文档介绍：1 技术任务书
设计的依据
剪草机械至今已有100多年的历史,目前人们普遍使用的是电动剪草机械。由于剪草机械多在人口稠密的地区作业,流动性大,对机械的震动、噪音、废气排放、质量等指标要求较高。现在的剪草机多使用内燃机作动力,排气污染量相对于汽车的较少,但其噪声危害却很大。美国EPA(美国环境保护局)及欧盟对割草机等用发动机的排放均有相应的法规;德国还出台了控制噪声污染的《兰色天使》法规;欧洲一些城市推出过引导性计划,通过税收优惠及奖励等措施鼓励“绿色经营者”以加速环保技术的发展。
手推式剪草机主要利用滚动的轮子带动机械运动。手推式剪草机结构简单,连接平稳,噪音极小,并且操作十分容易,既给使用人带来方便,也给周围的人带来舒适,安静的环境。
目前市面上的剪草机大多需动力引擎,这会产生较大的噪音,带来环境污染,在办公和学习的地方,这种需动力引擎的剪草机就显得非常不受欢迎。由于动力引擎剪草机有动力装置,保养,维护费用较高;同时动力引擎剪草机主要依靠刀片的高速旋转把草排出,因此,对整机的安全性要求较高,操作时也会给工作人员带来强烈的震动,使操作很不舒适。虽然,动力引擎草坪剪草机剪草效率较高,剪草效果较好,但是,其价格也较昂贵,就目前来说,一般的用户难以接受。
通过市场调研,我们决定设计一种无引擎驱动,无噪音污染,剪草高度可调节,轻便简洁,操作方便和美观实用适用于一般用户的草坪剪草机。
该产品主要用于家用,及面积不大的草坪修剪。无需引擎,可谓绿色环保的剪草机。对提倡环保的地域,是理想的剪草工具。
该手推式剪草机的总体设计参数
外形尺寸:
输入功率:
轮子转速:
力矩:
净质量:
变速要求:单级刀具,一固定刀片和一活动刀片相互运动
单根剪草载荷:
同时剪草量:
该手推式剪草机的刀具设计参数
表1-1 刀具设计参数
项目
切割器的形式
切割幅宽
刀片间距
刀片运动形式
刀片往复频率
刀片形状
配套动力
操作人数
净重
手推式剪草机
往复切割
240mm
20mm
单动
860r/min
平形
113r/min
1人
30kg
本次设计的手推式剪草机主要利用轮子运动传动变速箱中的齿轮实现刀具的往复运动的功能。手推式剪草机由变速齿轮、端面齿轮、拨杆和剪刀等构件组成,端面齿轮和拨杆是一对工作组合。端面齿轮通过自身的转动将旋转方向的力传动给拨杆,引起水平方向的往复运动,从而使刀具自身往复运动。由于剪草机变速变矩范围不够大,因此在刀具的选择上尤其注意以提高剪草机自身效率为重要原则。
剪草机工作时由人推动机器行走,从而使剪草机的后轮1传动,带动与其同在一根轴上的大齿轮2传动,通过齿轮2与齿轮3组成的增速机构使速度得以提升,并带动端面凸轮4(为了实现几何形状封闭和便于调整,采取两个端面凸轮以背靠背形式装配)回转,端面凸轮4带动拨杆5运动,通过端面凸轮4与拨杆5组成的转换机构将回转运动变为直线往复运动,使固定其上的活动刀片与固定在机架上的固定刀片形成相对交错运动,完成剪草动作。如图
1—1所示:
图1—1 机器的运动简图
国内外发展概述
l9世纪中叶,大部分的草坪还在使用镰刀来割草或放牧牛羊来保持草地的整齐性。随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起,保持完善的草地做运动场便成为当务之急。英国人Edwin Budding利用旋转式机械工作的原理发明了滚刀式剪草机,该产品的问世在英国受到了广泛的欢迎,随后传人美国。1868年,美国第一台剪草机取得专利,美国的草坪业也由此起步。不过几年,便有37项有关剪草机的发明获得专利。到1881年,总共有4万多台剪草机被生产和销售。最初的剪草机均为人力驱动;1890年,在英国开始设计有动力驱动的剪草机。从最初的蒸汽动力驱动发展到小型内燃机动力驱动;1909年,美国科学家Leoni取得了动力型机械式剪草机专利,尽管剪草机由汽油机驱动,但整个装置仍由马拉行走。
在草坪修剪机械发展的历史上,第二次世界大战是一个转折点。在20世纪30年代前后,每年生产的各类剪草机数量约3万台左右。战后,美国经济得到复兴,允许现役军人低价买房不付现金,大批建设房屋并出售,促使草坪修剪机械得到迅速发展,生产量急剧上升,1947年达36万台,1974年达700万台。20世纪70年代后期开始,剪草机的市场销售量逐渐趋向饱和,但每年仍保持在500
万—600万台的销量。剪草机在数量增加的同时,其性能也在不断改进。1950年,美国第一台无线电操纵的剪草机诞生;1978年,C1arence Noke