三维课程设计报告

机电工程学院

中南大学

计算机几何造型及三维可视化

课程设计

题目手推式割草机的创新设计

组长姓名栗仕强学号010*******班级：机械1207班

成员姓名林盛隆学号010*******班级：机械1207班

成员姓名杜彬学号0806121030班级：机械1207班

成员姓名陈钇茹学号0806120729班级：机械1207班

指导教师杨放琼

学院机电工程学院

日期2014年7 月9 日

设计报告书

发展草坪和地被植物是维护生态平衡、保护环境卫生、美化城市面貌、减少大气污染、防止水土流失的有效措施之一，特别是针对我国北方的沙尘暴天气。而维持草坪的美观与整齐就要对其进行定期修剪。修剪的过程要靠剪草机来完成。割草机按切割器类型可以分为旋刀式、往复式、滚刀式、甩刀式、甩绳式。其中，应用最多的是滚刀式割草机和往复式割草机。按配套动力和作业方式分可以分为：手推式、手扶随行式、手扶自行式、坐骑式和拖拉机悬挂式割草机。按动力驱动方式主要分为人畜力驱动、发动机驱动和电力驱动3种形式割草机。本次设计的手推式剪草机的主要由操纵机构、行走机构、切割器、护罩等几大部分组成。

一．设计背景

在剪草机问世之前，草坪的修剪主要工具是镰刀，放牧牛羊也是保持草地平整的重要方法。随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起，人们拥有平整美观的草地做运动场地的要求越来越迫切。1805年英国人普拉克内特发明了第一台收割谷物并能切割杂草的机器，由人推动机器，通过齿轮传动带动旋刀割草，这就是旋刀割草机的雏形。1830年，英国纺织工程师比尔.布丁取得了滚筒割草机的专利，1832年兰赛姆斯农机公司开始批量生产滚筒剪草机，1902年英国人伦敦恩斯制造了内燃机做动力的滚筒式剪草机，其原理至今还在使用。在西方发达国家，20世纪初期，剪草机就得到了快速的发展。

以刀具类型可分为滚刀式和旋刀式两大类。滚刀式剪草机由带有刀片的滚筒和和不动的床刀组成。它较旋刀式剪草机有更好的修剪质量，是高质量草坪最常

用的剪草机型。适用于草高3-80毫米的草坪，

因此本次设计我们采用的就是滚刀式刀具。

以动力划分可以分为机动和人推两类。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动。其中以小型汽油机作为动力的较为普遍，而柴油机多用于大型的剪草机械，如牧场的割草机。柴油机存在以下几个缺点：（1）噪声大，废气排放量大；（2）振动大，操作不轻便，（3）使用和维修成本高。电动机存在以下问题：（1）需要导线跟随作业，易缠绕；（2）对环境和操作者人身安全造成威胁；（3）噪声和振动比较大。

本次设计人推式割草机是一种无噪声、无污染、安全性能高的环保手推式割草机。

二．设计目标

割草机是农、牧、园艺和园林等行业必备的一种常用画机械，但适合面积狭小，形状不规则或地形复杂的地段且操作使用便携，灵活的小型手推式割草机却很少见。为此我们设计的割草机的特点是结构简单，轻便，人力驱动，转向灵活，操作简单，能有效降低劳动强度。

本次设计的手推割草机适于家庭庭院及私人花园等小型草地使用，不需电力或柴油为动力，无废气及噪音等污染，符合环保要求。人们在漫步中割草，既锻炼身体又可实现修整草坪的目的。手推滚刀式割草机的工作原理为当推动扶手架使割草机在草地上前行时，转动轮轴带动小齿轮旋转，使得滚刀也一起转动，通过滚刀刃的反转形成的剪切动作，将草坪上多余高度的草割断。

三．成员组成与设计任务

杜彬扶手，推杆部分的设计；刀具的设计及调试;

PPT制作，报告书写

栗仕强

机身设计，装配与调试； 前后轮的设计及调试；

PPT 制作，报告书写，动画制作；

林盛隆

传动部分的设计，装配及调试 PPT 讲解

陈钇茹

网上素材搜集及整理； 完善设计步骤， 画装配工程图，爆炸图

四． 设计进度安排

起止时间 主要内容 预期目标 2014-7-2

——2014-7-3 收集文献资料 确定设计主题 2014-7-3——2014-7-4 割草机装置最优设计

选定结构最优方案 2014-7-4——2014-7-5 小组成员分工 割草机设计任务分配 2014-7-5——2014-7-6 用solidworks 绘制零件 绘制3D 零件图 2014-7-6——2014-7-7 组装零件及尺寸调试 完成割草机装配体 2014-7-8——2014-7-9

根据设计过程写设计报

告及PPT

完成报告及PPT

五． 总体设计方案

我们设计的方案是机器前后轮作为传动装置，同时还作为动力机构提供动力，通过皮带轮带动刀具进行切割，在机身前部加上一个可转动的小轮，使其方向可以灵活改变。刀具内刀架与轮轴相连接，外刀架与内刀架与刀具轴固连在一

起，通过皮带与前轮轴连起来，外刀架通过皮带轮与前轮轴外啮合的齿轮轴连在一起，当人推动机器向前运动时，内刀架与轮子转向相同，外刀架与轮子转向相反，从而实现刀架相对转向相反，两层刀架通过反转旋转啮合实现剪切，从而将草割断。

六．工作原理

本割草机切割部分采用内外两圈刀架组成，两层刀架通过反转旋转啮合实现剪切，从而将草割断。传动部分为轮子的转动带动轮轴上的皮带轮和齿轮转动，内刀架与刀具轴固连在一起，通过皮带与前轮轴连起来，与轮子转向相同，外刀架通过皮带轮与前轮轴外啮合的齿轮轴连在一起，与轮子转向相反，从而实现刀架相对反转。人推动扶手向前运动为割草机提供动力。

七．设计内容

我们这次设计的是一个手推式割草机，它

主要有刀具，机身，传动部件，扶手等部分

构成。

刀具采用内外两圈刀架组成，两层刀架

均为圆形支架，每层刀架有六个刀片组层，

工作时内圈转速比外圈低，割草时保证每一

时刻都有刀片处于啮合状态确保割草无间

隙，两层刀架通过反转旋转啮合实现剪切，

从而将草割断。

传动部分为轮子的转动带动轮轴上的皮带轮和齿轮转动，内刀架与刀具轴固连在一起，通过皮带与前轮轴连起来，与轮子转向相同，外刀架通过皮带轮与