小型修剪机的设计

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1、小型修剪机的设计摘要：针对绿篱修剪机的发展现状，设计开发了一种小型手持式绿篱修剪机，包括动力系统设计和修剪装置设计，在所查阅的文献中尚未发现有相同机型的报道，属原创型产品。相比当前绿篱修剪的方式以绿篱剪为主的状况，该绿篱修剪机能够有效降低绿篱修剪时劳动者的劳动强度，提高修剪的质量，有比较广阔的市场前景。关键词：绿篱修剪机；系统设计；有限元分析Abstract:ForthecurrentdevelopmentofHedgetrimmers,wemakeonekindofsmallhand-heldhedgetrimmer

2、s,includingpowersystemdesignandtrimmingdevicedesign,itissolelyinthesametypeofcoverage,belongstooriginalproduct.Comparedtothewayhedgetrimmerstohedgeshearsmainlyatpresent,thehedgetrimmerscaneffectivelyreduceworker’slaborintensity,improvethequalityofpruning,haveabr

3、oadmarketprospects.Keyword:hedgetrimmer;Systemdesign;Finiteelementanalysis0引言绿篱多是由矮小丛生的灌木组成的绿色景观植物，是装饰景点、公园、居民小区、庭院以及城市绿化的主要植物。组成绿篱的树种跟多，成长特性也各不相同，长势各异，因此必须通过合理修剪才能成为理想景观，一方面是控制其高度，另一方面是形成一定造型，比如整齐的冠部和侧面形状等，手工修剪是必不可少的，但国内外有多种规格、型号的绿篱修剪机在生产中使用，成为主要的绿篱修剪工具[1]。最近几年

4、中随着空气污染的不断加重，因此在城市生活中人们对环境的要求越来越高了，对城市绿化也越来越看重了，因此绿篱的修剪将会是园林工作者一项重要的任务。应用绿篱修剪机械也会越来越多，绿篱修剪机不仅可以减轻城市园林工作者的工作量，还可以提高工作效率。随着经济的发展，科技的不断进步，绿篱修剪机有也出现许多样式，功能也越来越多。现在大多数的绿篱修剪还是采用比较原始剪刀修剪或者是大型车载式修剪机，对于前者工作的效率不高，劳动量大；对于后者，使用的局限性也比较大，它主要应用在道路两侧绿篱的修剪，无法剪出各种美观的造型。因此在很多地方还是需

5、要人工修剪，为了解决这一问题，为了逐步改变这种现象，研究小型绿篱修剪机械是很有必要的[2]。小型绿篱修剪机在国内外的研究主要集中以单缸汽油机为动力的手持式油锯和手动修枝剪等园艺剪枝器具，主要研究的方面是刀具使用寿命的提高（如材料、刀刃的寿命等），而研究与开发电动器具的则比较少，2002 年有报道陕西省韩城市建设局园林绿化技术人员研制出电动推走式绿篱修剪机，但不足之处是该机使用220V电源，需要外接交流电源[3]。因此，设计一种依靠蓄电池提供能源、由直流电动机驱动的新型环保的绿篱修剪机，来代替由单缸汽油机驱动的绿篱修剪机

6、，用以克服上述缺点，是很有必要的。1工作原理本设计中的修剪机主要结构类似于手提电锯和手电钻，主要部分有动力部分、减速装置、运动转换装置、剪切装置。由于修剪机主要用于户外工作，因此动力方面可供选择的方案有两种：第一种是直流电机+蓄电池；第二种是选用汽油机或柴油机。考虑到环保等因素，故选择第一种方案比较适合。剪切装置的设计思路来源于剪刀和中国古老的木匠工具——锯。它由上刀片和下刀片组成，每块刀片就像锯一样，两边都有锯齿，在工作中，下刀片固定，上刀片在定位块的限制下沿着下刀片做纵向往复运动，此时在每个锯齿之间便形成了像剪刀一

7、样的剪切刃。由于刀具需要做往复运动，因此就需要将电机的转动转变成往复运动，在此设计中采用的是通过曲轴连杆装置将转动转换成滑块的往复运动。整个动力的传递路线：电机→二级齿轮减速器→曲轴→连杆→滑块→上刀片。图1运动简图2系统设计2.1剪切装置的设计2.1.1刀具的结构设计剪切装置的设计思路来源于剪刀和中国古老的木匠工具——锯。它由上刀片和下刀片组成，每块刀片就像锯一样，两边都有锯齿，在工作中，下刀片固定，上刀片在定位块的限制下沿着下刀片做纵向往复运动，此时在每个锯齿之间便形成了像剪刀一样的剪切刃。如图所示，每侧有18个锯

8、齿，每两个锯齿之间的距离为24mm，可剪切的最大直径为8mm，完成一个剪切动作的最大行程是16mm。图2刀具2.1.2刀具材料的选择在各种农业机械中，刀具的主要磨损形式是磨粒磨损和研磨抛光，因此对刀具的耐磨性要求很高。普通刀具采用的是T8、T10以及铸铁等碳钢材料，这种刀具虽然具有一定的强度与硬度，但热硬性低、淬透性差、易变性[4