多功能園林修剪機(jī)的設(shè)計摘要園林，指特定培養(yǎng)的自然環(huán)境和游憩境域在一定的地域運用工程技術(shù)和藝術(shù)手段，通過改造地形（或進(jìn)一步筑山、疊石、理水）、種植樹木花草、營造建筑和布置園路等途徑創(chuàng)作而成的美的自然環(huán)境和游憩境域，就稱為園林在中國傳統(tǒng)建筑中獨樹一幟，有重大成就的是古典園林建筑通過地形、山水、建筑群、花木等作為載體襯托出人類主體的精神文化因此設(shè)計一款園林修剪機(jī)是目前一個繼續(xù)解決的研究課題，針對園林的特點，研究分析的樹子的生長狀態(tài)與枝干的粗細(xì)是本次研究課題的基礎(chǔ)利用不斷地切削實驗的方法進(jìn)行對所選數(shù)據(jù)的驗證，利用好這些研究數(shù)據(jù)，開始設(shè)計相關(guān)的計算參數(shù)，包括設(shè)計園林修剪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與傳動結(jié)構(gòu)和修剪刀具結(jié)構(gòu)等等本次設(shè)計的主要結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動部分，由于是戶外作業(yè)，因此使用電動動力不方便，需要選擇汽油機(jī)是最好的方案，傳動方案設(shè)計為減速器，修剪方案設(shè)計為鋸齒刀具，通過以上的傳動實現(xiàn)動力的傳遞，通過鋸齒刀具完成修剪任務(wù)綜合以上的分析研究，本次設(shè)計能夠在很大程度上完成修剪任務(wù)，同時還能夠提升修剪的時間，提升園林修剪機(jī)的效率，在解決人力的同時還具有明顯的提升效率的作用，因此可以很好的適用于本次的研究課題和實踐的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：修剪刀具；驅(qū)動裝置；鋸齒刀具IFruit?tree?trimmerAbstract: Fruit is an essential snack in people's life at present, many people like fruit,Thanks?to?its?green?and?healthy?nutrition , so it is deeply loved by people. Fruit production and demand is higher and higher, the yield of fruit directly relation with the quality of the fruit trees, fruit trees and fruit trees of clip has a very close relationship with directly, only for fruit tree pruning, better nutrition and branches between the mutual interference, so as to make the fruit trees produce more and better fruit. Because artificial pruning is difficult and laborious, it is not suitable for large area pruning. Only the use of mechanized pruning can complete the pruning task short time, so that the, and It?does?not?harm?the?growth,?germination,?and?flowering?of?fruit?trees.Therefore, the design of a fruit tree pruner is a research topic that continues to be solved at present. According to the characteristics of fruit trees, the study and analysis of the growth state of fruit trees and the thickness of branches is the basis of this research.?The?main?structure?of?this?design?includes?the?driving?part,?because?is?the?outdoor?work.because be working outdoors, so the use of electric power is not convenient, need to choose is the best solution of the gasoline engine, the transmission scheme design for reducer, pruning scheme design for reciprocating saw cutting tool, through the above transmission, to realize the power transfer through the reciprocating saw cutter cutting task.Comprehensive analysis of the above research, this design can to a large extent to complete the pruning task, but also can improve the pruning time, improve the efficiency of the fruit tree pruner, in the solution of manpower at the same time also has a significant role in improving the efficiency, so it can be very good for the research topic and practice of the application.Key words: Fruit tree pruner; Trimming tool; Driving device; Serrated knifeIII 目錄摘要 I第一章 緒論 11.1 園林修剪機(jī)研究意義 11.2 園林修剪機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 1第二章 園林修剪機(jī)整體結(jié)構(gòu)確定 32.1 設(shè)計任務(wù)確定 32.2 園林修剪機(jī)組成結(jié)構(gòu)與工作原理 32.3 園林修剪機(jī)總體方案確定 3第三章 園林修剪機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)計 53.1 發(fā)動機(jī)的選擇 53.2 離合器的設(shè)計 53.2.1 總體設(shè)計方案確定 53.3減速器設(shè)計 73.3.1 減速器類型確定 73.3.2園林修剪機(jī)齒輪的強(qiáng)度校核 73.4 刀具的設(shè)計 83.4.1 刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇 83.4.2 刀具的傳動設(shè)計 10第四章 園林修剪機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計及操作 114.1修剪臂液壓系統(tǒng)的設(shè)計 114.1.2 液壓系統(tǒng)原理 144.2.1小臂油缸 154.2.2 中臂油缸 164.2.3 大臂油缸 164.4液壓管路的布置 164.4修剪機(jī)操作順序 17總 結(jié) 18參考文獻(xiàn) 19致謝 20第一章 緒論1.1 園林修剪機(jī)研究意義園林修剪機(jī)也可以叫做修枝機(jī)，這種機(jī)械用于對園林枝干進(jìn)行裁剪、修整、打枝，動力來源主要采用的是電力和汽油。

在庭院、公園、茶園里、路旁和園林的樹籬中用處很大因為它的動力來源是電力和汽油，手持式汽油園林修剪機(jī)和手持式電動園林修剪機(jī)可作為一個劃分依據(jù)；按其它的特點劃分，比如刀刃有不同的個數(shù)，單刃綠籬修剪機(jī)和雙刃綠籬修剪機(jī)又是一個劃分就目前來看，還是小型汽油機(jī)當(dāng)作動力比較受歡迎我們都知道生物學(xué)中的頂端優(yōu)勢，在公園等有綠化的地方使用修剪機(jī)的目的就是消除它為了使生存力低的萌芽有更好的生長，得到好的觀賞性，改變樹勢，得到優(yōu)質(zhì)且好看的樹冠修剪園林方法有好多，主要有三種，對幼齡園林、成齡園林、衰老園林定形修剪，三者的修剪方式不相同，由于形態(tài)的區(qū)別在過去，人們裁剪園林都是用手動，用剪刀手動進(jìn)行，消耗的時間長，浪費的力氣多，又達(dá)不到想要的效果園林修剪機(jī)的命運就在這里開始詮釋，修剪機(jī)可以單人或者雙人進(jìn)行研制后的園林修剪機(jī)，是園林得到了很好的維護(hù)，人們的勞動力得到解放，同時在對園林的修剪的時候，能夠很好的保護(hù)樹枝干，使修剪后的樹枝干不受損傷設(shè)計一款園林修剪機(jī)的對園林的長期發(fā)展有著重要的意義1.2 園林修剪機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析目前園林修剪機(jī)的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個很好的地步，在設(shè)計的前提下可以1 對園林修剪機(jī)實現(xiàn)模型的仿真模擬。

就世界來看，MORSK、FACGHOK和MBGDXC作為知名品牌在這領(lǐng)域表現(xiàn)不錯美國在這個領(lǐng)域發(fā)展不錯，HT753R、HT325R和HT512R這三種型號的機(jī)器是HT系列獨有的,有很強(qiáng)的運作性，工頻交流電動機(jī)在這個方面表現(xiàn)比較好,這三種機(jī)器都采用的這個電動機(jī)，三者各有特點，因為它們的功率、質(zhì)量和修建直徑都不一樣，所以應(yīng)用的場所也不同HT325R屬于小型機(jī)器，重量比較小，功率剛好滿足簡單的修剪，不可以用來修剪太粗壯的枝干563HGBL屬于中型修剪機(jī)，應(yīng)用也比較廣，適用于大多數(shù)情況如果要裁剪粗壯的枝干，還要要看德國，鋸鏈導(dǎo)板式高枝剪在FGBVC這個公司發(fā)展很好,在高或?qū)挼木G籬、綠墻、灌木叢進(jìn)行作業(yè)時，可以和伸縮桿配合使用日本公司也有大的突破，其中小松公司追求實用、便捷、綠色的理念，對體型、質(zhì)量、應(yīng)用舒適度有所突破，和作效率比較高在西方國家，因為地域原因，很多地方都用懸掛式園林修剪機(jī),一般與拖拉機(jī)共同運作,切割裝置是不能獨立使用的，它的運動一定要和以液壓為動力的起重臂相配合,在起重臂的臂架末端放有切削所用部件,追求大的機(jī)動性,伸縮幅度大，最高有7m之長,對綠墻、對于大而茂盛的綠植修剪效果好[1]。

相比其它國家，我國在這個領(lǐng)域研究的比較早，雙動往復(fù)刀片式修剪機(jī)在我國有很大的發(fā)展，它是由江蘇生產(chǎn)出的產(chǎn)品，另外電動旋刀式的發(fā)展也很不錯，擁有比較大的市場，主要來源于上海，發(fā)展比較好我國大力發(fā)展的LJ3型修剪機(jī)比較有價值,它的動力來源是二沖程汽油機(jī)，采用雙刀片來回切削,有每分鐘數(shù)千次的能力,作業(yè)時目標(biāo)枝條直徑1.61cm,割幅62 cm,重量9kg，就因為這些，在我國的使用比較多在我國很多地方，無論市中心還是郊區(qū)的道路，還是各種公司各種單位的道路兩邊和園林中的園林，對樹木進(jìn)行造型的過程中要求很難，工作場地不固定，所以動力選擇應(yīng)該慎重考慮，內(nèi)燃機(jī)就能滿足，用電力驅(qū)動的一般適用于小型的且要求動力小的場合，直接用電網(wǎng)供電或者蓄電池作為電源即可一般采用進(jìn)口由于國情，中小型和手動的修剪機(jī)比較常見目前，進(jìn)口對我國在修剪機(jī)的發(fā)展上有很大幫助，國內(nèi)需求量大，研發(fā)園林修剪機(jī)非常必要第二章 園林修剪機(jī)整體結(jié)構(gòu)確定2.1 設(shè)計任務(wù)確定本課題主要進(jìn)行園林修剪機(jī)的設(shè)計,其主要研究內(nèi)容為:研究園林修剪機(jī)的國內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀，分析存在的問題；提出園林修剪機(jī)的設(shè)計方案；設(shè)計園林修剪機(jī)的零部件；設(shè)計園林修剪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)；用三維建模軟件建模園林修剪機(jī)的零部件及整體結(jié)構(gòu)；建立虛擬樣機(jī)，分析園林修剪機(jī)的修剪能力；根據(jù)虛擬樣機(jī)分析的結(jié)果，對園林修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善；整理資料，寫出設(shè)計說明書；該園林修剪機(jī)的技術(shù)指標(biāo)為: 修剪直徑≤30mm，剪切截面平滑、無損傷。

2.2 園林修剪機(jī)組成結(jié)構(gòu)與工作原理為滿足工作的需要，修剪機(jī)的構(gòu)造要搞清楚，首先要有動力裝置，由發(fā)動機(jī)來完成，一個完整的可以工作的系統(tǒng)要有調(diào)整速度的功能，有傳動，還要切割和控制功能，調(diào)整傳動裝置、切割裝置及操作控制裝置聯(lián)合在一起構(gòu)成了完整的工作條件.根據(jù)功率要求選擇汽油發(fā)動機(jī)就可以滿足要求，單杠二沖程功率高且結(jié)構(gòu)簡單的特點搭配上汽油發(fā)動機(jī)作業(yè)效果會比較好;齒輪的改變轉(zhuǎn)速的功能也被認(rèn)可,汽油機(jī)的輸出軸通過離心式離合器與減速傳動裝置的第一齒輪(小齒輪)軸連接,汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)速在標(biāo)準(zhǔn)要求下進(jìn)行調(diào)整改變,當(dāng)速度調(diào)整到二者的結(jié)合轉(zhuǎn)速一樣的時候，小齒輪作為主動輪傳寄給被動輪大齒輪，切割裝置只有接收到運動的信息，就會按照規(guī)定的運動路徑進(jìn)行，往復(fù)切削運動對于修剪樹木來說是一個很好的運動形式，大齒輪接收來自小齒輪的運動信息，大齒輪與曲柄相連，曲柄通過連桿控制滑塊，將動力傳寄到雙偏心滑塊機(jī)構(gòu)，將此機(jī)構(gòu)放置在齒輪的對置的位置，按照標(biāo)準(zhǔn)是裝在180°的地方;在修剪機(jī)的手把上，裝有操縱控制系統(tǒng)，用來控制工作的開始與結(jié)束，還有速度的調(diào)整，它是與手把固定在一起的，如果想改變汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，我們可以將油門進(jìn)行改變，這樣一來，切削工作裝置的狀態(tài)也會改變，運動往復(fù)次數(shù)會變化,切割的結(jié)束也是被它控制。

至于工作裝置的設(shè)定，工作的運動由刀片來完成，刀片用來切割樹枝等物體，刀片是做旋轉(zhuǎn)運動，通過多次旋轉(zhuǎn)還完成作業(yè)2.3 園林修剪機(jī)總體方案確定園林修剪機(jī)總體的一個傳動路線，是發(fā)動機(jī)輸出動力，通過減速器進(jìn)行減速，然后通過通過離合器實現(xiàn)通斷，來實現(xiàn)整車的前進(jìn)與后退，小車上設(shè)置了一個液壓機(jī)械臂裝置，機(jī)械臂的末端安裝旋轉(zhuǎn)電機(jī)，電機(jī)的前段安裝了旋轉(zhuǎn)刀片，通過 操縱按鍵來實現(xiàn)機(jī)械臂的整體的上升下降，以及控制刀具的旋轉(zhuǎn)和停止，從而實現(xiàn)切割整體裝配圖如下圖2-1所示：圖2-1 多功能園林修剪機(jī)本次設(shè)計的園林修剪機(jī)本著結(jié)構(gòu)緊湊，小巧，整體重量上使用輕型材料，達(dá)到使用輕便，操作簡單的設(shè)計原則并達(dá)到使用目的，完成課題要求 第三章 園林修剪機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)計3.1 發(fā)動機(jī)的選擇到底應(yīng)該選擇什么樣的發(fā)動機(jī)呢，這里我們選擇二沖程而放棄四沖程，而選用風(fēng)冷比水冷好一些，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整為8600r/min比較合適，排量為24.8cc，功率0.8KW，油箱0.50L，風(fēng)冷二沖程發(fā)動機(jī)能較好地滿足工作需求工作原理：在發(fā)動機(jī)的氣缸上有工作需要的孔裝置，完成進(jìn)氣、排氣和換氣的過程[2]，它們都是必不可少的。

這三個孔都是在活塞的控制作用下才能工作，在工作中，三個孔會在控制下進(jìn)行打開和關(guān)閉的運動其中，完成修剪的流程有個循環(huán)：第一行程：活塞開始的旋轉(zhuǎn)運動，從下至上的運動，三個孔的關(guān)閉順序是一致的，在氣缸內(nèi)殘留的復(fù)雜氣體會在這個操作后被壓縮；當(dāng)進(jìn)氣孔開放時，曲軸箱的內(nèi)部會發(fā)生變化，一些可燃的混合氣體被存留在此第二沖程：活塞依舊保持原有的運動，繼續(xù)向上運動，繼續(xù)壓縮，在上止點前一點的時候，在火花塞的操作下，可燃的混合氣體在運動中會被點著了，內(nèi)部會產(chǎn)生大量的熱量，氣體會膨脹，活塞受力會發(fā)生運動接下來進(jìn)氣孔關(guān)閉，可燃燒的混合氣體依然存在，在密閉的容器里不能擴(kuò)散，所以氣體被壓縮[3]；活塞繼續(xù)移動，繼續(xù)向下，廢氣離開后，換氣孔打開，受到壓強(qiáng)的作用，容器氣體被壓縮，廢氣就會被排出，這就是換氣過程3.2 離合器的設(shè)計3.2.1 總體設(shè)計方案確定這個系統(tǒng)的滑塊共裝有兩個，外徑小的離合器在這被允許，以最簡易和方便方面下手，零件布置便捷，壓縮彈簧作為一種運動方式，在離心塊與被動盤之間加有一定的間隙，1mm比較符合規(guī)定，這樣符合要求又可以簡單的計算草坪機(jī)械使用的就是這種，滑塊離心式摩擦離合器受到應(yīng)用確定離合器需要傳遞的扭矩：由最大輸出扭矩為5.93N.m，β≥1─扭矩儲備系數(shù)得出 ，故發(fā)動機(jī)最大輸出扭矩=7.116N·M初定結(jié)合轉(zhuǎn)速：因結(jié)合轉(zhuǎn)速n2≥ (1.25～1.45)n1這里系數(shù)取1.25，由發(fā)動機(jī)怠速N1=2900r/min計算得 n2=3625r/min根據(jù)目前所了解到的再加上經(jīng)驗支持來計算，離合器的形式能夠得出，離心塊最好選擇2個，即N=2；被動盤直徑的選擇有要求，D=50mm為最佳,2mm的壁厚為最好，離合器離心塊與被動盤間隙，采用的摩擦手段，應(yīng)用的是石棉，厚度選擇4mm較為合適，則被動盤半徑可以求出R=25-2-6-1=16mm；由于離心塊不是均勻的，我們選擇它的質(zhì)心來進(jìn)行計算，半徑的數(shù)值是r= (0.6-0.8)R，我們前面對離心塊的假想，形狀結(jié)構(gòu)也確定，暫時選定r=13mm；45號鋼被選出制作離心塊和被動盤較為合適。

將石棉貼在離心塊和被動盤兩者相接的面上，摩擦系數(shù)f選為0.5初定離心塊質(zhì)量離心塊質(zhì)量須滿足兩個條件：①結(jié)合轉(zhuǎn)速為n2時 F1=m×r×ω22 ②傳遞最大扭矩Mf時[4](F4-Fn)×f×R×N F4=mrω2 Mf=(mrω42-mrω22)×f×R×N (3-1)查資料可知摩擦系數(shù)f取0.50[5]，發(fā)動機(jī)選取轉(zhuǎn)速為7500r/min，n2=3625r/min，離心半徑R=16mm，Z=2,r=13mm， Mf=7.116N?M計算得m=0.072kg圖3-1 導(dǎo)滑槽3.3減速器設(shè)計3.3.1 減速器類型確定選擇材料、精度a.選擇直齒圓柱齒輪相比其它齒輪來說比較適合b.作為一般工作機(jī)器，速度低，對工作結(jié)果的要求沒有那么高，精度可采用8級c.材料運用查閱資料機(jī)械設(shè)計教材，根據(jù)工作的過程以及結(jié)構(gòu)原理分析，大齒輪選擇45鋼，具體硬度大小查教材可知為240，小齒輪的硬度選用較大點的，選用調(diào)質(zhì)40Cr，硬度查閱可知280，大小齒輪硬度差別為40HBS對于齒輪具體數(shù)據(jù)的選擇，參考類似的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因為選用了直齒輪，而機(jī)器為小型機(jī)器，所以傳動比i設(shè)置為1:3，就可以滿足要求對于模數(shù)的選擇：m=6,這是標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，不會產(chǎn)生根切現(xiàn)象，小齒輪齒數(shù)選擇17，大齒輪齒數(shù)可以計算出：Z2=i×Z1=3×17=51 a=(Z1+Z2)×m2=3×17+51=204mm.D1=m×z1=6×17=102mm (3-2) D2=m×z2=6×51=306mm 齒頂圓直徑的計算：Da1=mz1+2×ha*=114mm .Da2=mz2+2×ha*=318mm齒根圓直徑的計算： Df1=z1-2ha*-2c*m=87 (3-3)Df2=z2-2ha*-2c*m=291 齒頂高計算：ha1=ha2=ha*m=6 (3-4)齒的齒根高計算：hf1=hf2=ha*+c*m=7.5 齒全高的計算:h1=h2=2ha*+c*m=13.5 3.3.2園林修剪機(jī)齒輪的強(qiáng)度校核齒輪在傳動中會受到其余傳動裝置的擠壓，其中受到的力Fn可分為水平和豎直兩個方向進(jìn)行計算[6]，圓周力為Ft=2T1/d1，T1為小齒輪的轉(zhuǎn)矩，徑向力為Fr=Fttanα，α為齒輪的嚙合角為20°。

其中Ft1=-Ft2查閱可知γε=0.25+0.75?α=0.688齒形系數(shù)YFa1=2.97，YFa2=2.32應(yīng)力修正系數(shù)YFa1=1.52，YFa2=1.70疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.87,KFN2=0.89兩齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1=450MPa=σFE2齒輪1σF=KFN1σFlim1S=279.6MPa (3-5)齒輪2σF=KFN2σFlim2S=286.0MPa (3-6)v=πd1n160×1000=0.51m/s，所以動載系數(shù)為1.02 齒寬b=?dd=1×6=6mmFt1=2×T1d1=2×9.02×1056=3.006×104N (3-7)KAFt1b=60.012<100N/mm，所以齒間載荷分配系數(shù)KFα=1.2,查表得KHβ=1.43,KFβ=1.45載荷系數(shù)K=KAKVKFaKFβ=2.06 彎曲強(qiáng)度公式σF=2KT1YFaYSaφdm3z12=2×2.06×3.006×104×1.52×0.87×0.6881×63×172=18.05MPa≤[σF] 所以符合要求因為兩輪的強(qiáng)度不同，所以只需要校核強(qiáng)度較小的齒輪即可3.4 刀具的設(shè)計3.4.1 刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計及材料的選擇 (1)結(jié)構(gòu)設(shè)計因為修剪機(jī)在工作時修剪幅度比較大,所以單個刀刃設(shè)計的不能過小，一方面每個獨立的齒輪的強(qiáng)度會提高[7]，另一方面整個刀片的強(qiáng)度與剛度也會增強(qiáng)，提高刀具的使用壽命，具體設(shè)計如下圖所示圖3-2 刀片刀具的修剪可分為兩種，旋轉(zhuǎn)運動或者旋轉(zhuǎn)運動的修剪為運動形式，綜合考慮，旋轉(zhuǎn)刀具的運動形式效率高，在這種場合比較合理。

安裝空間小且成本較低[8]因為,同樣口徑的不同刀具的切割極限與刀具體質(zhì)量、刀具結(jié)構(gòu)數(shù)量和構(gòu)件機(jī)械結(jié)合面數(shù)量之間的直接關(guān)系,所以通過研究表明,刀具質(zhì)量越輕,結(jié)構(gòu)數(shù)量和結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)合面積越小,則刀具破碎的極限轉(zhuǎn)速就越高調(diào)查表明,使用鋁鎂合金制作刀體材料降低了構(gòu)件的整體質(zhì)量,并增加了刀具的破壞極限和極限速度但因為大量使用金屬對切縫的敏感,并不適合于生產(chǎn)刀體,所以刀片使用高強(qiáng)度鋁合金材料來生產(chǎn)刀體在刀體構(gòu)造上,應(yīng)該注意防止和減少應(yīng)力聚集,因為草本植物上的凹陷會導(dǎo)致應(yīng)力聚集,從而削弱了刀體的硬度,所以應(yīng)該盡量避免園林植物表面的不均勻同時,刀刃體的構(gòu)造宜相對于旋轉(zhuǎn)臂,使重心經(jīng)過刀刃的主軸而刀刃體與刃座之間的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)宜盡量減少游隙,同時需要重復(fù)定位的性能良好改善刀刃的動平衡性能對于改善刀刃的穩(wěn)定性有著重要的幫助由于對刀具的不平衡量會給機(jī)床機(jī)構(gòu)造成一種增加的徑向載荷,其影響大小與速度的平方成正比根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定,對于進(jìn)行高速切割的刀片需要先進(jìn)行動平衡試驗,并必須滿足ISO1940-1所要求的G4.0平衡質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求3.4.2 刀具的傳動設(shè)計作為基礎(chǔ)的傳動方式，采用電機(jī)與刀片進(jìn)行直接連接，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)刀具的旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)草木的切割與修剪。

第四章 園林修剪機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計及操作4.1修剪臂液壓系統(tǒng)的設(shè)計4.1.1 制定方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實現(xiàn)所要求的動作對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。

進(jìn)油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差經(jīng)過上述分析此方案選用?容積節(jié)流調(diào)速2) 制定壓里控制方案控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥 液壓控制系統(tǒng)是對發(fā)動機(jī)、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)）等所構(gòu)成的動力系統(tǒng)進(jìn)行控制的系統(tǒng)按控制功能，可分為位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)和力（或壓力）控制系統(tǒng)；按控制元件，可分為發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、液壓泵控制系統(tǒng)、多路換向閥控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件控制系統(tǒng)和整機(jī)控制系統(tǒng)。

液壓控制閥控制系統(tǒng)：①先導(dǎo)型控制系統(tǒng) 換向控制閥的控制形式有直動型（用手柄直接操縱換向閥主閥芯，目前少用）和先導(dǎo)型兩種后者是用先導(dǎo)閥控制先導(dǎo)油液，再用先導(dǎo)油液控制換向閥的主閥芯，它又分為機(jī)液先導(dǎo)型和電液先導(dǎo)型兩類②負(fù)荷傳感控制系統(tǒng) 它包括負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳感控制泵（或定量泵）閥控系統(tǒng)實質(zhì)上是節(jié)流式系統(tǒng)在液壓挖掘機(jī)上，目前常用的是一般的三位六通多路閥，其滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能差20世紀(jì)90年代以來，在液壓挖掘機(jī)上開始采用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)，其控制閃不論是中位開式方式還是中位閉式方式，都附帶有壓力補(bǔ)償閥采用電子控制壓力補(bǔ)償?shù)囊簤和诰驒C(jī)液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)比較，負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：節(jié)省能源消耗普通三位六通換向閥無論采用定量泵還是變量泵，總要有一部分油液經(jīng)溢流閥溢掉，浪費了能量而使用負(fù)荷傳感變量系統(tǒng)，泵的流量全部用于負(fù)載上，泵的壓力僅比負(fù)荷壓力大1-3Mpa；流量控制精度高，不受負(fù)荷壓力變化的影響；幾個執(zhí)行元件可以同步運動或以某種速比運動，且互不干擾普通三位六通閥系統(tǒng)用的是并聯(lián)油路，當(dāng)幾個執(zhí)行元件同時動作時，泵輸出的油液首先流向壓力低的執(zhí)行元件，不能同步上述的負(fù)荷傳感控制閥只解決了滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能，而沒有解決節(jié)省能源問題。

定量泵和負(fù)荷傳感控制閥的系統(tǒng)也沒有節(jié)省能源消耗，因為泵所輸出的流量超過執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達(dá)）所需要的流量時，多余的油液經(jīng)壓力補(bǔ)償閥流回油箱（為保持壓差恒定）變?yōu)闊崮苤挥型耆?fù)荷傳感控制系統(tǒng)才能解決節(jié)省能源問題完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng) 完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)由負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳感控制變量泵組成帶次級壓力補(bǔ)償閥的負(fù)荷傳感系統(tǒng)德國力士樂公司等）在其生產(chǎn)的液壓挖掘機(jī)上設(shè)置了負(fù)荷傳感分流器LUOV（Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系統(tǒng)，其主要作用是：當(dāng)多個執(zhí)行元件同時工作、所需的流量大于液壓泵的流量時，產(chǎn)生供油不足的現(xiàn)象，這不能使正在工作臺的執(zhí)行元件與負(fù)載壓力無關(guān)的控制得到保證LUDV系統(tǒng)能保證在供油不足時所有執(zhí)行元件的工作速度按正比例下降，以獲得與負(fù)載壓力無關(guān)的控制制定壓力控制方案?：液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用在液壓系統(tǒng)中，需要流量不大的高壓油時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。

液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路?在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力基于以上控制系統(tǒng)方案分析本次設(shè)計選用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)；采用的是雙泵雙回路恒功率控制液壓系統(tǒng)，帶四種功率控制模式、中位負(fù)流量控制，兩液壓主泵按全功率變量3) 指定順序動作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機(jī)的或人為的工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合另外還有時間控制、壓力控制等例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場合當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。

??(4) 選擇液壓動力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源?油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的一般泵的入口要裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施4.1.2 液壓系統(tǒng)原理整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)提高系統(tǒng)的工作效率為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件（如壓力表、溫度計等）。

大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主要連續(xù)工作各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制如下所示：圖4-2 液壓系統(tǒng)原理圖4.2 液壓原件的設(shè)計 4.2.1小臂油缸該裝置在進(jìn)行修剪的過程中時，小臂油缸承受最大的受力，以此設(shè)計小臂油缸鑒于大臂抓取時是下降到最低位置，中臂前交點力臂為最大根據(jù)液壓缸的推力計算有： （4.1）查表 其中取P1=14.3MPa， P2=0.5MPa， ηm=0.9得出 F=120576 N ， 由 P鏟=FS=24MPa圖4-3液壓缸示意圖圖4-4液壓缸截面圖4.2.2 中臂油缸當(dāng)工作裝置完成抓取進(jìn)行對的移動時，此移動瞬間為中臂油缸承受最大的力，以此刻作為分析對象此刻中臂油缸處于最低坐標(biāo)，其作用力在大臂下交點產(chǎn)生最大力臂經(jīng)過公式5.12計算并查表后得：P1=11.1MPa ， P2=0.6MPa， ηm=0.9得出 F=16532.1 N ， 由 P斗=FS=26MPa 4.2.3 大臂油缸根據(jù)所設(shè)計的機(jī)構(gòu)以及運動的分析情況，大臂能提升中臂、小臂、以及抓取的到最高的位置時的拉力即為其油缸的合理壓力，根據(jù)上文5.12的公式計算得：P1=12.93MPa ， P2=0.6MPa， ηm=0.9得出 F=19075.5N ， 由 P動=FS=26MPa 至此，已對舉升裝置的各個機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的設(shè)計。

4.4液壓管路的布置1)所有管道系統(tǒng)統(tǒng)-根據(jù)現(xiàn)場實際情況因地制宜地安排，盡量與其他管網(wǎng)(如水管、氣管、暖氣管網(wǎng)等)、電線等統(tǒng)協(xié)一調(diào)布置 2)車間內(nèi)部干線管道應(yīng)沿墻或柱子順氣流流動方向向下傾斜3°~5°，在主干管道和支管終點(最低點)設(shè)置集水罐，定期排放積水、污物等 3)沿墻或柱接出的支管必須在主管的上部采用大角度拐彎后再向下引出在離地面1.2~1.5m處，接人一個配氣器在配氣器兩側(cè)接分支管引入用氣設(shè)備，配氣器下面設(shè)置放水排污裝置 4)為防止腐蝕、便于識別，壓縮空氣管道應(yīng)刷防銹漆并涂以規(guī)定標(biāo)記顏色的調(diào)合漆 5)為保證可靠供氣，可采用多種供氣網(wǎng)絡(luò)如單樹枝狀、雙樹枝狀、環(huán)狀管網(wǎng)等6)如管道較長，可在靠近用氣點的供氣管道中安裝-一個適當(dāng)?shù)臍夤?，以滿足大的間斷供氣量，避免過大的壓降 7)必須用最大耗氣量或流量來確定管道的尺寸，并考慮管道系統(tǒng)中的壓降 4.4修剪機(jī)操作順序(1)注油這里用到的是混合油，無鉛汽油和機(jī)油可以做成燃料來源，容積比25：1為最佳，動力最好要注意一點，一定要先將機(jī)器關(guān)閉，保證發(fā)動機(jī)處于靜止的，再將配置好的油注入油箱，一定要保證安全2)起動：1)開關(guān)處于手把上，找到開關(guān)，將其打開。

2)找到注油裝置，慢慢地推動閥門，邊推邊觀察，隨著油液的增多，會在油管中看到少許油液，這時停止3)用力拉起動器，保證能開啟成·功1)手動撥桿，讓它到一半的地方即可，發(fā)動機(jī)會開始轉(zhuǎn)動，等它空轉(zhuǎn)幾分鐘再進(jìn)行下一步的操作2)把撥桿繼續(xù)推動，將它推到底，一要保證先把油門捏住，再進(jìn)行調(diào)節(jié)杠桿的操作，要捏緊，但不要用太大的力，松開時要迅速，接觸其自鎖狀態(tài)讓發(fā)動機(jī)以額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行運轉(zhuǎn)3)修剪綠植要認(rèn)真仔細(xì)，保證修剪平整，不要高低不平，將機(jī)器向下傾斜5°-10°刀具與被切削的物體在工作時保持一定的角度，這樣比較省力，保證切削質(zhì)量要好[12]4)操作者和旁觀者的位置要注意，遠(yuǎn)離排氣管的那一端，工作過程會產(chǎn)生大量的熱對人體造成傷害5)將油門調(diào)節(jié)到合適位置，以便調(diào)整轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)速度不宜太高6)所有工作完成后一定不要忘記停機(jī)，按下關(guān)機(jī)按鈕，關(guān)閉油門保持外殼衛(wèi)生以便下次使用總 結(jié)本次研究對象是解決園林修剪機(jī)的設(shè)計通過對園林修剪機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開介紹，接著調(diào)查研究園林修剪機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)，通過文獻(xiàn)內(nèi)容以及國內(nèi)外的研究進(jìn)行現(xiàn)狀的分析，明確了本次設(shè)計園林修剪機(jī)的改進(jìn)方向和未來的發(fā)展趨勢，對本次設(shè)計的課題有一個深刻的了解，隨著社會上生產(chǎn)的產(chǎn)品越來越豐富，那么對需求的園林修剪機(jī)就越來越高。

隨著需求的增加，水果商品的質(zhì)量增加，目前面臨著園林修剪機(jī)的升級也比較迫切因此設(shè)計一款更加優(yōu)化更加先進(jìn)的機(jī)器是本次研究的對象20參考文獻(xiàn)[1] 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室.機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計第八版.高等教育出版社.2002:13-12.[2] 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2006.[3] 南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院.木材切削原理與刀具[M].北京:中國林業(yè)出版社.1993:177-181.[4] 肖正福，劉淑琴，胡宣萱.木材切削刀具學(xué)[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社.1993:383-387.[5] 吳良軍,金洪，于濤，樹枝力學(xué)特性的試驗研究.林業(yè)機(jī)械于木工機(jī)械，2000-32-33.[6] H·李斯特A·匹辛格.內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計總輪[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1983:286-292.[7] 溫松明.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].湖南大學(xué)出版社，2003:8-17.[8] 洪鐘德.簡明機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].同濟(jì)大學(xué)出版社，2002:395-773.[9]《木工技術(shù)問答》編寫組.木工技術(shù)問答[M].北京出版社，1986:82-128.[10] 中國建筑西南的結(jié)構(gòu)設(shè)計院，四川省建筑科學(xué)研究院，重慶建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計院.木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊，1993:1-17.[11] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M]. 高等教育出版社,2002.[12] 朱東梅,胥北瀾.畫法幾何與機(jī)械制圖[M].北京: 高等教育出版社,2001.致謝本次設(shè)計的園林修剪機(jī)設(shè)計，從選題到開題報告，再到后面的立項進(jìn)行畢設(shè)設(shè)計，總共經(jīng)過幾個月的時間,之間經(jīng)歷了很多上學(xué)期間沒有經(jīng)歷過得設(shè)計，參數(shù)的計算等，在老師的幫助中慢慢學(xué)會了許多知識，感謝老師。

本次設(shè)計的園林修剪機(jī)，在設(shè)計過程中經(jīng)歷了對園林修剪機(jī)的參考文獻(xiàn)的查閱，在網(wǎng)上收集本次畢業(yè)設(shè)計的相關(guān)資料，指導(dǎo)明確本次設(shè)計的主要內(nèi)容，指導(dǎo)其他的設(shè)計者在設(shè)計本課題方向做了哪些研究與設(shè)計，在了解好這些內(nèi)容的情況，開始了自己的畢業(yè)設(shè)計在后面的設(shè)計過程中遇到了之前學(xué)習(xí)中未有遇到的難題與困難，比如設(shè)計的參數(shù)如何計算，如何安排本次的設(shè)計順序，應(yīng)該怎么設(shè)計，應(yīng)該從什么方向上設(shè)計等等問題，這些問題都是在老師和同學(xué)的指導(dǎo)下，進(jìn)而知道本次的設(shè)計內(nèi)容，才能按照這個順序情況下進(jìn)而設(shè)計好本次的畢業(yè)設(shè)計，完成本次的畢業(yè)設(shè)計要求期間遇到的這些問題不止以上的那些，還有在圖形處理上，計算機(jī)的繪圖有很多的不會的操作，比如裝配圖中的那些需要做剖面圖，那些需要做斷面圖，連接件該如何表示等等都是在自己遇到一個問題的情況，就想老師或者同學(xué)請教一個問題，在老師和同學(xué)的幫助下,我把難題解決了在原來的基礎(chǔ)上，對機(jī)械設(shè)計有了更進(jìn)一步的了解，完成了本次的畢業(yè)設(shè)計雖然本次的畢業(yè)設(shè)計經(jīng)歷的過程很長，但是收獲很多，在完成了本次的畢業(yè)設(shè)計之后，個人感覺有一個很自豪很滿足的成就感，知道自己未來的設(shè)計方向，未來做項目的經(jīng)驗另一面也重新的復(fù)習(xí)了在學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)知識。

設(shè)計對我來說很不錯，讓我積累了不少的設(shè)計經(jīng)驗，掌握了設(shè)計的順序，對自己的一些相關(guān)機(jī)械知識有了一個很好的梳理，相信這是一個美好的結(jié)束也是一個很好的開始總的說來，在本次的畢業(yè)設(shè)計中還有一些不合理的地方，比如設(shè)計的額縝密性還有所欠缺，設(shè)計的精確性還有所不足，這些都有所不足而且都在文章中有所表現(xiàn)相信未來自己會在這些不足中進(jìn)行長進(jìn)，忠心感謝老師在整個畢業(yè)設(shè)計中對我的細(xì)心指導(dǎo)，另外也感謝對我的幫助同學(xué)，對我畢業(yè)設(shè)計的幫助，感謝你們，讓我學(xué)到了更多的知識。