chǎn)量低，品種少，且基本上都是手持式修剪機，因此隨著軟軸綠籬修剪機的技術(shù)和工藝的不斷完善，軟軸綠籬修剪機將廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林業(yè)，市場潛力巨大。如該成果開發(fā)將產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
7
研究過程(含完成期限)
1.調(diào)研、查閱相關(guān)文獻質(zhì)料(3月2日至3月14日)。
2.撰寫文獻綜述、開題報告(3月15日至3月25日)。
3.畢業(yè)實習(xí)及撰寫畢業(yè)實習(xí)報告(3月26日至4月5日)。
4.畢業(yè)設(shè)計(4月6日至6月10日)。
5.撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書并將初稿交指導(dǎo)老師審閱(5月25日至6月5日)。
6.畢業(yè)設(shè)計說明書修改及打印(6月6日至6月10日)。
7.畢業(yè)設(shè)計評閱(6月 日至6月 日)。
8.畢業(yè)答辯(6月 日至6月 日)
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見
教研室主任簽名：
年 月 日
院系意見
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日
文 獻 綜 述
引言
每年， 綠籬必須進行修剪， 這對維護綠籬旺盛的生長，加強樹冠新梢的密度，有著良好的作用，并能達到培育有要求的樹冠面。因此．修剪是綠籬生長的主要技術(shù)措施之一。
修剪機以其重量輕、效率高、操作簡單等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于公園的綠籬、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械。由于傳統(tǒng)的手持式修剪機的勞動強度大，修剪范圍小。本課題所設(shè)計的綠籬修剪機就需要達到減輕持用著勞動強度、方便攜帶、有較大的修剪幅度的目的。
1 往復(fù)式綠籬修剪機的結(jié)構(gòu)
綠籬修剪機由小型動力裝置和切割器兩大部分組成。動力裝置有內(nèi)燃機驅(qū)動和電動二類。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。一體式的修剪機動力通過剛性軸傳遞，結(jié)構(gòu)緊湊，但使用不便；分離式動力通過軟軸連接，能兼得一體式與分離式修剪機的優(yōu)點。
2 動力裝置
目前，綠籬修剪機廣泛采用的動力設(shè)備有電動機和內(nèi)燃機兩大類。傳統(tǒng)方式將動力部分與工作部分設(shè)計為一體，這樣，增加了勞動者手持部分的重量，使用不便；為了消除這樣的不便，可以將動力裝置設(shè)計成背負式。
選擇小型電機作為動力源，有無污染的優(yōu)點，但在野外工作時，受電源的限制；如果采用蓄電池，勞動者的背負重量會相應(yīng)的增加，不宜采用。
當(dāng)選用小型汽油機作為綠籬修剪機的動力時，汽油機和切割器分開，通過軟軸傳遞動力后者手持重量輕、手感振動小。缺點是汽油機工作時有污染。隨著人們環(huán)保意識的增強，環(huán)保型產(chǎn)品受到消費者歡迎。噪聲和廢氣是修剪機的主要污染源，為此發(fā)動機的選擇至關(guān)重要。
3 傳動齒輪
目前國內(nèi)修剪機大多采用交角的直齒錐齒輪。綠籬修剪機采用螺旋錐齒輪傳動，該齒輪嚙合時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)，高速運轉(zhuǎn)時尤為明顯?？紤]到成本，本課題所設(shè)計的綠籬修剪機采用直齒圓柱齒輪進行減速傳動，綠籬修剪機用于修剪植物，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要求。
4 傳動軸
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，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、振動小的優(yōu)點，大大提高了軟軸的傳動效率和使用壽命。軟軸傳動距離短，且工作桿又可進行全方位操作，能保證安全可靠地傳遞運動。硬軸是一個彈性體．當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時．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，如其強迫振動的頻率與軸的彎曲自振動相重合時，就會出現(xiàn)對軸產(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，將會引起扭轉(zhuǎn)振動，如其強迫振動頻率與軸的扭轉(zhuǎn)自振頻率重合時，則產(chǎn)生對軸有破壞作用的扭轉(zhuǎn)振動。軸在引起共振的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。針對硬軸，應(yīng)用了繞性軸原理進行設(shè)計，以小直徑實心軸代替?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軸安全地越過臨界轉(zhuǎn)速。
這是一種真正機械意義的新型軟軸，具有軸向剛性和自動復(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)時有一定的抗甩能力，可控制小范圍跳動；可將機械運動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；也是萬向旋轉(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誤差，在自動攻絲機上偏位最大達底孔半徑，絲錐裝在軟軸上可正常攻絲?？捎糜阼T件自動攻絲設(shè)備、軟爪、電動工具、清潔機械、玩具、管道疏洗、機器人關(guān)節(jié)、安全擋臂及用于一些以往機械傳動中難于解決的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
5 切割刀片
汽油機的動力由離心式離合器將動力傳遞給中間箱中的傳動齒輪。經(jīng)過減速小齒輪帶動割刀連桿，連桿帶動上下刀片作往復(fù)運動，達到修剪作用。
中頻電動綠籬修剪機單動、單面刃刀片具有較強的切割能力，切削利索、割面平齊。
綠籬修剪機有二種切割形式，一種是無支承切割，一種是有支承切割。無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)生一定的壓力來進行切割的，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，振動增大，這就使得操作人員的勞動工作條件下降。
當(dāng)落桿靠在支承上切割時，切割可以靠支承的反力來進行，即使切割剛度比較小的細枝條也不需很高的切割速度。
6 結(jié)論
根據(jù)現(xiàn)有文獻資料顯示，目前國內(nèi)所生產(chǎn)的綠籬修剪機存在著手持部分過重、勞動強度大的缺點。為解決這些問題，初步構(gòu)思以下設(shè)計方案：動力部分采用內(nèi)燃機，方便攜帶，不受電源限制；動力部分與工作部分分離，利用軟軸傳遞動力，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)簡單，制造方便，節(jié)約成本。由于我國的修剪機的研制起步晚，產(chǎn)量低，品種少，且基本上都是手持式修剪機，因此隨著軟軸綠籬修剪機的技術(shù)和工藝的不斷完善，軟軸綠籬修剪機將廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林業(yè)，市場潛力巨大。如該成果開發(fā)將產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻
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[7]濮良貴.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社.1991．
[8]陳永康．2GB一081型背負式割灌機的研制[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備.1993,(3):10—11．
摘要
綠籬修剪機是一種小型園林修剪機械。每年，綠籬必須進行修剪，這對維 護綠籬旺盛的生長，加強樹冠新梢的密度，有著良好的作用，并能達到培 育有要求的樹冠面．因此．修剪是綠籬生長的主要技術(shù)措施之一?，F(xiàn)有綠 籬修剪機存在著手持部分重量過重，勞動強度大的缺點。本文設(shè)計了一種 便攜式雙刃面往復(fù)式綠籬修剪機，采用汽油機為動力，選用小型內(nèi)燃機， 動力通過飛快摩擦式離合器傳遞到工作部分，與減速器相連接。
減速器采用直齒圓柱齒輪，減速器將動力傳到曲柄滑塊機構(gòu)，由曲柄 滑塊機構(gòu)帶動切割刀片做往復(fù)運動，切割刀片根據(jù)實地調(diào)研設(shè)計成與現(xiàn)種 植綠籬植物的寬幅相應(yīng)的寬度，采用單動、雙面刃刀片。本文所設(shè)計的往 復(fù)式綠籬修剪機能在很大程度上降低勞動者的工整冠作業(yè)。 本文所設(shè)計的手提往復(fù)式綠籬修剪機具有以下特點：
1、機體自帶發(fā)電機,電不需外接電源，適應(yīng)性強，操作安全。
2、減輕了工人操作時勞動的強度。
3、作業(yè)質(zhì)量較好，性能穩(wěn)定。
4、一機多用，既可用作綠籬修剪整形，又可作為茶樹修剪。
5、適應(yīng)范圍廣
關(guān)鍵詞 綠籬修剪機 往復(fù)式 雙刃面
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Abstract
. Hedge trimmer is a small garden pruning machinery.Each year,the hedge must be trimmed,which maintains Hedge exuberant growth,enhance the density of the canopy shoots,have a good effect,and can meet the requirements of the canopy surface nurturing.Therefore.Hedge trimming is the growth of the main technical measures.There is an existing hedge trimmers hand some of the weight is too heavy,labor-intensive shortcomings.This paper presents a double-edged surface portable reciprocating hedge trimmers,power section using portable structure,using a small internal combustion engine,the power transmitted through the shaft to the working parts are connected with reducer.
Using spur gear reducer,reducer will power to the slider-crank mechanism,slider-crank mechanism driven by a reciprocating cutting blade,cutting blade is designed based on field research with the existing hedgerow planting width corresponding to the width of the plant,single action,double-edged blade.This article is designed reciprocating hedge trimmer function largely reduce workers'neat crown job.The design of this portable reciprocating hedge trimmers have the following characteristics:
1,the body comes generators,power without an external power supply,adaptable,safe operation.
2,reducing the labor intensity of workers when operating.
3,the job quality is better and stable performance.
4,a multi-purpose machine,both as a hedge trimmer shaping,but also as a lawn edges.
5,wide
Keywords hedge trimmers reciprocating double-face
目錄
1 緒論.................................................................................................. 6
1.1 綠籬修剪機的發(fā)展................................................................. 6
1.1.1、國內(nèi)外發(fā)展概況......................................................... 6
1.2 對綠籬修剪機的認識............................................................. 7
2 整體設(shè)計........................................................................................ 10
2.1 技術(shù)設(shè)計的要求................................................................... 10
2.2 傳送路線的擬定................................................................... 10
2.2.1 對傳動方案的要求......................................................10
2.2.2 擬定傳動方案.............................................................. 10
2.3 綠籬修剪機的組成及工作原理........................................... 11
3 設(shè)計內(nèi)容........................................................................................13
3.1 發(fā)動機的選擇....................................................................... 13
3.2 離合器的設(shè)計....................................................................... 14
3.3 減速器的設(shè)計....................................................................... 20
3.3.1 初定減速器的類型......................................................21
3.4 刀具的設(shè)計..........................................................................26
3.4.1 刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇..................................26
3.4.2 刀具的傳動設(shè)計.......................................................... 27
4 綠籬修剪機操作規(guī)程.................................................................... 28
5 綠籬修剪機的操作順序................................................................ 29
5.1 修剪機的操作順序............................................................... 29
6 綠籬修剪機的維護........................................................................30
6.1 維護保養(yǎng)要點....................................................................... 30
6.2 操作使用要點....................................................................... 30
7 綠籬修剪機的故障及排除............................................................32
7.1 起動機故障排除方法........................................................... 32
7.1.1 起動困難故障排除方法..............................................32
7.2 綠籬修剪機故障及排除方法...............................................34
7.2.1 修剪機綠籬修剪機故障排除方法..............................34 致 謝............................................................................................... 38 參考文獻........................................................................................... 39 附錄................................................................................................... 40
1 緒論
1.1 綠籬修剪機的發(fā)展
1.1.1、國內(nèi)外發(fā)展概況
（一）綠籬修剪機的知名品牌主要有 STIHL、HUSQVARNA和HOMELITE 等。美國RYOBI公司生產(chǎn)的HT系列電動綠籬修剪機有3個型號,即HT 816R、 HT 818R和HT 822R,都使用工頻交流電動機,HT 822R的功率為348 W,重量
2.7 kg,修剪枝條最大直徑9.5mm。HUSQVARNA生產(chǎn)的600HEL型綠籬修剪 機,功率600W,重量3.3 kg,修剪枝條直徑為1.4 cm,割幅55 cm。德國STIHL生 產(chǎn)的鋸鏈導(dǎo)板式高枝剪,功率0.9 kW,重量6.7 kg,裝在伸縮桿上可用于修剪高 或?qū)挼木G籬、綠墻、灌木叢。日本小松公司生產(chǎn)的E7B70和HT750型，具有 體積小、質(zhì)量輕、噪音小和工作效率高等特點。懸掛式綠籬修剪機在歐洲 使用比較普遍,它一般裝在拖拉機上,由切割裝置和液壓起重臂組成,切割裝 置安裝在起重臂臂架末端,因此有比較大的機動性,伸距可達7 m,可以修剪綠 墻、高大綠籬和灌木叢。
（二)我國對于綠籬修剪機的研制起步比較早，有如下幾種類型，比如北京 園林機械廠研制的以中頻電機動力的雙動往復(fù)刀片式，上海園林工具廠研 究的電動旋刀式。我國生產(chǎn)的 LJ3 型便攜式綠籬修剪機由二沖程小汽油機 驅(qū)動,功率 1.85 kW,切割裝置為雙刀片往復(fù)式,每分鐘往復(fù) 1918 次,修剪枝條 直徑 1.5cm,割幅 50 cm,重量 8 kg。目前在我國，城市道路以及企事業(yè)單位 的道路綠籬，普遍采用的是各種綠籬修剪機。使用的主要有手持式、背負 式和機載自行式等幾種，由于修剪綠籬和樹木造型的作業(yè)地點變化較大， 多采用以內(nèi)燃機為動力的設(shè)備，也有一些小型的修剪設(shè)備以電動機為動力，
電源用蓄電池或用電線引用公共電網(wǎng)的工頻電。以內(nèi)燃機為動力的手持式
綠籬修剪機一般以小型風(fēng)冷二行程汽油機為動力，汽油發(fā)動機的排量較小， 大多數(shù)為進口產(chǎn)品。大型車載或自行式的綠籬修剪機在我國使用的較少。 我國使用的綠籬修剪機主要以進口產(chǎn)品為主，市場前景十分廣闊，研究和 開發(fā)綠籬修剪機十分必要。
1.2 對綠籬修剪機的認識
綠籬修剪機又稱綠籬機，是指以汽油機或電動機為動力用作綠籬的修 剪、整形、打枝等專用的機械，主要用于茶園、公園、庭院、路旁的樹籬 修剪。綠籬修剪機按其動力可分為手持式汽油綠籬修剪機和手持式電動綠 籬修剪機；按刀刃數(shù)量又分為單刃綠籬修剪機和雙刃綠籬修剪機。目前以 小型汽油機為動力的綠籬剪機是主流產(chǎn)品。
綠籬修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較 低的芽萌發(fā)新技，增強樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。綠籬修剪方法主要有幼 齡綠籬的定形修剪、成齡綠籬的輕修剪與深修剪，衰老綠籬的重修剪等。 我國以往的綠籬修剪多是采用人工修枝剪進行的，費時費力，作業(yè)質(zhì)量較 差。從 70 年代中期開始研制綠籬修剪機，目前已有單人、雙人和重修剪機 等機種。
單人修剪機由一人手提操作，主要用于綠籬的輕修剪和深修剪，同時， 也可用作機械化茶園的修邊，使綠籬行間留出 20 厘米的間距，以利機器的 通過和操作。單人修剪機有機動和電動兩種類型。 70 年代中期，中國農(nóng)業(yè) 科學(xué)院茶葉研究所等單位研制的中頻電動手提式綠籬修剪機，就是以汽油 機帶動的中頻發(fā)電機組為電源，中頻微型電機作動力的電動機型，使用雙 動往復(fù)刀片，切割幅寬 300 毫米。但是，使用較多的還是以汽油機為動力 的機動型，采用平行往復(fù)刀片，切割幅寬 750 毫米，中國農(nóng)科院茶葉研究
所和安徽省農(nóng)業(yè)機械研究所近年來研制的單人修剪機都屬這種類型。這種
修剪機由動力、傳動機構(gòu)（減速和凸輪往復(fù)機構(gòu)等）、切割器等部分組成。 動力為 0.8 馬力小汽油機．切割器使用平行往復(fù)刀片，雙動，往復(fù)頻率為
1000 次／分。整機重量 5 公斤，作業(yè)時由一人手提操作，汽油機產(chǎn)生的動 力，通過飛塊摩擦式離合器、減速齒輪和偏心凸輪帶動刀片作往復(fù)運轉(zhuǎn)， 實現(xiàn)對綠籬枝條的切割，每小時可修剪茶地 0.3 畝左右。由于該機使用的 汽油機應(yīng)用了膜片式汽化器，并且吸油管采用軟管形式，使吸油口在任何 時候均可處于油箱內(nèi)最低處，因此，可保證發(fā)動機在任何角度下都能正常 工作，故操作方便，機動靈活，可高低左右修剪，運用自如。由于單人修 剪機刀片鋒利，往復(fù)運轉(zhuǎn)速度高，所以直徑在 10 毫米以下的枝條，可一刀 利落地切斷，切口平整。修剪后的蓬面整齊，能修剪出所要求的形狀，修 剪質(zhì)量大大超過人工。在我國廣大茶區(qū)，尤其在山區(qū)小塊茶園中特別適用。
雙人綠籬修剪機由兩人手抬操作，切割器有弧形和平形兩種形式，這 兩種形式的雙人修剪機除刀片和力架一為弧形一為平形外，其余結(jié)構(gòu)完全 一樣，并且機架可以通用，從而使一臺機器有兩種使用形式?；⌒吻懈钇?的雙人修剪機主要用于中、小葉種灌木型綠籬的輕修剪和深修剪。而平形 修剪機主要用于幼齡綠籬的定型修剪和大葉種小喬木型綠籬的輕、深修剪。 雙人修剪機由動力、切割器、傳動機構(gòu)、機架和操作手柄等部分組成。動
力為 1 馬力汽油機，刀片為往復(fù)切割式，弧形刀片的弧形半徑為 1200 毫米，
切割幅寬 1040 毫米，雙動，往復(fù)頻率 1000 次／分。作業(yè)時由兩人手抬跨 行作業(yè)，汽油機產(chǎn)生的動力，經(jīng)飛塊摩擦式離合器、減速和凸輪等傳動機 構(gòu)驅(qū)動上、下刀片作往復(fù)運轉(zhuǎn)，實施對綠籬的修剪。這種修剪機由兩人手 抬作業(yè)，并且在茶蓬蓬面上跨行作業(yè)，因此勞動強度比單人修剪機低，作 業(yè)效率也較高，每行蓬面如修剪一次，臺時工效為 3.5-4.0 畝；每行綠籬 蓬面若需修剪兩次，臺時工效為 1.5-2.0 畝，比人工修剪可提高工效 10 倍 以上．雙人修剪機同樣切割干脆利落，直徑在 10 毫米以下的枝條可一次切 下，切口平滑，不碎不裂，修剪后的蓬面劃一，并且由于該機的刀片弧度 與雙人采茶機完全一致，可與雙人綠籬機配套使用，和上述單人修剪機一 樣，應(yīng)是我國綠籬作業(yè)中重點推廣的機種。
2 整體設(shè)計
綠籬修剪是人為地抑制頂端主枝生長優(yōu)勢的措施，可刺激著生部位較低 的芽萌發(fā)新技，增強樹勢，培養(yǎng)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)樹冠。綠籬修剪方法主要有幼齡 綠籬的定形修剪、成齡綠籬的輕修剪與深修剪，衰老綠籬的重修剪等。
2.1 技術(shù)設(shè)計的要求
（1）機器能切割直徑 d≤15mm
（2）手柄振動加速度值 g≤10m/s2
（3）工作幅寬 70cm
（4）工作部件應(yīng)有可靠防護裝置
（5）機器總重量 G≤8Kg
2.2 傳送路線的擬定
2.2.1 對傳動方案的要求 合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作
可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、 使用和維護方便等要求。
2.2.2 擬定傳動方案 任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要統(tǒng)籌兼顧，滿
足最主要的和最基本的要求。
19
圖(1)結(jié)構(gòu)示意圖
1 安全開關(guān) 2 開關(guān) 3 油門扳機 4 手柄旋轉(zhuǎn)按鈕 5 后手柄
6 啟動器手柄 7 油泵 8 油箱 9 齒輪箱 10 空濾罩 11 風(fēng)門調(diào)節(jié)器
12 火花塞帽 13 前手柄 14 前護罩 15 刀片保護板 16 刀片
考慮到經(jīng)濟性及機器的整體結(jié)構(gòu)和傳動所需要的準(zhǔn)確性，通過分析決定采 用結(jié)構(gòu)比較簡單的方案。
2.3 綠籬修剪機的組成及工作原理
綠籬修剪機主要由動力、減速傳動裝置、切割工作裝置及操作控制裝 置等幾部分組成.動力裝置是單杠二沖程小型汽油發(fā)動機;減速傳動裝置是 齒輪減速,汽油機輸出軸通過離心式離合器與減速傳動裝置的第一齒輪(小 齒輪)軸連接,當(dāng)汽油機的轉(zhuǎn)速達到結(jié)合轉(zhuǎn)速時,小齒輪(主動)通過大齒輪 (被動)將動力和運動傳到切割工作裝置,切割裝置的往復(fù)運動是由大齒輪
連接的 180°對置的雙偏心滑塊機構(gòu)驅(qū)動;操縱控制裝置是固定在手把上的
油門,改變油門的大小即可控制汽油機的轉(zhuǎn)速而改變切割工作裝置的往復(fù) 次數(shù),以及停止切割.工作裝置的切割部件是由兩片、雙面切削刃的滑切型 刀片往復(fù)運動.
3 設(shè)計內(nèi)容
根據(jù)第一章中對于設(shè)計要求和傳動合理性經(jīng)濟合理性考慮,
3.1 發(fā)動機的選擇
發(fā)動機一般選用風(fēng)冷二沖程，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為7500r/min，排量為23.6cc， 功率0.8KW（1.1PS），油箱0.47L，因此選擇小松HTZ7510/CHTZ6010風(fēng)冷二 沖程發(fā)動機。
發(fā)動機的工作原理如下：發(fā)動機氣缸體上有三個孔，即進氣孔、排氣 孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關(guān)閉。其工作循環(huán)包含兩個 行程：1.第一行程：活塞自下止點向上移動，三個氣孔同時被關(guān)閉后，進 入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔露出時，可燃混合氣流入曲軸箱。2.第 二沖程：活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推 動活塞下移作功。這時進氣孔關(guān)閉，密閉在曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣被壓縮； 當(dāng)活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預(yù)壓的 可燃混合氣沖人氣缸，驅(qū)除廢氣，進行換氣過程。如圖2所示，是發(fā)動機的 結(jié)構(gòu)圖：
圖2發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖
3.2 離合器的設(shè)計
1）.確定總體設(shè)計方案
由于滑塊為兩塊，而離合器允許外徑偏小，考慮到便于布置零件，故 采用壓縮彈簧的形式，離心塊與被動盤間隙取為 1mm，滿足要求且便于計算。 滑塊離心式摩擦離合器主要用于綠籬機械。
圖(4)離合器示意圖
2).確定離合器需要傳遞的扭矩：
由最大輸出扭矩為 5.93N.m，β≥1─扭矩儲備系數(shù)，故發(fā)動機最大輸出 扭矩= = 7.116N? M
3）.初定結(jié)合轉(zhuǎn)速：
因結(jié)合轉(zhuǎn)速 n 2 ≥ (1.25 ~ 1.45)n1
這里系數(shù)取 1.25，由發(fā)動機怠速
n1 = 2900r/ min
計算得 n 2 = 3625r/ min
4）.確定離合器結(jié)構(gòu)形式
由初始給定數(shù)據(jù)條件，離心塊數(shù)量為 2，即 Z=2；
確定被動盤直徑 D=50mm,壁厚取 2mm，離合器離心塊與被動盤間隙，因 摩 擦 配 合 為 石 棉 — — 石 棉 ， 石 棉 厚 度 取 為 4mm ， 則 被 動 盤 半 徑 R=25-2-6-1=16mm；
由離心塊質(zhì)心半徑選取范圍 r = (0.6 ~ 0.8)R，再結(jié)合初步確定的離心塊 結(jié)構(gòu)和形狀，初步選 r=13mm；
離心塊與被動盤材料均選 45 號鋼，由于摩擦配合為石棉——石棉，
故離心塊與被動盤結(jié)合面均貼一層石棉，摩擦系數(shù) f 選為 0.5.
5）.初定離心塊質(zhì)量
離心塊質(zhì)量須滿足兩個條件：
①結(jié)合轉(zhuǎn)速 n 2 時
P 2 = Pn = m? r? w2
2
式中： P 2 ─結(jié)合轉(zhuǎn)速 n2 時離心塊產(chǎn)生的離心力；
Pn ─彈簧對離心塊張緊力的徑向分力；
w2 ─結(jié)合轉(zhuǎn)速 n2 時的角速度。
②傳遞最大扭矩 Mf 時
(P 4 ? Pn) ? f ? R? Z =
P 4 = m? r? w4 2
Mf = (m? r? w4 2 ? m? r? w2 2 ) ? f ? R? Z = m? r (w4 2 ? w2 2 ) ? f ? R? Z
m=
r (w4 2
? w2
Mf
2 ) ? f ? R? Z?e2
=
r (n 4 2
Mf ? 900
? n 2 2 ) ? f ? R? Z?e2
式中：
n 4 ─發(fā)動機最大扭矩 Mf 時的轉(zhuǎn)速；
w4 ─發(fā)動機最大扭矩 Mf 時的角速度；
f─離心塊與被動盤內(nèi)表面的摩擦系數(shù)（鋼對鋼：f＝0.15；鋼對石棉：
f＝0.30；石棉對石棉：f＝0.36～0.50，這里取 0.5） 由發(fā)動機外特性參數(shù)： n 4 = 7500r/ min ， n 2 = 3625r/ min ， 代入其他數(shù)據(jù)： R = 16mm， Z = 2 ， f = 0.5 ， Mf = 7.116N? M ， r = 13mm，
計算得 m= 0.072kg 。
6）.計算彈簧在各個工況下受力
結(jié)合轉(zhuǎn)速時：
P 2 = Pn = mrw2 2 = 0.072 ×13×10?3 × ( 3625 × 2e)2 = 134.74N 。
60
怠速時彈簧壓縮力： P1 = 0.072 ×13×10?3 × ( 2900 × 2e)2 = 86.24N 。
60
7）驗證離合器高度
因離合器允許高度為 20mm，而 h 取值范圍為（1~2）d； 選定滑塊結(jié)構(gòu)為扇形，包角? = 120° ，中間挖空一定尺寸放置彈簧與螺
栓，則由 ?V = m，列方程得
??[ 1 e(R? 7 ? 6)2 ? h?e ? 22 ? 2 ?e ? (12 )2 ?18]×10?6 = 0.072
3 2
材料為 45 鋼，故這里 ? = 7.8 ×103 kg/ m 3
解得 h ≈ 15mm，
h≤ 24mm。故離合器高度滿足要求。
8）滑塊的質(zhì)心驗算
由扇形形心計算公式： X = = 2rsiná ，設(shè)計滑塊á = ? = 60? ；
3á 2
再由組合圖形的形心計算公式：
x = A1x1 ? A2 x 2
A1 ? A2
, y =
A1 y1 ? A2 y 2
A1 ? A2
，計算得滑塊質(zhì)心約為 21mm；
驗算結(jié)合轉(zhuǎn)速 n 2 = 2925r/ min ，與理論計算值 n 2 = 3625r/ min 相差不
大，故初選質(zhì)心符合要求。
9）彈簧的設(shè)計計算
①計算彈簧剛度 由：怠速時彈簧所受壓力： P1 = 81.2N
結(jié)合時彈簧最大工作壓力： Pn = 126.8N
由胡克定律： Pn ? P1 = KX, X = 1mm，
計算得 K = 45.6N / mm
故彈簧初始壓縮量為 X0 =
P1 =
K
1.78mm
②選擇與驗算彈簧具體參數(shù)
彈簧材料選 ∏ 類65M n 碳素鋼絲，初選彈簧指數(shù) C=5，中徑 D 2 = 8mm，
查表得 K=1.31
估 算 簧 絲 直 徑
d = D/ C = 1.6mm
， 查 表 得
óB = 1800MPa ，
[?] ∏ = 0.4óB,?j = 1.25? ∏ = 900MPa
簧絲直徑：
由 d ≥ 1.6
KFnC
[?] ∏
計算得 d = 1.6 ×
1.31×126.8 × 5 = 1.72mm
0.4 ×1800
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圓整為 d = 1.8mm
8F C
工作圈數(shù) n1 ：由 n1 =
Gd?max ，而 ? = x+ x = 1 + 1.78 = 2.78mm
3 max 0
max
計算得 n1 = 3.2 ，圓整為 3.5.
總?cè)?shù) n：彈簧選擇冷卷，則總?cè)?shù) n=2+3.5=5.5
工作極限載荷： Pj =
ed3
8KD 2
?j = 205.6N
2
e 2 1
工作極限載荷下的變形： Fj =
D n ?j = 4.2mm
余隙：? = 0.1d = 0.18mm
GKd
節(jié)距： t = (0.3 ~ 0.5) ， D2 取為 3.6mm
中徑： D 2 = Cd = 9mm 外徑： D = D 2 + d = 10.8mm 內(nèi)徑： D1 = D 2 ? d = 7.2mm
自由高度： H0 = n1t+1.5d = 16.3mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圓整為 18mm
螺紋升角：á = arctan
t
eD 2
= 5.74? ，在 5? ~ 9? 之間，符合使用條件
e 2
展開長度： L =
D n ≈ eD 2n = 155mm
cosá
H0
驗算穩(wěn)定性： b=
D 2
= 2 ≤ [b] = 3.7 ，故 C 值符合要求
max
疲勞強度校核：? = 8KD 2
Pn = 8
×1.31×
9 ×126.8 = 653MPa ? [?]e
e 3 3.14 ×1.83
d
彈簧滿足條件，可用。
10）軸承的選取與校核
由輸出軸直徑與軸所受的載荷，初選軸承為 GB/T292—1994 7004AC 角 接觸球軸承，
主要尺寸為 d = 22mm, D = 44mm, B = 12mm
由于軸承所受的最大徑向力為 Fr = Pn = 126.8N ， 軸向力主要為軸的軸向竄動，可認為 Fa / Fr ≤ e，故 P = Fr = 126.8N 。
由機械的工作情況查表可得軸承在此離合器中壽命為 4000 ~ 8000h
而由：
6
)
Lh = 10 (C ?
60n P
n 取最高轉(zhuǎn)速 8000r/ min ，? = 3 ， P = 126.8N ，此軸承的基本額定載荷
Cr = 10.5KN 。
21
極限動載荷 Cj =
fh ? fd ? P
fn ? ft
fh ——壽命系數(shù)，由軸承要求壽命查表取得 2.52
fn ——轉(zhuǎn)速系數(shù)，由輸出軸最高轉(zhuǎn)速查表取得 0.16
fd ——動載荷系數(shù)，由軸承工作環(huán)境情況查表取得 1.4
ft ——溫度系數(shù)，由軸承估計工作溫度查表取得 1
計算得 Cj = 2.796KN ，得 Cj ? Cr ，故軸承滿足工作條件。
11）螺釘與墊片
根據(jù)實際使用情況，選擇 GB/T65—2000 M4 開槽圓柱頭螺釘 6 個，M6 開槽圓柱頭螺釘一個， GB/T29.1—1988 M4 六角頭頭部帶槽螺栓兩個； GB/T894.1—1986 A 型軸用彈性擋圈一個；GB/T95—2002 C 級平墊圈七個； GB/T855—1988 雙耳止動墊圈兩個。
12）膠粘劑的選擇：
石棉與滑塊，石棉與被動盤的連接均使用膠粘劑，根據(jù)離合器各項性 能參數(shù)，為保證穩(wěn)定持久和高強度粘接，選用熱固性樹脂：環(huán)氧—聚硫橡 膠類膠粘劑。
3.3 減速器的設(shè)計
根據(jù)計算選用如圖(5)所示一級圓柱齒輪減速器
圖(5)
3.3.1 初定減速器的類型
1)選擇材料、精度
a . 按圖 3.3 所示傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動
b . 本 綠 化 修 剪 機 為 一 般 工 作 機 器 ， 速 度 不 高 ， 故 選 用 8 級 精 度
（GB10095-88）
c . 材料選擇。查機械設(shè)計教材圖表（P75 表 6-2），選擇小齒輪材料為 40Cr
（調(diào)質(zhì)），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 HBS， 二者的硬度差為 40 HBS。
2)初定齒輪參數(shù)
設(shè)定齒輪的模數(shù)均為 m = 4 ,小齒輪的齒數(shù)為 z1 = 9
3)按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸
由《機械零件設(shè)計手冊》查得
óH lim 1 = 580MPa,óH lim 2 = 530MPa ,SHlim = 1
óFlim 1 = 215MPa,óFlim 2 = 200MPa, S Flim = 1
μ = n1 / n2 = 235 / 57.331 = 4.099
由《機械零件設(shè)計手冊》查得
ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1
29
由 [óH1 ] =
óH lim 1ZN1
S H lim
= 580 ×1
1
= 580MPa
[óH2 ] =
óH lim 2 ZN2
S H lim
= 530 ×1
1
= 530MPa
[óF1 ] =
óFlim 1YN1
S F lim
= 215 ×1.1
1
= 244MPa
[óF2 ] =
óFlim 2YN2
S F lim
= 200 ×1.1
1
= 204MPa
（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 TI
T1 = 9550P1 / n1 = 9550 ×1.990/235 = 80.870(N ?m )
(二) 選載荷系數(shù) K
由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩 軸承間對稱布置。查《機械原理與機械零件》教材中表得，取 K＝1.1
(三)計算尺數(shù)比 μ
μ =4.099
(四) 選擇齒寬系數(shù)?d
根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查《機械原理與機械零
件》教材中表得，取?d ＝1
(五) 計算小齒輪分度圓直徑 d1
3
KTI (u + 1)
3
1.1×90.153× (4.099+1)
d1 ≥766
? d [ó H 2
] 2 u
=766
1×5302 × 4.099
= 47.103( mm)
(六) 確定齒輪模數(shù) m
a = d1 (1 + μ) = 47.103 (1 + 4.099) = 120.089(mm )
2 2
m =(0.007～0.02)a = (0.007～0.02)×198.764
取 m=2
(七) 確定齒輪的齒數(shù) Z 1 和 z2
Z = d1 = 47.103 = 23.552
取 Z1 = 24
1 m 2
Z 2 = μZ1 = 4.099 × 24 = 98.376
取 Z2 = 100
（八）實際齒數(shù)比 μ'
μ' = Z 2
Z1
= 100 = 4.167
24
齒數(shù)比相對誤差
μ ? μ'
?μ =
μ
= 0.017
Δ μ <±2.5% 允許
(九) 計算齒輪的主要尺寸
d 1 = mZ 1 = 2 × 24 = 48(mm)
d 2 = mZ 2 = 2 ×100 = 200(mm)
中心距
a = 1 (d +d
) = 1 (48 + 200) = 128(mm )
2 1 2 2
齒輪寬度
B 2 =?dd 1 = 1 × 48 = 48(mm)
B1 = B2 + (5～10) = 53～58(mm)
取 B1 =57 (mm)
(十) 計算圓周轉(zhuǎn)速 v 并選擇齒輪精度
v = ed1n1
60 ×1000
= 3.14 × 48 × 235 = 0.590(m/ s )
60 ×1000
根據(jù)設(shè)計要求齒輪的精度等級為 7 級。
4)齒輪彎曲強度校核
（一）由 3.2.1 中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力
\ [óF1 ] = 244MPa
[óF2 ] = 204MPa
(二) 計算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力
由《機械零件設(shè)計手冊》得
YF1 =2.65
比較YF /[óF ]的值
YF2 =2.18
YF 1 /[óF1 ]=2.65/244=0.0109>YF2 /[óF2 ]=2.19/204=0.0107
計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為
ó = 2000KT1YF1 = 2000 × 90.153 × 2.65
F1 B m 2Z
48 × 22 × 24
2 1
= 103.692(MPa) < [óF1 ]
齒輪的彎曲強度足夠
5)齒輪幾何尺寸的確定
齒頂圓直徑 d a
* *
由《機械零件設(shè)計手冊》得 h a =1 c
= 0.25
d = d + 2h
= (Z + 2h ? )m = (24 + 2 ×1) × 2 = 54(mm )
a1
d a2
1
= d 2
a1
+ 2ha2
1
2
= (Z
a
a
+ 2h ? )m = (100 + 2 ×1) × 2 = 204(mm)
齒距 P = 2×3.14=6.28(mm)
f
齒根高
h = (h ? a + c ? )m= 2.5(mm)
a
齒頂高
h = h ? am= 1 × 2 = 2(mm)
齒根圓直徑 d f
df1 = d 1 ? 2hf
= 48 ? 2 × 2.5 = 43(mm)
df 2 = d 2 ? 2h f = 204 ? 2 × 2.5 = 199(mm)
3.4 刀具的設(shè)計
3.4.1 刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇 (1)結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于修剪幅度較大,故單個刀刃設(shè)計較大，一方面可以增加單個刀刃的強 度，另一方面也可以增強整個刀片的剛度，具體設(shè)計如下圖所示
圖(6)
現(xiàn)有的綠籬修剪的刀具形式主要有旋轉(zhuǎn)式刀具修剪和直線往復(fù)式刀具修 剪兩種形式，考慮成本及安裝空間的影響，選用直線往復(fù)式刀具的形式設(shè) 計刀具。
有上下兩個刀片,下刀片固定在基座上,上刀片和下刀片各有五個相同的 可以移動并可鏈接的滑孔。每個滑孔均成長圓形,既可以做為螺栓的連接孔, 也能減輕刀片的質(zhì)量。而滑孔的長度也是上下刀片修剪枝條時作相對往復(fù) 直線運動時的行程距離。同時多個滑孔在上刀片和下刀片上延長度方向一 字排開。所述的上刀片和下刀片穿插內(nèi)六角的螺栓的滑孔內(nèi)設(shè)有相同的滑 塊,并要求上刀片與下刀片之間的活動間隙等于滑塊厚度減去上下刀片厚 度之和,活動間隙在 0.1mm-0.2mm 之間。這樣上下刀片在修剪時就能避免出 現(xiàn)枝葉夾縫的現(xiàn)象。使刀片運轉(zhuǎn)更流暢,也增強了刀片的切割效果,提高了 刀片的壽命。所述的下刀片與上刀片設(shè)有與綠籬機傳動機構(gòu)相連接。
單刃長×寬= 20 ×16mm，工作過程中，主刀組有效切削刀刃數(shù)為 19 個，
有效切削寬度為 0.7m，側(cè)刀組有效切削刀刃數(shù)為 19 個，有效切削寬度為
0.7m，刀刃中心線間距 32mm，則刀片相對運動行程為 100mm。刀刃切削 的重復(fù)度按 50%計算，則切屑速度為 1000次 / 分鐘 ，一次往復(fù)運動實現(xiàn) 2
次切割，每分鐘剪切 1000 次，則刀片往復(fù)運動為 500次 / 分鐘 。 (2)材料的選擇：
刀片在高速的環(huán)境下工作，且在剪切過程中，刀片會受到很大的擠壓力， 摩擦也會很厲害，需要的硬度也比較高。根據(jù)這些因素我決定選擇 W18Cr4V。 W18Cr4V 是應(yīng)用比較廣泛的的高速鋼，其性能主要有：熱處理硬度可達高， 抗彎強度可達 3500MPa 左右，可磨性好。其優(yōu)點：通用性強，工藝成熟。
3.4.2 刀具的傳動設(shè)計 曲柄滑塊機構(gòu)是通過主動桿的轉(zhuǎn)動，通過從動連桿帶動滑塊在固定軌道
上滑動。為了使設(shè)計過程更加簡便和便于控制，采用無偏距的對心曲柄滑 塊機構(gòu)，機構(gòu)簡圖如圖(7)與圖(8)所示?？紤]空間位置布局，設(shè)定主刀具的
曲 柄 滑 塊 機 構(gòu) 的 壓 力 角 á z
= 8? ， 側(cè) 刀 具 的 曲 柄 滑 塊 機 構(gòu) 的 壓 力 角 為
c
á = 12? 。
圖(7)刀具曲柄滑塊機構(gòu)傳動簡圖
4 綠籬修剪機操作規(guī)程
（1）操作者應(yīng)按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定，正常使用。
（2）修剪綠籬帶的枝條密度最大枝桿直徑應(yīng)與使用的綠籬修剪機性能參 數(shù)相符。
（3）工作時修剪機必須處于正常的技術(shù)狀態(tài)。刀片轉(zhuǎn)動或往復(fù)運動應(yīng)靈 活。旋刀式修剪機定刀和動力間隙 1mm 以下，往復(fù)式修剪機閉合后接觸面 間隙不超過 0.15mm。
（4）發(fā)動機在常溫下正常工作時，起動三次允許拉動起動繩三回。其中至 少有一回起動成功。若發(fā)動不著或起動困難，應(yīng)找出原因，排除故障后， 才能繼續(xù)使用。
（5）工作過程中要經(jīng)常注意緊固聯(lián)接件。按修剪質(zhì)量情況及時調(diào)整刀片間 隙或更換損壞零件。不允許帶著故障工作。
（6）剪后后的質(zhì)量應(yīng)平整，基本無漏剪、撕裂率小于 10％。
5 綠籬修剪機的操作順序
5.1 修剪機的操作順序
（1）加油。將無鉛汽油（二行程機器）和機油按容積比為 25：1 的比例混 合。將油充入油箱。加油時切記關(guān)閉發(fā)動機。
（2）起動：
1）把發(fā)動機開關(guān)撥到“開”（ON）的位置。
2）推動注油閥，直到溢油管中有油液流動。
3）拉起動繩起動（或起動器）。
（3）把阻塞桿撥到半開的位置，讓發(fā)動機空轉(zhuǎn) 3-5 分鐘。
（4）把阻塞桿撥到“開”（ON）的位置，輕輕地捏緊油門調(diào)節(jié)杠桿，然后 突然松開，使得自鎖解除。此時發(fā)動機按額定轉(zhuǎn)速正常工作。
（5）開始修剪綠籬時應(yīng)保持平順整齊，高低一致。一般把修剪機向下傾斜
5°-10°（度）。相對修剪對象引成微少傾角能使修剪省力，輕便，并確保 具有較好的剪切質(zhì)量。
（6）要保持操作者身體處在汽化器一側(cè)，絕不允許處于排氣管一端，以免 被廢氣燙傷。
（7）按工作需要調(diào)節(jié)控制油門（即轉(zhuǎn)速）。發(fā)動機運轉(zhuǎn)速度過高是不必要 的。
（8）工作完畢后停機，關(guān)閉油門。清潔外殼。待用。
6 綠籬修剪機的維護保養(yǎng)要點
6.1 維護保養(yǎng)要點
（1）機具在使用前、使用中和使用后都要對各部件進行仔細檢查。如發(fā)現(xiàn) 機件損壞和緊固件松動、脫落，應(yīng)及時更換與調(diào)整。不允許機具帶病或缺 件作業(yè)。
（2）刀片每工作 1—2 小時要用機油潤滑一次。每使用 20—30 小時，給齒 輪箱加注 ZFG—2 復(fù)合鈣基潤滑脂一次。
（3）修剪機最大的剪枝直徑應(yīng)不超過 10 毫米。作業(yè)中如剪到較粗的樹枝 或異物，感到機具聲音異常，振動較大，應(yīng)迅速關(guān)機，排出異物。
（4）每工作 50 小時要用清洗劑或洗衣粉清洗空氣濾芯器海綿，擠干，曬 干。每工作 150 小時后清除火花塞積炭；每工作 3 個月后更換燃油過濾器 一次;
（5）每天使用后，要清潔機體，用清水洗凈刀片上的茶汁，擦干后在油孔 中注入機油。
（6）機具長期停放，應(yīng)清除機體表面灰塵、雜物。放出油箱燃油。拆下火 花塞，清除積炭，將缸內(nèi)注入幾滴清潔機油。裝上火花塞，包裝好置放干 燥處。
6.2 操作使用要點
（1） 使用前，要認真熟讀隨機使用說明書。并熟悉機械結(jié)構(gòu)和性能，掌 握開關(guān)機程序、刀片間隙調(diào)整、注意事項以及操作要領(lǐng)。
（2） 機具所用燃料，使用 90 號汽油與二沖程汽油機專用機油，并按 25：
1（新機具最初 20 小時為 20：1）的容積比配制，混合均勻后使用。不允許
33
使用代用汽油與機油，或改變汽油與機油的配比。
（3） 機械起動：起動前先按幾次手油泵，使燃油進入化油器，把空氣排 出，再把油門打開 1/2—1/3，適當(dāng)關(guān)閉風(fēng)門，用力按住汽油機，拉動起動 繩。起動后，打開阻風(fēng)門，逐漸加大油門使其其正常運轉(zhuǎn)后，開始工作。
（4） 停機時，先將油門置于低速位置，然后關(guān)閉汽油機。注意汽油機不 能在低速運轉(zhuǎn)時進行修剪作業(yè)，也不能在高速運轉(zhuǎn)時突然停車，以防機件 損壞。
（5）使用雙人修剪機進行作業(yè)時，應(yīng)根據(jù)人的高矮和綠籬行的高、寬度， 將機具把手調(diào)節(jié)到最佳位置，再行機剪。
（6）作業(yè)時要注意人、機安全。機手與輔助人員要密切配合。調(diào)頭、換行 等非有效作業(yè)時要關(guān)小油門，停止刀片運轉(zhuǎn)，以防傷人。休息時一定要停 機。作業(yè)時要高度注意綠籬上的金屬及堅硬物體，應(yīng)在平時或事前清除， 以免損壞刀具。
7 綠籬修剪機故障排除方法
7.1 起動機故障排除方法
7.1.1 起動困難故障排除方法
（1）啟動困難故障排除方法
故障
原因
排除
火 花 塞 無 火 花
火花塞
⑴火花塞電極受潮⑵火花塞電極積碳
或油污⑶火花塞絕緣體破裂、絕緣不 良⑷火花塞電極間隙過小或過大⑸火 花塞電極燒損
干 燥 清 除 更 換 調(diào) 整 為
0.6—0.7 毫米更換
磁電機
⑴線圈破損（初級、次級）⑵電容器
擊穿⑶線圈絕緣不良、受潮⑷斷電器 觸點燒損、臟污⑸線圈斷線⑹活動觸 點彈簧失效⑺斷電器觸點間隙不合適
⑻點火控制盒內(nèi)可控硅或二極管擊穿
更 換 或 修 理 更 換 更 換 或烘干修磨、清潔或更 換更換更換調(diào)整為 0.3
—0.4 毫米更換控制盒
停機開關(guān)
停機開關(guān)損壞造成短路
更換
火 花 塞 有 火 花
壓 縮 良 好 供氣正常
⑴吸入燃油過多⑵燃油過濃⑶使用劣 質(zhì)燃油
排 除 火 花 室 積 油 調(diào) 整
汽 化 器 主 油 針 換 用 優(yōu) 質(zhì)燃油
供 氣 正 常
但 壓 縮 不 良
⑴氣缸、活塞或活塞環(huán)磨損⑵氣缸或 曲軸箱結(jié)合面漏氣⑶火花塞松動
更換上緊螺栓、修理結(jié) 合面，更換密封墊擰緊
汽 化 器 內(nèi)
沒有燃油
⑴油箱沒有油⑵濾油網(wǎng)太臟
加油清洗
供 油 不 正
常
油管或油箱開關(guān)堵塞汽化器針閥或主
量孔堵塞
清洗疏通清洗疏通
其它
點火提前角不對
重新調(diào)整
表 7-1（2）停機困難的排除方法
故障
原因
排除
停 機 困 難
⑴火花塞電極燒紅⑵停機開關(guān)
損壞⑶停機開關(guān)接地不良⑷停 機線脫落⑸氣缸、活塞由于積碳 而燒紅
清潔火花塞，調(diào)整間隙到 0.6—0.7 毫米 更換檢查并可靠接地裝好清除氣缸、活塞 等處的積碳
表 7-2（3）功率不足的排除方法
故障
原因
排除
壓 縮 不 良
⑴空氣濾清器芯堵塞⑵油管接 頭等處漏入空氣⑶汽化器有空 氣進入⑷燃油中有水混入⑸活 塞滑動不暢⑹排氣管積碳
清洗濾芯仔細對正并擰緊螺母擰緊螺絲或 更換密封墊換用清潔燃油用細沙紙打摩摩 擦處清除
過 熱
⑴混合氣濃度太?、苹旌嫌椭?
機油比例太?、抢鋮s風(fēng)扇或氣 缸外表過臟⑷點火提前角太小
⑸燃油中機油不好⑹汽油機超 負荷
調(diào)節(jié)汽化器主油針卡簧按規(guī)定重新配制混 合油清潔重新按要求調(diào)整使用二沖程專用 機油或優(yōu)質(zhì)車用機油減輕負荷
聲 音 異
常
⑴使用了劣質(zhì)燃油⑵燃燒室積
碳
換用優(yōu)質(zhì)燃油清除積碳
其它
火花塞火花太弱風(fēng)門開度太小
檢查原因并排除開大風(fēng)門
表 7-3（4）運轉(zhuǎn)中自行停機的排除方法
故障
原因
排除
突 然 停 機
⑴火花塞脫出⑵活塞卡?、腔?
花塞電極積碳嚴重⑷磁電機故 障
裝好修理或更換清除積碳拆開檢修
緩 慢 停 機
⑴燃油用完⑵汽化器故障 ⑶油 箱蓋通氣孔堵塞⑷燃油中有水 混入
添加檢查汽化器各油孔是否暢通導(dǎo)通換 用清潔燃油
表 7-4
7.2 綠籬修剪機故障及排除方法
7.2.1 修剪機綠籬修剪機故障排除方法
（1） 在汽油機中速運轉(zhuǎn)時（4000—5000 轉(zhuǎn)/分），單人修剪機和雙人修剪 機刀片不運動，其原因是飛塊摩擦離合器的摩擦片因潤滑脂進入而打滑。 處理方法是拆下汽油機與減速箱體連接的 4 只螺釘，將整只汽油機取下， 用汽油清洗離合器從動盤并擦去摩擦片（飛塊）的油污，等干燥后裝回。
（2） 單人綠籬修剪機刀片不運轉(zhuǎn)的原因是：①飛塊摩擦離合器飛塊摩擦 片磨損，彈簧掛勾脫落；②軟軸一端插銷脫出。處理方法是： A、清除離合器油污，掛上或更換彈簧。 B、擰松汽油機一端軟管接頭螺母，將半園頭插銷插入。 C、拆開減速器下蓋，將連桿重新裝好。
（3） 單人綠籬修剪機風(fēng)機不運轉(zhuǎn)時的原因是：①傳動三角皮帶磨損伸 長；②張緊輪沒有壓緊。處理方法是：A、更換三角皮帶。B
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