摘要城市的發(fā)展迅速，綠化面積也在加大，因此在我們的城市綠化過程中，每年都要進行大面積的植槽作業(yè)，需要進行大量的起草工作。要對種好的草皮進行起皮作業(yè)，把草皮按照我們要求的深度和具體的尺寸進行起草，然后用到需要進行種草的地方去。起草作業(yè)是一項繁雜量大的工作，各城市的草地綠化面積都比較廣，通過起草皮機來作業(yè)能夠大大的降低人工成本，提高勞動效率。本次設(shè)計的是小型機動起草皮機，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，結(jié)構(gòu)尺寸也不大，要求能夠?qū)崿F(xiàn)對草皮的起草厚度進行靈活調(diào)節(jié)，按照我們的需求，能夠改變起草的厚度的結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)采用的汽油機的動力裝置，通過帶傳動帶動割刀進行切割作業(yè)，并通過絲桿螺母來帶動鏟刀進行調(diào)節(jié)起草皮的厚度。隨著城市的發(fā)展，綠化面積的大量需求，需要用到的草皮量非常的大，去草皮機的需求量非常大，所以在這種的形勢下，設(shè)計出一個結(jié)構(gòu)比較合理的自動去草皮機非常關(guān)鍵。本次的設(shè)計主要是對去草皮及的基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及尺寸的詳細計算，并利用AUOTOCAD軟件對各部分的部件、總部件進行裝配圖的繪制，以及主要的零件進行繪制。并對主要零部件進行設(shè)計計算以及校核。關(guān)鍵詞：起草皮機；深度可調(diào)；高效率全套圖紙加V信153893706或扣3346389411AbstractTherapiddevelopmentofthecity,thegreenareaisalsoincreasing,sointheprocessofourcitygreening,everyyeartocarryoutalargeareaoftheplantoperation,theneedtocarryoutalargenumberofdrafting.Tothegoodturffromtheskin,toturfinaccordancewithourrequirementsofdepthandspecificdimensionsofdrafting,andthenusetheneedforgrassto.Thedraftingoftheworkisalargeamountofwork,thecity'sgreengrassareaisrelativelywide,throughtheturfmachinetoworkcangreatlyreducelaborcosts,improvelaborefficiency.Thedesignofsmallmotordraftingmachineforfur,systemstructureissimple,structuresizeisnotlarge,canrealizethedraftingtotheturfthicknessadjustedflexibly,accordingtoourneedstochangethestructureofthedraftingofthethickness.Powerdeviceofthestructure,thestructureofthegasolineengine,throughbeltdrivesthecuttingknifeforthecuttingoperationandthroughascrewrodnuttodrivethebladeregulationdraftingskinthickness.Withthedevelopmentofthecity,greenareaingreatdemandandneedtoturfamountusedisverylarge,toSODmachinedemandisverylarge,sointhissituationdesignastructuremorereasonable,automaticmachineswardiscritical.Thisdesignismainlyontoturfandthebasicstructuredesign,andthesizeofcalculatedindetail,andtheAUOTOCADsoftwarepartofthecomponents,theheadquartersoftheassemblydrawing,andthemainpartsaredrawn.Andthemainpartsofthedesigncalculationandcheck.Keywords:DraftleathermachineAdjustabledepthhighefficiency目錄摘要 1Abstract 2第一章緒論 31.1概況 31.2國內(nèi)起草皮機的發(fā)展概況 4第二章起早皮機總體方案設(shè)計 52.1起草皮機工作原理 52.2起草皮機的方案分析 52.3起草皮機主要部件介紹 6第三章起草皮機機械部分設(shè)計 83.1傳動裝置的確定 83.2V帶傳動的設(shè)計 93.3鏈傳動的設(shè)計 113.4軸的設(shè)計 133.4.1行走輪軸的設(shè)計 133.4.2割刀傳動軸的設(shè)計 143.5傳動軸承的設(shè)計 143.5.1行走輪的軸承設(shè)計 143.5.2割刀軸的軸承設(shè)計 15第四章起草皮機割刀的設(shè)計 164.1割刀的確定 164.2刀片伸出高度h 164.3割刀傳動軸的校核 16第五章進給機構(gòu)絲桿的設(shè)計 205.1絲桿螺紋的設(shè)計與校核 205.1.1滑動螺旋傳動特點 205.1.2螺桿材料、熱處理及精度 205.1.3螺紋數(shù)據(jù)的初步設(shè)計與校核 205.2螺母及配合制的設(shè)計與校核 235.2.1配合制 235.2.2螺母的設(shè)計與校核 235.3螺旋傳動的校核計算 245.3.1螺旋傳動耐磨性計算 245.3.2螺牙強度計算 255.3.3自鎖計算 265.3.4螺桿強度校核 275.3.5螺桿剛度校核 275.3.6驅(qū)動力矩計算 29結(jié)論 30參考文獻 31致謝 33第一章緒論1.1概況近十幾年來，國家經(jīng)濟發(fā)展速度非常的快，農(nóng)村人口大面積的往城市遷移，造成各個城市的規(guī)模大幅度的擴張。建筑面積和綠化面積呈現(xiàn)直線式的上升。且隨著人們的生活水平的提高，對于周邊環(huán)境的綠化面積要求也在提高，無論是高速上，還是城區(qū)的主干道以及我們居住的小區(qū)周邊，都能看到大面積的種植草地。然而這些草地的常年綠意盎然，需要我們的綠化工人的長期維護。在這樣的大面積的草地維護過程中，只靠以往的傳統(tǒng)人工修剪已經(jīng)無法滿足現(xiàn)狀的作業(yè)要求，必須要用到起草皮機的快速機械化作業(yè)，才能高效率的實現(xiàn)城市綠化作業(yè)。起草皮機的出現(xiàn)，最早是在國外，已經(jīng)有將近一百多年的歷史，目前我們用的比較多的是汽油機的起草皮機，因為起草作業(yè)的時候多是在像小區(qū)啊，這些人口比較密集的地方，往往人口較多，流動性比較大，必須要求要用到噪音和振動都比較小，而且廢棄的排放少這些質(zhì)量要求都比較高的。而且現(xiàn)在的部分起草皮機也基本用到比如內(nèi)燃機作為動力源的，他們相對于小轎車來說，排量都比較小，尺寸較小，動作比較靈敏，但是有一定的噪音就是。而且目前的市面上的大部分的起草皮機大多是需要用到動力引擎，這些都是會產(chǎn)生非常的大的噪音，并且會帶來一定的環(huán)境污染，那么它們在我們的辦公和學習的環(huán)境之下，就非常的不合適了，這種的動力引擎起草皮機就顯得非常的不受歡迎啦。通過小功率的汽油機動力的起草皮機進行作用噪音小，耗能也低，成本會比較低。目前國內(nèi)起草皮機行業(yè)的市場競爭是相當?shù)募ち遥鱾€企業(yè)在產(chǎn)品的價格上采取了很大的讓利空間，同時在生產(chǎn)上則采取降低成本的方式，以爭取占據(jù)更大的市場，最近的近幾年來，起草皮機取得了突破性的的發(fā)展、在這么一個背景之下，我們的設(shè)計工程人員怎么的做到引薦以往的設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合目前形勢的的新發(fā)展情況，正確的設(shè)計和選擇不一樣的工藝條件下操作的起草皮機，讓我們生產(chǎn)出來的起草皮機能夠最大的滿足實際的安全、更加的可靠、高效率和低能耗的的各種要求，將顯得志關(guān)的重要。隨著最近這些年我們國家的科學技術(shù)的快速發(fā)展發(fā)展跟起草皮機這方面的相關(guān)技術(shù)的的不斷改進，我們有信心在未來的幾年我們的起草皮機的設(shè)計和生產(chǎn)能獲得一個更大的突破性發(fā)展。起草皮機在將來的綠化當中也能起到越來越重要的作用。。因此在這種形勢下，本次的設(shè)計內(nèi)容是可調(diào)深度起草皮機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對起草皮機的機構(gòu)和應(yīng)用有著一定的認識，并把實際的所學所看更加有效的應(yīng)用到設(shè)計中，查閱送料機的相關(guān)資料，解決在設(shè)計中碰到的難題，完成本次的起草皮機的主要設(shè)計。1.2國內(nèi)起草皮機的發(fā)展概況我們國家的起草皮機的發(fā)展技術(shù)起步比較晚一些，相對與歐美的發(fā)達國家來比的話，整整遲了幾十年左右，在改革開放初期，我們的企業(yè)很少能夠自主生產(chǎn)起草皮機，很多的起草皮機都是靠進口來滿足企業(yè)的生產(chǎn)要求的，沒有一個自主的獨立起草皮及的專利，起草皮機的產(chǎn)品也比較單一。在改革開發(fā)的帶動下，我們國家的經(jīng)濟發(fā)展比較快，各行各業(yè)欣欣向榮的一副景象，城市的發(fā)展以及率面積的需求增大，在這么一個背景下，對于起草皮機的需求量非常的大。企業(yè)通過進口的話成本非常高，因此過程的起草皮機的出現(xiàn)成為一個必然的趨勢，在這么一個背景下，我們的機械設(shè)計人員，通過國外的起草皮機設(shè)備的基礎(chǔ)知識參考下，不斷的摸索，慢慢的生產(chǎn)出自己的國產(chǎn)的起草皮機設(shè)備，通過幾十年的發(fā)展我們的起草皮機設(shè)備的技術(shù)也在不斷的完善，尤其是沿海地區(qū)，很多的起草皮機設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)流程也非常的規(guī)范，很多起草皮機設(shè)備的從業(yè)人員素質(zhì)也非常的高，一些小心的包裝設(shè)備也能夠?qū)崿F(xiàn)少量的出口生產(chǎn)了。我們的起草皮機行業(yè)的技術(shù)發(fā)展雖然比較快，但是跟發(fā)達國家對比的話，在工藝和精度上還是有一定差距的。因此我們的技術(shù)設(shè)計人員要更加努力，不斷進步第二章起早皮機總體方案設(shè)計2.1起草皮機工作原理起草皮機是將草皮切割成一定寬度、厚度和長度的草皮塊或草皮卷的機械。起草皮機的工作裝置是草皮切割刀，它有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是由兩把L形的垂直側(cè)刀和一把水平的底刀組成，側(cè)刀進行垂直切割，形成草皮的寬，底刀切割草皮的根，形成草皮的底，也不是草皮的厚度。另一種是由一把U形鏟刀組成，鏟刀的水平刃切割草皮的底部，垂直刃切割草皮的兩個側(cè)面，使草皮與地面完全分離。現(xiàn)在使用比較多的是U形鏟刀，并常采用振動式鏟刀，這種鏟刀容易入土，并可減少切割阻力，也不易黏土。按照配套動力不同，起草皮機有步行操縱自走式、拖拉機懸掛式等類型。2.2起草皮機的方案分析本次設(shè)計的起草皮機的總體方案圖如下：圖2-1起草皮機方案本次采用的是手推式起早皮機方案整個的起草皮機的基本組成為動力裝置、傳動部分、割刀部分、割刀調(diào)節(jié)部分動力裝置采用汽油機或柴油機作為動力。傳動部分采用帶傳動，分成兩路，一路帶動驅(qū)動輪可以行走，一路帶動割刀的轉(zhuǎn)動部分。割刀部分采用U型割刀，即為兩側(cè)和水平面均為割刀。割刀的調(diào)節(jié)裝置采用絲桿螺母來進行調(diào)節(jié)，在割刀的轉(zhuǎn)動部分連接的兩側(cè)板處需要開設(shè)腰形槽以便為了調(diào)節(jié)割刀的垂直距離，以此調(diào)節(jié)割草的深度。本次的起草皮機的基本原始參數(shù)如下：功能性要求：最大起草深度：50mm，起草深度可調(diào)，起草皮寬度：350mm，行走速度：38-53m/min，車輪不碾壓草，噪聲不大于80分貝，行走方式：自走手扶隨進式。適應(yīng)性要求：起草皮厚度可調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同草皮狀態(tài)?？煽啃砸螅?年內(nèi)故障率不大于1/1000。效率要求：500-700m2/h。經(jīng)濟要求：價格低于30000元。人機工程學要求：操縱簡單，符合人體工程學的要求。外觀要求：外觀要美觀大方，顏色搭配合理2.3起草皮機主要部件介紹步行操縱自走式起草皮機是目前使用最廣的一種機械，它的切割裝置普遍采用由偏心輪帶動的振動式U形鏟刀。一般配有4-7kw汽油機作為動力，發(fā)動機的動力通過V形帶和鏈傳動或齒輪傳動，驅(qū)動位于鏟刀前面的驅(qū)動輪，使起草皮機行走，并牽引切割刀進行切割草皮作業(yè)。作業(yè)時，操縱手扶把上的離合器使發(fā)動機的動力通過離合器的接合傳遞給鎮(zhèn)壓輥，驅(qū)動機器向前運動。搬動起草皮刀操縱手柄，放下起草皮刀使其進行起草皮作業(yè)，兩側(cè)刃垂直切割形成起下草皮的寬，底刃切割草皮的根，形成草皮的底部。完成起草皮作業(yè)后，再搬動起草皮刀操縱手柄，抬高起草皮刀完成起草皮作業(yè)。起草皮的深度可以通過絲桿構(gòu)成的升降調(diào)節(jié)機構(gòu)進行調(diào)節(jié)，最深可調(diào)節(jié)到75mm，切下草皮的寬度由起草皮刀兩垂直側(cè)刃的距離確定，小型起草皮機起草皮的寬度為300mm左右，大型起草皮機起草皮的寬度可達到600mm。切下的草皮可以被卷起來運送到鋪植草坪的地點。本次的手扶自走式起草皮機的結(jié)構(gòu)一般由機架、行走輪、傳動帶輪和鏈輪、起草皮刀、把手、柴油機組件和有關(guān)調(diào)整部件組成。(l)機架：機架為一矩形框架，用于支撐柴油機，安裝行走輪、傳動帶輪和鏈輪輪和連接起草皮機的各個工作部件。(2)行走輪：行走輪用于驅(qū)動機組前進，為一鋼制圓筒，左右各一個。由于行走在未起的草皮上，且與草皮摩擦驅(qū)動機組前進，所以寬度較大，圓筒的外圓柱面套著一層帶橫紋的膠皮套，以增加摩擦力，且不損傷草皮。被動輪為普通的充氣輪，用于支撐機架，位于機組的后部，一般只有一個，因此，安裝在中間。(3)動力裝置：發(fā)動機一般為汽油機或柴油機，如CPI-500型起草皮機配套的發(fā)動機為F400型風汽油機。(4)起草皮刀：由兩把L形的垂直側(cè)刀和一把水平底刀組成，材料為65號錳鋼。側(cè)刀形成起下草皮的寬度，底刀切割草皮的根土，形成草坪的底。起下草皮的寬度由L形切刀的間距確定，小型起草皮機起草皮的寬度一般為300mm左右，大型起草皮機起草皮寬度可達到600mm。(5)深度調(diào)節(jié)機構(gòu)：L形側(cè)刀的上部與機架連接，在連接架上有一排孔眼，根據(jù)需要的起草皮深度將銷子插入相應(yīng)孔眼，并鎖緊即可調(diào)整深度。第三章起草皮機機械部分設(shè)計本次的起草皮機的傳動方式采用的是汽油機驅(qū)動帶輪帶動行走輪行動，然后通過鏈輪帶動曲柄連桿機構(gòu)帶動起草的割刀進行動作。3.1傳動裝置的確定根據(jù)原始參數(shù)所知，采用的汽油機作為動力裝置，一般汽油機的功率為4Kw，手扶式起草皮機的行走速度按照人的行走速度來確定，線速度即為來進行計算，行走輪的大小按照直徑300mm來進行計算。那么行走輪的轉(zhuǎn)速為，將線速度和直徑的大小代入上式得出行走輪的轉(zhuǎn)速為，，一般汽油機的啟動轉(zhuǎn)速為37.5r/min，那么此行走輪通過傳動的傳動比為根據(jù)文獻[1]（《機械設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導》趙又紅周知進主編遼中南大學出版社）附表2—3確定部分效率如下：帶傳動的效率：鏈傳動：這樣歸納總結(jié)得出最后的傳動比分配如下：V帶傳動比鏈傳動比行走輪軸割刀的傳動軸各軸的轉(zhuǎn)速分別為行走輪軸3.2V帶傳動的設(shè)計已知帶傳動的工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=4kw小帶輪轉(zhuǎn)速按照汽油機的最大轉(zhuǎn)速來計算，傳動比。設(shè)計內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準長度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等（因為之前已經(jīng)按選擇了V帶傳動，所以帶的設(shè)計按V帶傳動設(shè)計方法進行）1）、計算功率：帶式輸送機載荷變動小，由表6.6查的工作情況，=2)、選擇V帶型號根據(jù)、由《機械設(shè)計，朱龍英主編下同》圖6.13及表6.5選擇帶的型號及小帶輪直徑?？梢赃x擇A型V帶，選擇小帶輪的直徑3）、確定帶輪的基準直徑（1）小帶輪直徑，取小帶輪基準直徑，按表6.5選取（2）驗算帶速v因為5m/s<5.0m/s<30m/s，帶輪符合推薦范圍（3）計算大帶輪的基準直徑，按照表6.5取標準值=200mm（4）計算實際傳動比i當忽略滑動率時，，理論傳動比為，（5）驗算傳動比誤差傳動比相對誤差：，＜5%，所以合格4.確定V帶的中心距a和基準長度（1）初定中心距0.7則0.7為初定中心距=350mm（2）計算帶所需的基準長度=2+來初算Ld，再由表6.3取標準值L0=2×350+＝1282.2由表選基準長度=1250mm（3）計算實際中心距a＝+(-)/2＝350+(1250-1282.2)/2=333.8mm（4）確定中心距的調(diào)整范圍5.驗算小帶輪包角＝180°-（-）/a×57.3°＝180°-（200-140）/333.8×57.3°＝144.1°120°包角滿足條件6.計算帶的根數(shù)（1）確定額定功率由及查表6.8，并用線性插值法求得，根據(jù)傳動比由表6.9差的功率增量，=0.35，=0.46（2）確定各修正系數(shù)由包角查表6.7得包角系數(shù)，=0.25，由帶的基準長度查表6.10得長度系數(shù)=1.00（3）確定帶的根數(shù)=1.37故取2根.7.計算單根V帶的初拉力F0由表6.2查得q=0.178.計算帶傳動的壓軸力=2Zsin(/2)=118N3.3鏈傳動的設(shè)計本次的鏈傳動采用的是單鏈傳動，此傳動只是通過帶傳動輸出后與其連接的，故該鏈傳動傳動比為1。確定鏈節(jié)距P=PⅠ=3.84Kw，查得工礦系數(shù)KA=1.1，小鏈輪齒數(shù)KZ=0.74，多排鏈系數(shù)KP=1.75，代入上式得=1.32Kw根據(jù)1.32Kw，及n=25r/min，選定鏈輪型號為16A，節(jié)距為25.4mm，驗算鏈速=0.89m/s<15m/s鏈速適宜該單鏈輪傳動到鏈輪齒數(shù)選擇最小齒數(shù)Z=20齒。計算鏈輪的主要幾何尺寸傳動鏈輪Z=20齒的主要參數(shù)如下：(1)分度圓直徑d=p/sin(π/z)=162.37mm(2)齒頂圓直徑(三圓弧-直線齒形)da=(p*(0.54+1.0/tan(π/z)))=174.09mm(3)最大齒頂圓直徑(其它齒形)damax=d+1.25*p-d1=178.24mm(4)最小齒頂圓直徑(其它齒形)damin=d+(1-1.6/z)*p-d1=169.86mm(5)齒根圓直徑df=(d-d1)=146.49mm(6)分度圓弦齒高(三圓弧-直線齒形)ha=(0.27*p)=6.86mm(7)最大分度圓弦齒高(其它齒形)hamax=(0.625+0.8/z)*p-0.5*d1=8.95mm(8)最小分度圓弦齒高(其它齒形)hamin=0.5*(p-d1)=4.76mm(9)最大齒根距離lx=df=146.49mm(10)齒側(cè)凸緣直徑dg=p/tan(π/z)-1.04*h2-0.76=134.51mm(11)齒寬bf1=0.95*b1=14.96mm(12)鏈輪齒總寬bfn=(ps-1)*pt+bf1=14.96mm(13)齒側(cè)倒角ba=0.13*p=3.3mm(14)齒側(cè)半徑rx≈p=25.4mm(15)齒側(cè)凸緣圓角半徑ra=0.04*p=1.02mm(16)量柱測量距量柱直徑dR=d1,上偏差＋0.01mm,下偏差0mmMR=d+dRmin=178.25mm3.4軸的設(shè)計3.4.1行走輪軸的設(shè)計①確定軸徑最小尺寸初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)《機械設(shè)計第八版》取=2\*GB3②軸的設(shè)計同理，把此軸分6段進行設(shè)計A、d1段設(shè)計由于該段是連接行走輪的，該段上需要開有鍵槽，那么軸徑需要大于5%，那么，選擇此段軸徑為B、d2段設(shè)計此段需要按照V帶輪，故h>0.07d’1，則d2=42mm。C、d3段設(shè)計由d3段零件過渡段，根據(jù)軸徑d3=45mm，D、d4段設(shè)計D4段，為鏈輪的安裝端，此段過度段直徑選擇45mmE、d5段設(shè)計D5段為安裝軸承的部位，選擇軸徑為40mmF、d6段設(shè)計D6段同第1端相同，直徑為40mm3.4.2割刀傳動軸的設(shè)計①確定軸徑最小尺寸先按《機械設(shè)計第八版》15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)《機械設(shè)計第八版》取A、d1段設(shè)計該段為軸承的安裝軸段，此段按照標準的軸承直徑選擇，軸徑為30mm，軸承的直徑也為30mm。B、d2段設(shè)計d2段為過渡段，那么該段的軸徑為35mmC、d3段設(shè)計D3段，此段用來安裝調(diào)節(jié)的絲桿段，絲桿從中間軸處穿過，此段軸徑選擇45mm。D、d4段設(shè)計該段為過度段，此段安裝傳動鏈輪選擇軸徑為40mmE、d5段設(shè)計D5段為軸承位置，選擇軸承直徑為30mm3.5傳動軸承的設(shè)計3.5.1行走輪的軸承設(shè)計此段中的軸承安裝端軸徑為d=40mm，選取深溝球軸承6208。作用在該軸上的圓周力為：徑向力為，n=350r/min，，則取fp=1.2，X1=1，Y1=0，X2=0.44，Y2=1.40，所以合格3.5.2割刀軸的軸承設(shè)計此段的輸入軸段的軸徑d=30mm，選取深溝球軸承6206，作用在該軸上的圓周力為：徑向力為，n=120r/min，，則取fp=1.2，X1=1，Y1=0，X2=01，Y2=0，所以合格第四章起草皮機割刀的設(shè)計4.1割刀的確定本次的割刀采用U型割刀，即為前面采用一個長割刀，左右的兩側(cè)各采用一個割刀。由于考慮到制造的方便和運轉(zhuǎn)的平衡問題，切割刀片用GB699一88((優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的65Mn鋼制造，刀刃部分熱處理，硬度HRC50—HRC55。4.2刀片伸出高度h起草皮機的割刀與刀盤大小、刀片數(shù)、前進速度、刀片伸出高度h有關(guān)。一般情況下，刀盤長度越大，前進速度越快，刀片伸出高度也愈大。刀片伸出的最小高度，應(yīng)等于機具在刀片轉(zhuǎn)過相鄰兩個刀片夾角的時間內(nèi)通過的距離，即h=vt計算公式為QUOTE式中r=0.52mv=2.22m/svg=70m/s由此可知：刀片伸出最小高度為35mm，故設(shè)計伸出高度為40mm。4.3割刀傳動軸的校核經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，各軸段作用力大小和作用點位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。割刀傳動軸上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：割刀傳動軸端面分度圓直徑：圓周力：徑向力：軸向力：受力簡圖如4-1所示：圖4-1垂直面上受力簡圖垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：截面C處的彎矩為：圖4-2垂直面上截面的彎矩水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：截面C處的彎矩為：圖4-3水平面上截面的支反力截面C處的合成彎矩為：圖4-4水平面上截面的彎矩及合成彎矩按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，取，該截面上的計算應(yīng)力：通過查表可知：材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于，故安全。

第五章進給機構(gòu)絲桿的設(shè)計5.1絲桿螺紋的設(shè)計與校核5.1.1滑動螺旋傳動特點（1）螺桿轉(zhuǎn)動一周，螺母移動一個螺距（彈頭螺紋）。因為螺距一般很小，所以在轉(zhuǎn)角很大的情況下，能獲得很小的直線位移量，可大大縮短機構(gòu)的傳動鏈，故裝置結(jié)構(gòu)緊湊。（2）具有較好的增力作用。只要給主動件一個較小的轉(zhuǎn)矩，從動件即能獲得較大的轉(zhuǎn)矩。（3）由于工作臺采用滑動螺旋設(shè)計，存在較大的滑動摩擦，致使其效率偏低，磨損較快。5.1.2螺桿材料、熱處理及精度所有軸的制造材料均為45號鋼。螺紋部分采用表面淬火處理，保證硬度達到45HRC，使螺紋具有較好的強度和韌性?？紤]傳動工作臺的技術(shù)要求和安裝限制，選取公差等級為h7級的基軸制配合。5.1.3螺紋數(shù)據(jù)的初步設(shè)計與校核考慮到實際中軸向力的影響較大，選取梯形螺紋作為基本齒形。根據(jù)GB/T5796.3-2005，。試?。ㄍ饴菁y）公稱直徑，對應(yīng)的中徑，小徑，螺距。由GB/T5796.4-2005，對于h7的梯形外螺紋，中徑的極限尺寸，。現(xiàn)實中，滑動螺旋傳動的失效性是主要是螺紋的磨損、螺桿的變形或螺紋的斷裂等。因此，滑動螺旋傳動的校核通常包括耐磨性、剛度、穩(wěn)定性及強度等方面。根據(jù)使用需要，還需進行驅(qū)動力矩、效率與自鎖等其他方面的計算。（1）螺旋升角及誘導摩擦角，得查表【1】，鋼的摩擦系數(shù)，因而其中，梯形螺紋的牙型半角（2）軸向力的確定根據(jù)要求，載重。設(shè)計中留出預(yù)留量，即考慮徑向力，取，則。根據(jù)力的合成原理，得（3）耐磨性校核因為磨損的速度與螺紋工作表面大小有直接關(guān)系，所以為了提高螺旋傳動壽命，必須限制螺紋工作表面壓強，即：這里，取梯形螺紋螺紋工作高度。試選用整體式螺母()，因而。這里初步確定螺紋材料為45號鋼，為兼顧螺紋的硬度和韌性要求，進行比表面淬火處理，保證HRC在40～50。查表【1】得45號鋼的許用壓強。顯然，有成立，合格。又螺母螺紋扣數(shù)，合格。（4）驅(qū)動力矩、傳動效率及自鎖性校核對于單線螺桿，。視螺旋副克服摩擦力的力矩為其驅(qū)動力矩，即傳動效率顯然，，故當驅(qū)動力矩去除后，螺旋將會自鎖，實現(xiàn)“穩(wěn)定剎車”。（5）剛度校核在長度為1m的螺紋上，因軸向載荷和轉(zhuǎn)矩作用而產(chǎn)生的螺距累計變化量查表1【1】可知，，精度等級合格。表4-1精度等級5678910153055110（6）穩(wěn)定性校核螺桿在受軸向載荷時，應(yīng)防止螺桿長度與直徑比過大而造成側(cè)向彎曲。顯然，有螺桿最大工作長度>螺紋部分長度

>工作行程+螺母高度>工作行程+旋合長度，即螺桿失穩(wěn)時的臨界軸向載荷。其中，支撐狀況選定為兩端固定（即軸向和徑向均存在載荷作用），取支撐系數(shù)綜上，有（安全系數(shù)），合格（7）強度校核按第四強度理論校核螺桿強度，即桿所受應(yīng)力查表【1】得45號鋼得許用應(yīng)力顯然，，合格（8）重復精度校核由GC-101-60，查得在h7精度等級下每一螺距的螺距誤差為，螺距的累積誤差為：0.009/25，0.012/100，0.018/300；牙型半角允差為20’。因此，由螺桿傳動造成的重復精度，合格至此，所選外螺紋的所有技術(shù)指標均已校驗完畢，結(jié)果在合格范圍之內(nèi)。因而，最終確定所選外螺紋各技術(shù)數(shù)據(jù)如下：公稱直徑，中徑(，)，小徑，螺距，螺旋升角內(nèi)外螺紋精度及配合：材料及熱處理：45#鋼表面淬火處理（HRC=45）誤差分析：螺距累計誤差：0.009/20，0.012/100，0.018/300,工作距離20mm，全長66mm。重復精度被控制在在內(nèi)，完全滿足設(shè)計要求。5.2螺母及配合制的設(shè)計與校核5.2.1配合制由基軸制，確定內(nèi)螺紋（螺母）的精度等級為H8級。由GB/T5796.4-2005，對于H8的梯形外螺紋，中徑的極限尺寸，。內(nèi)外螺紋的配合見圖5所示。圖4-15.2.2螺母的設(shè)計與校核（1）由于本設(shè)計使用整體式螺母，因而將內(nèi)螺紋設(shè)計于工作臺之內(nèi)。（2）根據(jù)GB/T5796.3-2005，。?。▋?nèi)螺紋）公稱直徑，對應(yīng)的中徑，小徑，螺距。介于螺母兼有載物和傳動兩個作用，考慮將其設(shè)計成上大下小的T形結(jié)構(gòu)：下端內(nèi)外螺紋嚙合傳動，上端承載物體。最終確定工作臺上表面尺寸大小68mm×40mm。螺母（工作臺）材料使用灰鑄鐵（HT200）。（3）螺紋（螺母）強度校核由于螺桿材料強度高于螺母材料，故只需驗證螺母螺紋強度即可。在忽略徑向間隙（令）時，剪切強度，彎曲強度。查表【1】，灰鑄鐵的許用剪切強度，許用剪切強度。顯然滿足和，合格。5.3螺旋傳動的校核計算5.3.1螺旋傳動耐磨性計算滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過度磨損。因此，滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力p，使其小于材料的許用壓力[p]。p=上式中p螺紋工作表面實際平均壓強 [p]許用壓強（MPa） F軸向載荷（N）P—螺距（mm） d2 b螺母高度（mm） h螺紋工作高度查表可得h=0.5P，。軸向載荷 F=15.67N 所以螺紋實際壓強P=0.277<[p]，顯然滿足使用要求。5.3.2螺牙強度計算螺桿強度σp=σs/3~5σs—材料的屈服硬度螺牙強度材料許用切應(yīng)力ζP許用彎曲應(yīng)力σBP鋼青銅鑄鐵耐磨鑄鐵0.6σp30~404040（1~1.2）σp40~6045~5550~60螺母體強度材料許用拉應(yīng)力σp許用壓應(yīng)力σep青銅鑄鐵35~4520~3070~8060~80螺桿抗剪強度：τ=τ=0.17Mpa，滿足條件。上式中F：螺旋傳動軸向載荷d1：外螺紋小徑b：螺紋牙底寬度b=0.65pz：旋合圈數(shù)旋合長度l=6mm，p=2mm故n=3τP：許用螺桿抗剪強度，30~40Mpa 螺桿抗彎強度：σσB=0.39Mpa，滿足條件上式中b：螺牙根部寬度σB螺母抗剪強度：τ=τ=0.08Mpa，滿足條件。上式中d：內(nèi)螺紋大徑σP螺紋抗彎強度：σσB上式中σBP5.3.3自鎖計算螺紋升角γ=arctgSπ γ=4°，滿足條件。上式中γ:螺紋升角（°）S：螺紋導程（mm）d2:外螺紋中徑（mm）ρl：當量摩擦角（°當量摩擦角ρl=arctgfcosf:螺旋副的摩擦系數(shù)α:牙形角（30°）5.3.4螺桿強度校核 螺桿材料許用應(yīng)力：σ= ，上式中σ:當量應(yīng)力T1d1：外螺紋小徑σP計算可得：σ=0.195Mpa，滿足條件。5.3.5螺桿剛度校核軸向載荷使導程產(chǎn)生彈性形變：δ = 上式中F：螺旋傳動軸向載荷L：導程（mm）E：螺旋材料彈性模量E=207000Mpad1：外螺紋小徑轉(zhuǎn)矩使導程產(chǎn)生的彈性變形：δ =上式中T1：驅(qū)動力矩G：螺旋材料切變模量，G=83000Mpa導程的總彈性變形量：δS=±δ =由于總變形量極小，故可以忽略不計。每米螺紋距離上的彈性變形量δS（δSS）5.3.6驅(qū)動力矩計算 螺紋摩擦力矩 =2.97N·mm 上式中F：螺旋傳動軸向載荷ρ'：當量摩擦角（°）Φ:螺紋升角（°）d2:螺紋中徑（mm） ②、螺旋傳動軸向支承面摩擦力矩=3.94N·mm上式中fs:軸向支承面間摩擦因數(shù)（取0.1）D0/d0：支承環(huán)面外徑/內(nèi)徑（22,8）F：螺旋傳動軸向載荷 ③、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩=6.908N·mm（8）重復精度校核行程中經(jīng)過的螺距數(shù)n1=30/1.5=20最大允許誤差，結(jié)論本次設(shè)計的起草皮機，主要是結(jié)合了目前我們國內(nèi)外的的市面上的起草皮機的研究的一個現(xiàn)狀跟具體的發(fā)展趨勢，主要是說明了一種能夠被我們用在園林種植和綠化上對草皮進行挖掘的設(shè)備，本次的設(shè)計方面總結(jié)如下面：1．起草皮機的整體的結(jié)構(gòu)的方案的確定。主要是分析了起草皮機結(jié)構(gòu)的的工作場地，工作方式等。確定它的總體的結(jié)構(gòu)方案，并最終確定一個可行性的方案。2．起草皮機的主傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計。我們在確定好了具體的方案之后，然后要對我們的主體的結(jié)構(gòu)進行一個設(shè)計，主要是主傳結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要包括汽油機，帶傳動和絲桿螺母動這些主要的傳動部件的設(shè)計3．起草結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計。起草結(jié)構(gòu)部分主要是包括割刀。4．主要的結(jié)構(gòu)的畫圖。主要是對起草皮機的的整體結(jié)構(gòu)，用到CAD軟件進行裝配圖的繪制，和主要的零部件繪圖。通過本次的起草皮機裝置的畢業(yè)設(shè)計，我比較熟悉了整個起草皮機的設(shè)計過程，在剛開始設(shè)計的時候，主要還是進行大量的資料的查詢，到圖書館去找草皮機的相關(guān)知識，并到他們的使用的場地去仔細觀察起草皮機的結(jié)構(gòu)和他動作的方式，并跟現(xiàn)場的工人進行探討，了解我們的起草皮機器的內(nèi)部原理和他在工作的過程中比較容易出現(xiàn)的問題這些，具體熟悉了起草皮機比較容易產(chǎn)生的一些工藝上的缺陷問題，哪些地方需要改進。在設(shè)計的過程中，我們首先是進行方案的確定，方案確定的過程中，時間比較長，要經(jīng)過反復的思考，并跟老師探討，經(jīng)常要去問老師，看看怎么樣的結(jié)構(gòu)是比較合理的，最后方案定下來以后，就是進行一些相關(guān)的計算了，然后進行畫圖，整個過程，問題還是比較多，好在老師在百忙之中都給我抽時間給我指出問題，教我怎么去解決問題，并最終完成了設(shè)計。整個設(shè)計下來，我覺得收貨還是比較大的，不僅是在工藝上比較了解我們的機械設(shè)計的很多標準和原理，同時在軟件的應(yīng)用上我也更加的熟悉，更能熟練的應(yīng)用cad軟件，總之收獲還是滿大的。參考文獻[1]李森.草坪的修剪技術(shù)要點[J].現(xiàn)代園藝，2008，22（11）：24-25.[2]戴錦春，肖榮清，陳小圻，楊均青.弓形鋼纖維切割刀具的優(yōu)化設(shè)計[R].武漢：武漢成人教育學院，1996.[3]馬少春，李洪文，何進.壟作割刀的設(shè)計與試驗[R].北京：中國農(nóng)業(yè)大學，2006.[4]朱聰玲，劉江龍，盧偉.聯(lián)合收割機往復式割刀傳動機構(gòu)動力學分析[R].佳木斯大學學報(自然科學版),2004.[5]陳國蘭.淺談我國園林機械[R].中國建研院建巍機械化研究所,1997.[6]王振東，涂洪森.草坪割草機高度調(diào)節(jié)機構(gòu)對作業(yè)質(zhì)量影響分析及其優(yōu)化設(shè)計[R].哈爾濱:哈爾濱林業(yè)機械研究所,2004.[7]盧希誠,尚樹堂.旋刀式草坪割草機旋刀裝置的減噪措施[R].北京林業(yè)大學,1995.[8]趙鳴,李倫良.論剪草[R].蘭州:蘭州昭明草坪技術(shù)咨詢研究所,2002.[9]熊永森