新型手推式割草机设计(附件)
摘 要本设计是使用一种小型汽油机带动旋刀运动切断草叶，人力推移机器前进完成指定割草任务的手推式割草机。 该机器主要使用发动机、外壳、传动机构、旋刀和集草袋等组合而成。采用YX168F汽油机作为发动机，最大输出功率为5.5HP/3600rpm。工作装置由一条形旋刀刀片安装在连接着发动机传动轴上，将旋刀的非刃口做成风机叶片状，工作时刀片高速旋转切割草茎，并相对地面产生一定的真空将草茎吸成直立的状态，利于切割根茎并与罩壳组合形成涡流将切下来的碎草排入集草装置。护罩呈涡流的形状，作为手推式割草机的支架，由钢板冲压焊接而成，用来保护使用者和路人的安全，并与刀片形成护罩内涡流，给切下的草屑进行导向，在罩壳上可安装发动机、行走装置、工作装置和集草袋。行走装置由四个行走轮和割草机的高度调节装置构成。通过手柄已经调整行走轮与割草机的护罩之间的高度，将轮子降低，则机器升高，割草高度升高，反之则割草高度降低。集草装置是集草袋，目的为了采集碎草，集草带安装在割草机的尾部，且可以方便的安装或拆卸，以便碎草的取出。
目 录
第一章 绪论1
1.1研究目的1
1.2课题意义1
1.3研究方法1
第二章 总体设计2
第三章 结构设计4
3.1发动机的选择4
3.2旋刀设计4
3.3外壳设计7
3.4传动轴的设计计算8
3.5离合器的设计11
3.6调高装置设计11
3.7车轮及把手设计12
结束语13
致谢14
参考文献15
绪论
1.1研究目的
现在，绿化中占很大一部分比重的方式是草坪是。一般在家庭别院里整修草坪都是采用以背负式柴油机提供动力的割草机，又或是采用电动机、柴油机作为动力的割草机。这些割草机通常用于平坦的大面积草地，但是这些体庞大、噪音大，在割草时容易因为夹草而发生故障，而且碰到石头会让刀片崩断，出现安全隐患。近年随着国人的生活水准逐步提高，国人对于自己的家居的绿化环境更为在意，特别是设有小花园草坪的别墅逐渐增多，迫切需求一种适用于小面积、更为安静的手推式割草机。
本课题所设计的新型手
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
推式割草机专门为私人家庭别院所准备，不适合大范围的公共场合。
1.2课题意义
自上世纪八十年代起，我国的绿化草坪领域由出现到发展壮大，只花了十几年时光，但是让草坪机械行业焕发出蓬勃的生机 。一是拥有许多先进的进口产品，90%以上的机械都是由国外进口而来，再次从草坪的培养和养护的各个环节都有专门的机械与之配套，可以说达到了全程机械化，然后是现在草坪机械行业里产品种类众多、有专门的体系。然而在这些种类之中割草机的发展速度最为迅速，中国引进了十多个国家的几十种型号的割草机，目前我国也已经自助研发割草机，所以国际上使用的种类很多，分类方法也多种多样。本次设计是为了设计出一种适用于专门为了家庭庭院及私人花园而设计的，只适用于小面积草坪的修剪。
1.3研究方法
在指导老师的建议下，我使用文献研究方法，通过调查学校图书馆还有各种网络资源如维普、知网和百度学术的文档来的得到各种文献资料，还从实习单位处得到一整套的机械设计手册，通过获得的这些资料完成了割草机总体设计、传动部件的设计和外部罩壳的设计，重点研究了发动机与旋刀之间的传动轴如何传动，还有旋刀与外壳配合形成气流排出草屑，还有调节割草高度的高度调节装置。经过这些研究割草机就能够成型，并且具有严谨的理论基础和现实基础。
总体设计
该割草机主体由手柄、集草带、高度调节装置、外壳、汽油机、传动机构、旋刀和支撑轮等构成。如图11所示：
图11 手推式割草机简图
汽油机、手柄、四个行走轮和集草袋都稳固在外壳上。外壳使用厚度为3毫米的钢板经过冲压和焊接组成（见图GCJ01），强度颇高，安全牢靠，可以有效地预防工作时产生的突发事件。行走轮与轮轴之间采用螺栓进行连接，轮轴跟支持板采用焊接的方式进行连接。行走轮跟支持板能环绕着支持轴以外壳作为参照物旋转。因此使用拨杆构件来控制支持板的旋转角度，外壳上设有五个定位孔用来与拨杆构件之上的定位台进行配合来完成定位要求。为了达到控制割草机割草高度的目的可以使用固定在支持板上的连接杆将前轮和后轮进行固定。这样行走轮与外壳的之间的距离也变成可调的，即割草机可以上升或着下降（旋刀相对地表的距离可调），完成控制割草高度的要求。集草袋挂在外壳上的四个挂钩来固定。
技术参数：
汽油机的功率：5.5马力
割刀的转速：3600r/min
切割的幅宽：530mm
设计割草机的切割高度：20mm80mm（5档）
传动机构主要由传动轴、离心离合器、轴承等构成。两个单列圆锥滚子轴承将传动轴固定在传动箱里。如图12所示。旋转刀片固定在传动轴输出端。一旦汽油机到达一定转速、主动件提升到固定角速度时，会产生离心力使离心式离合器的离心体甩出，甩出的离心体会跟从动件的内壁接触进而产生摩擦力，由摩擦力迫使从动件工作进而传送扭矩。由此汽油机的动力传送给旋刀，让旋刀快速转动，达成割草任务。
图12 传动机构
旋刀大体由刀片、刀身、螺栓、螺母和防松垫片构成。如图13所示。刀身使用45钢制造而成，具备充足的强度和刚度。刀身上设有定位孔可以用来固定两片刀片。刀片使用65锰钢制造，具备足够的硬度和韧性。使用风流风叶的模型来设计刀片，让刀片前端的非刃口呈现一定的外形和弧度。让刀片旋转起来的时候可以跟呈涡流状的外壳进行协作，可以在割草之时产生气流，将割下的碎草叶卷入集草袋。刀片和刀身由螺栓来连接，并使用防松垫片来预防由于机器震动产生的松动。旋刀由螺母固定在传动轴上。
图13 旋刀图
结构设计
3.1发动机的选择
依据设计任务书要求动力要小于6马力。为了能够将草切断选用每分钟3600转的汽油机YX168F。其各项数据如下表：
型号
YX168F
发动机型式量
单缸；四冲程；气缸中心斜置25
缸径X行程
68mmX45mm
气缸排量
163mm
压缩比
8：5：1
最大输出功率
5.5HP/3600rpm
最大扭矩
1.1kg。M/2500rpm
点火系统
无触点晶体管点火
起动方式
反冲式手拉起动
空气滤清器
半干；双式；油浴；双静噪；旋风滤
燃油箱容量
3.6L
尺寸（长*宽*高）
312mm*362mm*335mm
净重
15kg
3.2 旋刀设计
旋转式切割器的切割效率较高，并且各项指数较为优秀，尤其是它的回转惯性力易于达到平衡，所以震动幅度小，而且刀片的构造并不复杂，在草坪式割草机中被大量的使用，因此使用旋转式切割器作为切草工具。
3.2.1刃口设计
旋刀割草机的切割器是一条形旋刀并在绕传动轴在水平面内转动。如图13所示：刀片和刀身组合形成了切割器。为了便于剖析，现在把它化简为线状的刀来阐述。如图21所示：当中与是刀的刃口。刀片用ω的角速度绕0轴进行回转，且用的速度顺着X轴往前移动。
旋转的进程中，刃口的轨迹线是互相为邻的并且平行的余摆线，但是的运动轨迹与另外两条是互相为邻的并且平行的余摆线。如图21所示：当中填充斜线的区域是割漏的区域，填充交叉线的区域是割重的区域，剩下的区域是扫过的区域。
目 录
第一章 绪论1
1.1研究目的1
1.2课题意义1
1.3研究方法1
第二章 总体设计2
第三章 结构设计4
3.1发动机的选择4
3.2旋刀设计4
3.3外壳设计7
3.4传动轴的设计计算8
3.5离合器的设计11
3.6调高装置设计11
3.7车轮及把手设计12
结束语13
致谢14
参考文献15
绪论
1.1研究目的
现在，绿化中占很大一部分比重的方式是草坪是。一般在家庭别院里整修草坪都是采用以背负式柴油机提供动力的割草机，又或是采用电动机、柴油机作为动力的割草机。这些割草机通常用于平坦的大面积草地，但是这些体庞大、噪音大，在割草时容易因为夹草而发生故障，而且碰到石头会让刀片崩断，出现安全隐患。近年随着国人的生活水准逐步提高，国人对于自己的家居的绿化环境更为在意，特别是设有小花园草坪的别墅逐渐增多，迫切需求一种适用于小面积、更为安静的手推式割草机。
本课题所设计的新型手
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
推式割草机专门为私人家庭别院所准备，不适合大范围的公共场合。
1.2课题意义
自上世纪八十年代起，我国的绿化草坪领域由出现到发展壮大，只花了十几年时光，但是让草坪机械行业焕发出蓬勃的生机 。一是拥有许多先进的进口产品，90%以上的机械都是由国外进口而来，再次从草坪的培养和养护的各个环节都有专门的机械与之配套，可以说达到了全程机械化，然后是现在草坪机械行业里产品种类众多、有专门的体系。然而在这些种类之中割草机的发展速度最为迅速，中国引进了十多个国家的几十种型号的割草机，目前我国也已经自助研发割草机，所以国际上使用的种类很多，分类方法也多种多样。本次设计是为了设计出一种适用于专门为了家庭庭院及私人花园而设计的，只适用于小面积草坪的修剪。
1.3研究方法
在指导老师的建议下，我使用文献研究方法，通过调查学校图书馆还有各种网络资源如维普、知网和百度学术的文档来的得到各种文献资料，还从实习单位处得到一整套的机械设计手册，通过获得的这些资料完成了割草机总体设计、传动部件的设计和外部罩壳的设计，重点研究了发动机与旋刀之间的传动轴如何传动，还有旋刀与外壳配合形成气流排出草屑，还有调节割草高度的高度调节装置。经过这些研究割草机就能够成型，并且具有严谨的理论基础和现实基础。
总体设计
该割草机主体由手柄、集草带、高度调节装置、外壳、汽油机、传动机构、旋刀和支撑轮等构成。如图11所示：
图11 手推式割草机简图
汽油机、手柄、四个行走轮和集草袋都稳固在外壳上。外壳使用厚度为3毫米的钢板经过冲压和焊接组成（见图GCJ01），强度颇高，安全牢靠，可以有效地预防工作时产生的突发事件。行走轮与轮轴之间采用螺栓进行连接，轮轴跟支持板采用焊接的方式进行连接。行走轮跟支持板能环绕着支持轴以外壳作为参照物旋转。因此使用拨杆构件来控制支持板的旋转角度，外壳上设有五个定位孔用来与拨杆构件之上的定位台进行配合来完成定位要求。为了达到控制割草机割草高度的目的可以使用固定在支持板上的连接杆将前轮和后轮进行固定。这样行走轮与外壳的之间的距离也变成可调的，即割草机可以上升或着下降（旋刀相对地表的距离可调），完成控制割草高度的要求。集草袋挂在外壳上的四个挂钩来固定。
技术参数：
汽油机的功率：5.5马力
割刀的转速：3600r/min
切割的幅宽：530mm
设计割草机的切割高度：20mm80mm（5档）
传动机构主要由传动轴、离心离合器、轴承等构成。两个单列圆锥滚子轴承将传动轴固定在传动箱里。如图12所示。旋转刀片固定在传动轴输出端。一旦汽油机到达一定转速、主动件提升到固定角速度时，会产生离心力使离心式离合器的离心体甩出，甩出的离心体会跟从动件的内壁接触进而产生摩擦力，由摩擦力迫使从动件工作进而传送扭矩。由此汽油机的动力传送给旋刀，让旋刀快速转动，达成割草任务。
图12 传动机构
旋刀大体由刀片、刀身、螺栓、螺母和防松垫片构成。如图13所示。刀身使用45钢制造而成，具备充足的强度和刚度。刀身上设有定位孔可以用来固定两片刀片。刀片使用65锰钢制造，具备足够的硬度和韧性。使用风流风叶的模型来设计刀片，让刀片前端的非刃口呈现一定的外形和弧度。让刀片旋转起来的时候可以跟呈涡流状的外壳进行协作，可以在割草之时产生气流，将割下的碎草叶卷入集草袋。刀片和刀身由螺栓来连接，并使用防松垫片来预防由于机器震动产生的松动。旋刀由螺母固定在传动轴上。
图13 旋刀图
结构设计
3.1发动机的选择
依据设计任务书要求动力要小于6马力。为了能够将草切断选用每分钟3600转的汽油机YX168F。其各项数据如下表：
型号
YX168F
发动机型式量
单缸；四冲程；气缸中心斜置25
缸径X行程
68mmX45mm
气缸排量
163mm
压缩比
8：5：1
最大输出功率
5.5HP/3600rpm
最大扭矩
1.1kg。M/2500rpm
点火系统
无触点晶体管点火
起动方式
反冲式手拉起动
空气滤清器
半干；双式；油浴；双静噪；旋风滤
燃油箱容量
3.6L
尺寸（长*宽*高）
312mm*362mm*335mm
净重
15kg
3.2 旋刀设计
旋转式切割器的切割效率较高，并且各项指数较为优秀，尤其是它的回转惯性力易于达到平衡，所以震动幅度小，而且刀片的构造并不复杂，在草坪式割草机中被大量的使用，因此使用旋转式切割器作为切草工具。
3.2.1刃口设计
旋刀割草机的切割器是一条形旋刀并在绕传动轴在水平面内转动。如图13所示：刀片和刀身组合形成了切割器。为了便于剖析，现在把它化简为线状的刀来阐述。如图21所示：当中与是刀的刃口。刀片用ω的角速度绕0轴进行回转，且用的速度顺着X轴往前移动。
旋转的进程中，刃口的轨迹线是互相为邻的并且平行的余摆线，但是的运动轨迹与另外两条是互相为邻的并且平行的余摆线。如图21所示：当中填充斜线的区域是割漏的区域，填充交叉线的区域是割重的区域，剩下的区域是扫过的区域。
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