立式园林树木修剪机械的设计.doc

1 前言 1.1 国内外园林树木修剪机械的发展状况 1.1.1 国内外园林树木修剪机械的基本情况 园林树修剪机械的发展历史已有百年之久。最早是20世纪早期，在西方发达国家出现的，是为了在繁重的园林绿化作业中通过采用机械来减轻工人的劳动量和提高劳动效率。那时候出现的仅仅是起重运输机械和农业机械，直到20世纪50年代以后，各种各样的园林绿化专用机械才开始纷纷面世，有植树机、伐木机、草坪修剪机等。20世纪80年代后，欧美发达国家经济进一步发展，人们生活水平和住房条件的提高，草似的一些小型的草坪机械进入家庭，成为必备机械。到20世纪后期，世界各地大部分城市从公共绿地到庭院绿地的建设和养护已全部实现了机械化作业。 国内的园林绿化机械设备发展比较晚，是从20世纪70年代后期开始的，20世纪90年代开始进入快速发展时期。主要的标志就是有许多机械厂在生产通用的园林绿化机械的同时，开始生产各种型号的为了满足不同需要的的园林绿化机械，有的已经出口国外。还有许多机械发达的国家在我国建立园林树木修剪机械的生产厂家，并已经构成庞大的园林机械销售网络。越来越多的小型的园林修剪机械进入千千万万的企事业单位庭院和住宅小区。但从总体来看，我国的园林机械还是品种单一、普及率低、利用效率低、维护不良、性能质量与发达国家还有明显的差异、制作水平也远远落后发达国家。所以，我国处在园林修剪机械发展的初级阶段。 1.1.2 园林树木修剪机械的的发展前景 21世纪，中国的园林修剪机械将会更快的发展。中国经济的高速发展带动了城市化的进程，越来越多的城市已经进行城市化的建设，绿化作为城市建设中一个方面越来越受到人们的重视。人们生活水平的提高，在满足物质需求的同时开始追求精神文化的发展，园林作为一种休闲场所，也在各地出现的越来越多。所以，园林的增多导致了对园林修剪机械的需求，推动了园林机械的发展。生产力的发展，劳动力的不足，导致人们对园林修剪机械的要求越来越高。小型化的和多功能化的园林树木修剪机械受到人们追捧。 针对上面的问题，园林修剪机械的未来发展前景想着以下几个方向发展： （1）（）（）（）（）选题目的与意义，图.2 导轨2 作平台能够在导轨上绕树作圆周运动，同时支脚是可以升降调节的，根据不同的地势和环境要求，使得工作台所处的平面保持水平，从而保证对树木的塑形。 2.1.2 立式园林树木修剪机械的传动部分的设计 立式园林树木修剪机需要根据人的意愿进行花样修剪，如将乔木修剪成波浪形、方形、三角形、断面圆形等等，这就要求工作头能够上下前后移动，满足加工要求的弧线。通过丝杠螺母副将圆周运动变成往复的直线运动，就可以利用伺服电动机来带动工作台的运动。 图.3 丝杠螺母副 如图2.3所示，电机通过联轴器带动丝杠旋转，带动丝杠螺母的前后移动从而带动刀具的前后移动，而上下移动也采用了上面的设计。 2.1.3 立式园林树木修剪机控制部分的设计 由于工作头需要前后上下移动，如果由工作台传递动力结构比较复杂，所以直接使电机通过齿轮传动与刀具连接在一起，电机通电后旋转，带动刀具作旋转运动，对树木枝叶进行剪切运动，如图2.4所示。 图.4 齿轮传动 2.2 立式园林树木修剪机械的安全防护措施和动力源 2.2.1 立式园林树木修剪机的防护措施 由于设计的立式园林树木修剪机的传动系统都是采用的电动机带动的，动力源是有柴油发电机提供的，所以只需要设计一个控制电路就可以实现对工作头可控的规则运动，而操作人员也不需要待在机器或机器的边上，只需要拿着一个控制电源的开关就可以实现机械的远程操控。 为了实现工作头的上下前后的移动，选用了丝杠螺母副的结构，通过控制伺服电动机，来带动支架的移动。为了防止人员的疏忽导致的伺服电动机持续运转，导致支架间的碰撞，损坏支架和伺服电动机，在支架的固定位置安装一个开关，当丝杠螺母运转到开关位置时，会引起开关的开合，然后断开伺服电动机的电源，从而保护支架和伺服电动机。 2.2.2 立式园林树木修剪机的动力源 考虑到整体结构， 图.5 总体结构图 3 关键零部件计算与选择 3.1 工作头各零部件选择 3.1.1 工作头电机的选择 电机的选择需要考虑到刀具进行剪切运动是功率的大小。而刀具工作功率的大小需要进行实际的测量，对选择所要修剪的树木进行实际的测量，多个地方测量后，然后确定刀具的实际工作功率，然后选用电机。由于受到条件的限制，无法进行实际的测量，就通过上网查询向关的内容。查询相关的绿篱修剪机械的功率，确定了电机的工作功率w=0.75kW，刀具的转速大约在6000r/min。 查表选用电机型号，具体参数如下表 表3.1 Y系列(IP44)电动机的技术数据摘录 电动机型号 额定功率/kW 满载转速/(r/min) 堵转转矩 最大转矩 质量/kg 额定转矩 额定转矩 同步转