手推式剪草機的設計

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山 西 農 業(yè) 大 學 本科生畢業(yè)論文（設計）選題審批表 畢業(yè)論文（設計）題目 手推式剪草機 指 導 教 師 張淑娟 職 稱 教授 學生具備條件 熟練做圖的能力、演算的能力，以及獨立分析問題的能力 選題完成形式 畢業(yè)設計說明書和圖紙 內 容 簡 要： 手推式剪草機主要利用滾動的輪子帶動機械運動。手推式剪草機結構簡單，連接平穩(wěn)，噪音極小，并且操作十分容易，既給使用人帶來方便，也給周圍的人帶來舒適，安靜的環(huán)境。 目前市面上的剪草機大多需動力引擎，這會產生較大的噪音，帶來環(huán)境污染，在辦公和學習的地方，這種需動力引擎的剪草機就顯得非常不受歡迎。由于動力引擎剪草機有動力裝置，保養(yǎng)，維護費用較高；同時動力引擎剪草機主要依靠刀片的高速旋轉把草排出，因此，對整機的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強烈的震動，使操作很不舒適。雖然，動力引擎草坪剪草機剪草效率較高，剪草效果較好，但是，其價格也較昂貴，就目前來說，一般的用戶難以接受。 通過市場調研，我們決定設計一種無引擎驅動，無噪音污染，剪草高度可調節(jié)，輕便簡潔，操作方便和美觀實用適用于一般用戶的草坪剪草機。 該產品主要用于家用，及面積不大的草坪修剪。無需引擎，可謂綠色環(huán)保的剪草機。對提倡環(huán)保的地域，是理想的剪草工具。 系主任簽字： 年 月 日 院長簽字： 年 月 日 2 山西農業(yè)大學 本科生畢業(yè)論文(設計) 開題報告 題 目 __手推式剪草機的設計__ 學院名稱 ___山西農業(yè)大學______ 專業(yè)名稱 機械設計制造及其自動化 年 級 ___ 機制信052_______ 學生姓名 _____翟亞斌_________ 學 號 _______17__________ 指導教師 _____張淑娟_________ 職 稱 ______教授__________ 2009 年 月 日 選題的依據及意義（包括課題的理論價值和實踐價值；國內外的研究概況等）： 剪草機械至今已有100多年的歷史，目前人們普遍使用的是電動剪草機械。由于剪草機械多在人口稠密的地區(qū)作業(yè)，流動性大，對機械的震動、噪音、廢氣排放、質量等指標要求較高?，F在的剪草機多使用內燃機作動力，排氣污染量相對于汽車的較少，但其噪聲危害卻很大。美國EPA(美國環(huán)境保護局)及歐盟對割草機等用發(fā)動機的排放均有相應的法規(guī)；德國還出臺了控制噪聲污染的《蘭色天使》法規(guī)；歐洲一些城市推出過引導性計劃，通過稅收優(yōu)惠及獎勵等措施鼓勵“綠色經營者” 以加速環(huán)保技術的發(fā)展 。 l9世紀中葉，大部分的草坪還在使用鐮刀來割草或放牧牛羊來保持草地的整齊性。隨著高爾夫球、網球及足球等運動的興起，保持完善的草地做運動場便成為當務之急。英國人Edwin Budding利用旋轉式機械工作的原理發(fā)明了滾刀式剪草機，該產品的問世在英國受到了廣泛的歡迎，隨后傳人美國。1868年，美國第一臺剪草機取得專利，美國的草坪業(yè)也由此起步。不過幾年，便有37項有關剪草機的發(fā)明獲得專利。到1881年，總共有4萬多臺剪草機被生產和銷售 。最初的剪草機均為人力驅動；1890年，在英國開始設計有動力驅動的剪草機。從最初的蒸汽動力驅動發(fā)展到小型內燃機動力驅動；1909年，美國科學家Leoni取得了動力型機械式剪草機專利，盡管剪草機由汽油機驅動，但整個裝置仍由馬拉行走。 在草坪修剪機械發(fā)展的歷史上，第二次世界大戰(zhàn)是一個轉折點。戰(zhàn)后，美國經濟得到復興，允許現役軍人低價買房不付現金，大批建設房屋并出售，促使草坪修剪機械得到迅速發(fā)展，生產量急劇上升，1947年達36萬臺，1974年達700萬臺。20世紀70年代后期開始，剪草機的市場銷售量逐漸趨向飽和，但每年仍保持在500萬—600萬臺的銷量 。剪草機在數量增加的同時，其性能也在不斷改進。1950年，美國第一臺無線電操縱的剪草機誕生；1978年，C1arence Noke研制出了一種可進行草坪修剪編程的剪草機" ；20世紀80年代，一些新的草坪設備又投放市場，如Mulching mower，Shredder，Lawndethatcher，String trimmer等，以及清潔草坪用的Blower，Lawn vacuum，Lawn sweeper 。到了80年代后期，string trimmer被認為是一件普通的家庭用具。 我國生產剪草機起步較晚，生產企業(yè)規(guī)模普遍較小，產品用途單一，品種數量少，遠不能滿足要求，而且質量與發(fā)達國家的相比也有很大差距。所以長期以來，草坪剪草機多以進口為主，主要來自日本、美國、意大利和瑞典等國。每年草坪機械的銷售總額大約為1．2億～1．3億元人民幣，其中從國外進口的機械占85％，國內自行生產的產品占15％左右，其合計銷量約在1萬臺左右 。 本課題研究內容 本次設計的手推式剪草機主要利用輪子運動傳動變速箱中的齒輪實現刀具的往復運動的功能。手推式剪草機由變速齒輪、端面齒輪、撥桿和剪刀等構件組成，端面齒輪和撥桿是一對工作組合。端面齒輪通過自身的轉動將旋轉方向的力傳動給撥桿，引起水平方向的往復運動，從而使刀具自身往復運動。 剪草機工作時由人推動機器行走，從而使剪草機的后輪傳動，帶動與其同在一根軸上的大齒輪傳動，通過大齒輪與小齒輪組成的增速機構使速度得以提升，并帶動端面凸輪（為了實現幾何形狀封閉和便于調整，采取兩個端面凸輪以背靠背形式裝配）回轉，端面凸輪帶動撥桿運動，通過端面凸輪與撥桿組成的轉換機構將回轉運動變?yōu)橹本€往復運動，使固定其上的活動刀片與固定在機架上的固定刀片形成相對交錯運動，完成剪草動作。 本課題研究方案 我所設計的手推式草坪剪草機首先要通過一個傳力構件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應通過增速機構繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行修剪草動作刀片的相對運動方向與人行進的方向垂直，經前面增速機構傳遞過來的運動都需要再經過一級轉換機構傳遞到執(zhí)行構件。用刀將草剪斷，用兩個刀片作相對運動的原理較易將草剪斷，且不需要很高的速度。手動的形式又用手搖動和用手推動兩種。機械容易實現的是簡單的轉動和往復直線運動，如果用手搖動手柄實現執(zhí)行構件的往復移動，由于剪草機還要靠人力推著向前行進，操作者要完成的動作過多，操作不方便。要使操作者只通過簡單的操作即可完成剪草動作，可以用手推剪草機向前行駛，靠剪草機輪子的轉動將轉動運動轉變成往復移動而輸出到執(zhí)行構件。 研究的創(chuàng)新之處 該機采用固定刀片與活動刀片相對錯動的剪切原理，結構緊湊，體積小，質量輕，噪音小、無污染，使用方便、靈活，適合小面積草坪的剪草處理；無需引擎驅動，使用安全、可靠，便于維護；剪草的高度可在1—20mm之間調整，割幅240mm；前輪采用萬向輪，具有良好的導向性，后輪的一個輪子裝上壽命長的球軸承，使剪草機轉彎時易于推動；金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長度可伸縮，對于不同身高的操作者同樣適用；底盤獨特的設計可防止草堵塞出口通道；外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求；剪草的效果較理想，且成本低，是小面積草坪修剪的首選產品。 7 研究過程(含完成期限) 第5周——查閱相關剪草機械的設計資料，并進行概述和文獻綜合。 第 6周——完成手推式剪草機械傳動原理圖。 第7-9周——完成傳動部分的機械設計并繪制裝配圖。 第10-12周——完成刀具及端面齒輪的機械設計并繪制裝配圖和部分零件圖。 第13周——完成所有的圖紙并進一步修改。 第14-15周——在以上基礎上完成畢業(yè)論文一篇。 第16周——翻譯一篇與論文相關的外文資料。 第17周——答辯。 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見 教研室主任簽名： 年 月 日 院系意見 主管領導簽名： 年 月 日  山 西 農 業(yè) 大 學 畢業(yè)論文（設計）成績單 院系 山西農業(yè)大學 專業(yè) 機械設計制造及其自動化專業(yè) 入學時間 05年9月15號 學號 17 學生姓名 翟亞斌 班級 機制信052班 周數 13 起止日期 6.17 指導教師 張淑娟 職稱 教授 論文（設計）題目 手推式剪草機的設計 指 導 教 師 評 語 建議成績 指導教師簽名 年 月 日 評 閱 人 評 語 建議成績 評閱人簽名 年 月 日 答辯與評分 綜合成績 答辯小組 負責人簽名 年 月 日 本成績單一式二份，一份裝訂在畢業(yè)論文（設計）中，一份入學生學籍檔案。 優(yōu)秀畢業(yè)論文（設計）推薦表 論文題目 手推式剪草機的設計　 學生姓名 　翟亞斌 學 號 　 17 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化　 學 院 　工程技術學院 　指導教師 張淑娟　 審稿說明： 1.對論文內容、論文質量、學術水平（含文字、圖表、公式）的評價。 2.對論文具體說明推薦的理由。 3.推薦的論文稿件是否符合編寫規(guī)范要求。 推薦人意見： 推薦人簽字： 年 月 日 院長簽字： 年 月 日 14