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環(huán)保草坪修剪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
附錄1:外文翻譯
割草機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與受力分析
關(guān)鍵詞:割草機(jī)，修剪灌木，修剪角落，應(yīng)力分析
摘要
隨著人們生活條件的日益苛刻，國內(nèi)日益增多的城市綠地草坪機(jī)械已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。摘要:通過對(duì)現(xiàn)有割草機(jī)存在的問題進(jìn)行研究分析，結(jié)合創(chuàng)新思維方式，基于系統(tǒng)理論，提出了制約割草機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的因素，即修剪灌木和草坪與修剪邊角機(jī)械一體化，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出小面積的綠地服，同時(shí)具有低噪音、環(huán)保的多功能割草機(jī)。并利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)割草機(jī)的重要部件進(jìn)行力學(xué)分析。
1 .介紹
割草機(jī)是農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、園藝和園林行業(yè)必不可少的一種通用機(jī)械，但適用于體積小、形狀不規(guī)則或地形起伏大且操作復(fù)雜、使用方便、靈活緊湊的割草機(jī)很少見到。為此，在基礎(chǔ)研究中廣泛應(yīng)用了一些割草機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種簡單實(shí)用的割草機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、工作頭突出高度可調(diào)的特點(diǎn)。我國生產(chǎn)的割草機(jī)起步較晚，一般是小型制造企業(yè)，產(chǎn)品使用比較單一，沒有規(guī)?；?，所以長割草機(jī)主要是進(jìn)口的。我們的割草機(jī)主要從日本、美國、意大利、瑞典等國家進(jìn)口，進(jìn)口價(jià)格從幾千到幾百萬不等。
2 .創(chuàng)新與創(chuàng)新設(shè)計(jì)——基于系統(tǒng)約束理論的創(chuàng)新思維方式。
“創(chuàng)新”的起源可以追溯到1912年，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家約瑟夫·熊彼特的《經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)論》一書。創(chuàng)新是新的生產(chǎn)要素與生產(chǎn)條件相結(jié)合的生產(chǎn)制度的引入。包括:引進(jìn)新產(chǎn)品，引進(jìn)新的生產(chǎn)方法，開拓新的市場，獲取原材料或半成品的新的供應(yīng)來源，創(chuàng)建新的經(jīng)營組織形式。 [ 1 ]創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中充分的創(chuàng)造性思維、科學(xué)、技術(shù)、文化、藝術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等特征，設(shè)計(jì)出一種新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性的新產(chǎn)品的實(shí)踐，其目的是在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生新的市場競爭力概念或創(chuàng)意最有可能的創(chuàng)造性解決方案。創(chuàng)新設(shè)計(jì)就是要設(shè)定一個(gè)具體的目標(biāo)，然后找到實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的正確路徑。設(shè)計(jì)問題是多種多樣的，根據(jù)設(shè)計(jì)問題的類型，需要采取不同的解決和創(chuàng)新策略以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。針對(duì)不同類型的設(shè)計(jì)問題制定了相應(yīng)的解決策略。[ 2 ]在本文中，一種基于系統(tǒng)理論的約束創(chuàng)新思維方法是對(duì)現(xiàn)有割草機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。解決問題的系統(tǒng)創(chuàng)新思維分為三個(gè)步驟: [ 3 ]通過充分條件解決重建問題；2項(xiàng)戰(zhàn)略；3應(yīng)用相關(guān)思維激勵(lì)工具。該方法提供了對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和創(chuàng)新解決方案的客觀評(píng)價(jià)，指出方案滿足兩個(gè)充分條件將被視為創(chuàng)新設(shè)計(jì)。這兩個(gè)條件是完全封閉的世界條件和質(zhì)量變化條件。[ 4 ]
3 .割草機(jī)案例研究
3.1對(duì)目前割草機(jī)存在的問題進(jìn)行初步分析，主要是單一的功能只能執(zhí)行一項(xiàng)工作，人們要做不同的事情，如割草修剪灌木，就需要不同的設(shè)備來完成這項(xiàng)工作，從而增加了不便的成本。而且他們用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力，噪音大，污染大，同時(shí)能耗也大，不能滿足國家的節(jié)能要求。隨著我國人民生活水平的提高，人們對(duì)綠色生活的認(rèn)識(shí)水平要求越來越高，特別是在社區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和辦公環(huán)境周邊的綠色區(qū)域越來越高，需要開發(fā)出一種適合小面積草坪、低噪音、易操作、用途廣泛的割草機(jī)。
3.2在回答問題時(shí)
( 1 )割草高度可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)高度調(diào)整范圍，當(dāng)草坪修剪低能耗要求達(dá)到要求時(shí)。
( 2 )割草整齊、平整，割草前行程一致，兩個(gè)作業(yè)行程銜接順暢。
( 3 )割草機(jī)質(zhì)量好，故障少，節(jié)能，效率高。
( 4 )操作方便，輕巧靈活，結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)和調(diào)試，割草機(jī)零部件均為標(biāo)準(zhǔn)件，零部件通用性和互換性強(qiáng)。
( 5 )采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)低噪聲。
( 6 )上加割草修剪灌木功能。
3.3有系統(tǒng)的創(chuàng)新思維解決問題
3.3.1總體方案設(shè)計(jì)手推式割草機(jī)采用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)。搜索《人體工程學(xué)手冊(cè)》，人的行走速度約為3 - 5公里/小時(shí)，即48 - 64米/分鐘，考慮到推式割草機(jī)切割，選定人的行走速度為48米/分鐘，即0.8米/秒。人為因素的平均高度，設(shè)計(jì)扶手和支架尺寸，并根據(jù)性別和年齡對(duì)扶手的高度和長度進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整。站立工作的大小關(guān)系到手術(shù)的進(jìn)行，以及身體對(duì)空間的需求。本文將修剪高度可調(diào)的割草機(jī)、修剪器和灌木修剪器的邊角，通過融合創(chuàng)新設(shè)計(jì)和使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，低碳環(huán)保，低噪音，特別是對(duì)小型靜音場所要求較高的場所。
3.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新包括:
( 1 )在原有割草機(jī)的基礎(chǔ)上增加修剪灌木的工具，使其具有修剪灌木的功能。修剪灌木部分是高度和角度可調(diào)的，工具可調(diào)角度是180 1856前沿的先進(jìn)材料和工程技術(shù)II度可調(diào)修剪30cm高度，以適應(yīng)不同高度不同形狀的灌木。傳動(dòng)軸與工具連接，方便工具通過萬象調(diào)整截面高度和角度。通過固定桿松開工具本體，連接桿兩端分別設(shè)有鎖緊結(jié)構(gòu)，鎖緊結(jié)構(gòu)需要調(diào)節(jié)工具的高度和角度時(shí)，鎖緊結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)完成閉合。為了適應(yīng)刀具高度的變化，我們?cè)O(shè)計(jì)了伸縮結(jié)構(gòu)調(diào)度軸，采用花鍵連接。
( 2 )為解決割草機(jī)死的問題，增加了外部割草刀片。安裝在安裝支架上的外部割草機(jī)刀片修剪襯套。外部割草刀采用齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并依靠支架附在機(jī)體上獲得動(dòng)力。
( 3 )為實(shí)現(xiàn)修剪灌木和割草轉(zhuǎn)換兩種功能，在割草機(jī)上增加一個(gè)分流器，通過分流器離合器控制電機(jī)的換向，即把動(dòng)力傳遞給兩個(gè)傳動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)軸連接在割草機(jī)底部的刀片上，完成割草工作。另一個(gè)連接到前割草機(jī)的修剪器驅(qū)動(dòng)軸襯套部分，用于完成修剪器襯套或拐角的構(gòu)造工作。為了減輕自身割草機(jī)的重量，修剪機(jī)和灌木角修剪機(jī)可以非常方便地拆卸和安裝。割草和修剪灌木不是同時(shí)進(jìn)行的，驅(qū)動(dòng)軸通過超越離合器與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接。當(dāng)電動(dòng)割草機(jī)正向工作時(shí)，修剪灌木時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)?？赡骐姍C(jī)反轉(zhuǎn)控制按鈕調(diào)節(jié)割草機(jī)扶手。所述軟件的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1角剪電動(dòng)割草機(jī)均勻內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.3.3應(yīng)力分析
為了保證割草機(jī)的使用壽命，應(yīng)用軟件對(duì)割草機(jī)的重要部件進(jìn)行了三維應(yīng)力分析，具體如下。選擇驅(qū)動(dòng)齒輪軸材質(zhì)為40Cr。根據(jù)UG庫材料對(duì)應(yīng)的國產(chǎn)材料牌號(hào)，采用相應(yīng)的材料40Cr對(duì)Tron _ 40錐齒輪軸進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。最大應(yīng)力為38.08 MPa，遠(yuǎn)小于材料許用應(yīng)力。
圖2錐齒輪軸應(yīng)力分析圖
4 .結(jié)論
本文提出了一種基于系統(tǒng)理論的約束創(chuàng)新思維方法，對(duì)現(xiàn)有割草機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。理論上通過采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)將修剪高度可調(diào)的割草機(jī)、灌木修剪機(jī)和邊角修剪機(jī)融合在一起，創(chuàng)新設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，低碳環(huán)保，低噪音，特別是對(duì)于小型場地和在場地靜音要求較高的場所使用。同時(shí)割草機(jī)通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，具有使用方便、攜帶方便、靈活的特點(diǎn)，可以有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
附錄2:外文原文
致謝
本文從選題、方案論證到課題的研究都是在導(dǎo)師何榮國老師的全面、悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、豐富的創(chuàng)造力、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)術(shù)思想，以及敏銳的洞察力，始終令學(xué)生敬佩，并將影響我的一生。值此成文之際，謹(jǐn)向?qū)煴磉_(dá)我深深的敬意和衷心的感謝！
對(duì)于我來說此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅僅是我四年大學(xué)知識(shí)成果的檢驗(yàn)，也對(duì)我以后的學(xué)習(xí)、工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉讓我重新復(fù)習(xí)了之前遺忘的知識(shí)，并且深感自己所學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的博大精深。這是一次理論與實(shí)際相結(jié)合的鍛煉。即使在整個(gè)設(shè)計(jì)方案里，我遇到了很多麻煩，甚至是之前完全沒有過接觸過的東西，但是都在老師的指導(dǎo)以及我的努力學(xué)習(xí)下逐一戰(zhàn)勝了，而且積累了很多實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。雖然我所設(shè)計(jì)的方案可能還存在很多缺點(diǎn)，但是我盡力去更好的完成整個(gè)設(shè)計(jì)，這個(gè)過程對(duì)我未來的學(xué)習(xí)與工作都是很重要的。
通過這次訓(xùn)練，提高了自己的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生日后順利進(jìn)入工作崗位作下了鋪墊。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生收獲頗多，這與何老師的悉心指導(dǎo)是分不開的。何老師公務(wù)繁忙，但是還是經(jīng)常抽時(shí)間來視察學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，就畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到的問題給予耐心指導(dǎo)。
特別要感謝的是我的父母和家人!感謝父母在我成長的道路上給予的無私的愛。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人們！
最后，在本文結(jié)束之際，向所有為我的論文提出寶貴意見的評(píng)閱老師們表示衷心的感謝和崇高的敬意！謝謝！
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