环保型手推式草坪剪草机设计说明书

4机构设计

4.1 动力机构的选择

动力系统主要有两种形式，一种是传统的以小型汽油机或柴油机为代表的常规内燃动力系统。这种动力系统的特点是：功率较大、持续工作时间长，但其最大的缺点是噪声和振动较大，所以，此类动力系统的产品适宜在环境要求不高的场所。另一种是新型的以蓄电池作为动力源的动力系统。这种动力系统的特点是：工作噪声小、运行平稳，其最大的缺点是功率较少，持续工作时间短，需要经常充电，不适合在远离充电电源的场所工作。首先看看传统的以汽油机和柴油机动力源的动力系统，该类可选用5-7马力的柴油机，或者汽油机，发动机提供机器行走和割草的全部动力，发动机用螺丝安装在下面的发动机支架上。发动机主要部件有：油箱、水箱、燃烧缸，油箱上面有油箱盖，打开油箱盖后，里面有一层滤网，通过滤网向油箱加燃油时，可以滤掉油中的杂物。在油箱的下部是油箱开关，这是开的位置，这是关的位置，油箱中的燃油通过油路管将燃油送到发动机燃烧缸。水箱上有水箱盖和水位浮标，水箱中水位越高，浮标位置越高，水箱中的清水主要是为发动机降温的。这款机器使用的是单发动机，使用手柄手摇启动发动机。这是空气滤清器，外面的空气经过空气滤清器进入燃烧缸。这是机油加油口，上面装有机油油标尺，可以显示机油油位，机油从这里加入，机油是用来润滑发动机的。油门开关，用拉线儿可以控制油门的大小，开关处于最上面位置时，油门关闭，机器停止，开关处于最下位置时，油门最大，在发动机的另一侧有发动机动力输出轮，卸下一侧的金属护板，就可以清楚地看到动力传递系统。

4.2传动系统设计

该机构由轮子带动，通过一对单级减速器进行传递转矩，再由端面齿轮和拨杆组合变化运动方向，最终输出往复剪切运动。总体方案设计如图所示：

机器的运动简图如下：

机器的运动简图

4.2.1动力传递

在动力输出轮上装有两副动力传输皮带，向前的一副皮带将动力传向切割系统，称为切割动力皮

带，向后的一副皮带将动力传向行走系统，称为行走动力皮带。切割动力皮带，通过这个转动轮与

切割系统相连。这是一个压带轮，与一个拉线开关相连，当拉线开关拉紧时，压带轮压紧传输皮带，

发动机的动力传向切割系统。拉线开关松弛时，就切断了动力向前传输。在行走动力皮带的一旁也

装有一个压带轮，压带轮与一个拉线开关相连，当压带轮处于这个位置时，皮带处于松弛状态，发动机的动力不能向后传递，同样，拉紧拉线开关时，压带轮靠近并压紧动力皮带，从而将发动机的动力传到后面的转动轮上，与这个转动轮相连的是变速箱。这是变速箱，里面是几组齿轮组合，通过齿轮的不同组合方式，完成发动机转速和转动方向的调整，对于变速箱，这个转动轮是它的动力输入，变速箱内部的齿轮组合由这个变速杆操作完成，这是变速箱的动力输出轴，将动力输出到行走系统。动力传动如下：

电动机皮带

动力传递图

4.2.2用组合法实现增速

为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。由于转换机构的运动输入构件作定轴转动，这样在剪草机动力输入构件轮子和转换机构的运动输入构件之间，可以采用链传动，带传动和齿轮传动。为了使所设计的剪草机结构紧凑，可以采用齿轮传动。而齿轮传动有直齿原著齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。但是蜗轮蜗杆传动的效率低，一般是蜗杆主动，且轴线空间交错，应用到剪草机械中，会使支撑结构复杂。圆锥齿轮传动的轴线相交，且其中一个齿轮需悬置，也会使剪草机支撑结构复杂。直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的轴线相互平行，支撑结构较简单，同时剪草机的速度不高，载荷也不大，因此，可选择直齿圆柱齿轮作为增速机构。

机构组成方案如图所示：

1) 带动齿轮增速的曲柄滑块机构2）带齿轮增速的直动推杆盘状凸轮机构

3) 带齿轮增速的齿轮齿条机构4）盘状凸轮机构

机构运动简图

用异变法实现刀具剪草运动方向与剪草机行进方向垂直，由于刀具的剪切运动方向与剪草机行进方向垂直，如图所示的机构组成方案不能最终满足设计要求，还需对机构进行进一步构型。

4.2.3移动结构的选择

设计的原则：在修理草坪的时候要求使用方便，简洁，便于修理草坪，因此设计时使用小推车作为最简便的方案。行走系统是由这一对行走轮胎组成的，由变速箱输出的动力驱动轮胎行走。

方案图如下：

4.3割草机的排草方式

动力系统通过皮带传动将动力传送到这个转动轮，转动轮连接的是割台部分，割台里安装的是齿轮传动箱，割台下面连接的是圆形割盘，割盘上均匀的安装着三片割刀，割台带盘上均匀的安装着三片割刀，割台带动圆形割盘高速旋转割。割台通过这个两个连接点与机器架相连，上面的这个连接处的位置可以改变，通过改变这两个螺丝的位置，可以适度地调节割台离地间隙，达到调整割茬的高度的目的。这是割台防护罩，连接在机架上面，主要作用是挡住割刀作业时卷起的杂物，以免伤到后面的操作员。因此采用后排式/集草袋方式，如下图:

4.4操作系统

操作系统，以上几个系统必须在操作系统的统一控制下才能完成各项作业操作，操作系统处于整机的后部，所有的操作都在变速器操作杆和操作手把上完成，操作手把不仅是操作员的扶手，它上面还安装有各种操作手柄。这里是手把与机器的连接孔，分为高、中、低三个连接孔，操作手把可以根据操作员的身高，进行适当的调整。在操作手把的这一边，安装有变速箱离合手柄，手柄的下方与一根金属拉线相连，这个拉线的另一端与前面介绍的变速箱压带轮相连，因此变速箱离合手柄可以控制动力向变速箱传递。

在操作手把的另一边安装有切割系统的离合手柄，同样这个离合手柄的下方也连接着一根金属

拉线，它的另一端与前面介绍的这个压带轮相连，同理：当离合手柄处于前面位置时，拉线拉紧，压带轮靠紧皮带，动力连接上，通过皮带将动力传送到割台部分；当离合手柄处于后面位置时，拉线松弛，压带轮松开动力皮带，动力断开，因此这个离合器手柄可以直接控制割台的运转和停止。这是油门控制手柄，它也是通过一根金属拉线与发动机油门相连的，这个油门控制手柄有三个位置区域，分别是前面、中间、后面，分别对应油门上的这三个区域，当手柄放在最后位置时，油门关闭，当控制手柄放在中间位置时，油门适中，一般在发动机启动时，手柄放在中间位置，当手柄向前推时，油门逐渐加大。油门越大，发动机输出的动力越强劲，在行走、收割时可以随时调整油门手柄位置，以获得所需要的动力。

再来看看变速箱操作杆，它与变速箱相连，其实就是档位手柄，发动机传来的动力，必须经过变速箱进行动力变换，才能输出到行走轮，这款割草机设计了六个前进档，两个倒退档，可以区分为高速档和低速档，它的位置分布是：当手柄处于最下面中间位置时，处于空挡位置，变速箱没有动力输出；当手柄往左搬时

滚刀式割草机

，选择低速档位，当手柄向右搬时，选择高速档位，具体操作是这样的：先将手柄向左搬一次，然后将手柄搬向这个位置，则选择了低速一档，如果手柄搬向这个位置，则选择了低速二档，这里就是低速三档；如果先将手柄向右搬一次，然后再将手柄搬向这个位置，则选择了高速四档，依次类推，这是高速五档，这是高速六档。由此可见，下面的这两个位置是高速挡和低速挡的转换位置。上面的这个位置是倒档，同样有高速和低速之分，选择方法和前进档道理相同。正常作业时选择前进二档作业，牧草密度大时，收割阻力增加，应选择前进低速档作业。运输状态下，可以根据需要随时选择行走档位。选用的滚刀如下图：