便携式电锯的设计

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1、便携式电锯的设计摘要随着科技水平的提高，装备的研发和生产得到了多种新型机械设计技术的支持，为其提供了可靠的保障。在未来的工作中，我们需要更加高效地运用各种先进技术来完成各项任务，提高工作效率。在社会发展的进程中，运用各种工具来降低工作负担，是一项至关重要的方向。在现代工业领域中，许多先进制造工艺都与工具有直接关系，而其中最为显着的就是伐木锯机械技术。伐木锯机械，是一款集机械、电子、自动化于一身的独特工具，其独特之处在于能够独立实现自动化操作。便携式电锯是一种高效伐木锯设备。为能够开发出更先进、更方便的手持高枝锯对其选型设计有很大的研究意义。为解决日常生产生活中高空作业及高强度作业的问题，本人结

2、合大学期间学习到的专业知识设计了一种便携式电锯。在本次设计过程中，需要根据实际情况选择合适的电动机和蓄电池的型号，在选择蜗轮蜗杆时，应充分考虑可能由于蜗杆过长造成轴心偏离、传动不平稳、噪音大等问题。关键词：便携电锯；手持；蜗杆目录第1章 绪论11.1 课题研究的思路11.2 国内研究现状21.3 未来的发展方向31.3.1 自动化31.3.2 环保31.3.3 安全41.4 设计内容和要求4第2章 便携式电锯的方案设计62.1 手持式高枝锯的方案介绍62.2 总体设计步骤62.3 总体设计方案72.3.1 初选电动机72.3.2 根据电机参数选择蓄电池72.3.3 设计传动方案72.3.4 设

3、计外壳8第3章 便携式电锯的设计计算93.1 电动机的选择93.2 蜗轮蜗杆的设计与计算93.2.1 蜗轮蜗杆传动的特点93.2.2 选择材料103.2.3 按齿面接触疲劳强度进行设计103.2.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸103.2.5 蜗轮蜗杆受力分析123.2.6 校核齿根弯曲疲劳强度133.3 轴的设计与计算133.3.1 选择材料133.3.2 轴的受力分析143.3.3 轴强度计算163.3.4 轴的刚度计算163.4 轴承寿命校核173.4.1 轴承类型的选择173.4.2 两轴承的径向载荷Fr1和Fr2183.4.3 两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2183.4.4 求轴承

4、当量动载荷P1和P2183.4.5 验算轴承的寿命183.5 管螺纹193.6 锯杆的稳定性校核193.7 链锯的结构19结 论21参考文献22致 谢23保定理工学院本科毕业设计第1章 绪论1.1 课题研究的思路伴随着当前社会的飞速发展，许多环境问题接踵而至，生态环境问题也成为人们关注的焦点问题，人们逐渐认识到绿化对于维护良好的生态环境，具有十分重要的作用。而且随着人们生活水平的提高和人们对生活环境的美化意识的增强，人们对花卉和绿植的需求越来越大。在不断地进行绿化的同时，我们不可避免地要做园林树枝剪枝作业，但是在常规手动锯操作下，不仅难以获得良好的景观效果，而且也达不到应有的生态效果。人工剪草

5、本身就是一项高强度、高难度的工作，随着老龄化程度的加深，这类工作正面临无人可用的窘境。因此，常规手动锯不能适应社会发展的需要，进行了认真的实践与探索，把传统的手工锯通过为其加装电动机及加长杆等设备，使园林工作者可以在地面上剪切树枝，极大地方便了园林高枝的剪切工作,既减少了工作量，又减少了对树体的伤害，一举两得。图1.1高枝锯使用场景图手持高树枝锯片是根据工件的加工需求，利用几个特定的零部件组装而成的。由于生产工艺中的手持高枝锯片的应用价值很高，所以能根据传动功率的大小产生各种类型的运动。在此次的设计中，主要是将他们所学习到的知识与辅助材料相联系，并将其应用到设计中，对所学的知识进行了极大的强化

6、和加深，从而对其进行了全面的了解，从而对机械系统设计计算的一般流程和方法进行了深入的了解，最终确定了一个正确、合理的执行机构。在整个设计流程中，最主要的就是图纸的绘制。这样既能清晰地展现出该作品的内涵，又能反映出该作品对该作品的了解和掌握程度。所以，便携式电锯就是为满足园艺生产应用需求而研制出来的一款产品。1.2 国内研究现状随着工业化进程的加快，各类修剪锯产品已被大量使用，特别是在园艺修剪方面。正是在这样的发展环境下，出现了各类高树枝锯材的切削加工装备。高树枝修剪锯的出现，使手持高枝锯产品的生产效率得到了很大的提升，并且在园林绿化发展过程中也发挥着良好的作用。手持式高枝修剪锯属于新型锯片，使

7、用简单、操作方便、快捷。由于手持式高枝修剪锯的问世，使得修剪工作的人力资源大大减少，从而使修剪工作更加高效，品质更加优良，适用于大规模修剪。所以，研制一台便携式的高枝修剪锯具有很大的实用价值。我国的发展进步历程跟国外的先进国家大体上是一样的，不过，我国的崛起，也是在一次次失败中摸索出来的，因此，我们自己要牢牢记住那些失败经历。这也是我们国家将来取得光辉成就的关键所在。20世纪60年代，广东医疗器械总厂成功地开发出了手持电锯，标志着中国电锯生产技术的进一步发展。因为性能不佳，外形不美观，自动化程度不高，所以没有应用起来。在我们国家研制出了一台手持高枝修剪锯后，我们的修剪和高空工作都得到了很大的提

8、高。中国目前正处在一个快速发展的社会，城镇化快速发展时期，为了在恰当的时候引进比较适合的新产品，因此生产出了高枝修剪锯，其优良的工作周期具有可重复性。进入20世纪后半叶，随着中国工业化进程的不断加快，中国的市场需求量也越来越大，制造业者必须直面日趋激烈的市场。越来越多的制造商开始投入到生产线上，他们的设备和自动化技术也在飞速发展。目前，中国国内的手持高枝修剪锯厂家已形成了数十个品种的产品，其中包含了多种类型的自动设备。目前，我们的市场上，手持高枝修剪锯的比例正在快速增长。对驱动力、传感以及操作硬件和软件技术进行开发和研究，这不但可以推动手持高枝锯技术的发展和进步，而且还能为操纵机械提供实际应用

9、。手持高枝修剪锯的优点如下。(1)提高了手持高树枝锯片的科学研究水平和水平。目前，手持高枝锯技术已算是一种较为成熟的技术，但其在许多场合仍存在着一定的限制，难以满足工业生产的实际需求。所以，研发出一种全新的手持高树枝切割技术，将成为手持高树枝切割技术的又一个全新的发展趋势。(2)手持高枝修剪锯在发展工作中的使用，通常只限于一个工作。(3)目前开发和改进的手持高树枝锯片。以功能性能为依据，可以看出，它是体积小，重量轻，操作方便的锯种之一，其功率损耗要求较高。目前市场上有多种型号的高枝锯，它们都具有不同程度的功能特点，但是在实际使用过程中却并没有很好地体现出各自的优点与不足。为了能够得到手持式高枝

10、锯所独有的多功能性与高灵活性，较高负载能够协助其达到手持式高枝锯之操控装置多功能性之目的，因此要求手持式高枝锯之体积较小，因此可适用在特殊情况下之使用。(4)手持高枝修剪锯的自适应能力是其最主要的特征之一。只要有特殊的工作需要，就可以用手持高枝修剪锯。这大大减少了生产手持高枝修剪锯的费用。1.3 未来的发展方向目前，国内的园艺机械技术已相对比较完善，但是与德国、美国、日本等国际上比较发达的发达国家相比，差距还很大。目前，手持高枝修剪锯正朝着人性化、自动化、高效、环保和安全的发展趋势发展。1.3.1 自动化通过几年来的努力，我们已经达到了一个较高的水平，但是与工业化水平相比，仍有一定的差距。不过

11、，随著机器人与人工智能的兴起，以及工业自动化的大潮，将来的发展也越来越清晰。推进工业自动化的发展，既能推进传统产业的转型，又能提高国家的产业信息化水平，具有很大的发展空间。国家明确指出，在本世纪的头20年中，基本完成了工业化，并积极推动了信息化进程，并指出，实现工业化和现代化的进程，离不开信息化这一不可或缺的关键因素。信息化水平已成为一个国家综合国力的重要标志之一。自动化作为连接信息化和工业化的桥梁和纽带，针对国内传统工业的滞后状态，国家将积极推进技术改革，促进国内工业技术向多元化、自动化和智能化的方向不断发展。我国自动化控制技术的运用，是国民经济众多行业技术水平发展与提高的重要途径，也是政府

12、改造传统产业，构建自动化工业体系和高新技术产业的主要推动力量，具有很大的发展潜力。但是，当前中国的经济增速仍在持续高速上升，中国工业发展水平不断提高，工业现代化水平的提高已成为促进我国工业发展的重要抓手。加速我国企业科技发展的客观动力，提升现代化设备的作业水平，提升其在世界上的竞争实力。其中一种高枝切割技术，是一种在机械工程学中非常重要的一个分支，涵盖了所有的电锯应用。随着国家产业的迅速发展，对人体检测器的要求也就愈来愈高。一般的高枝锯床设备，因其昂贵、庞大、前期投入、较高的机器品质、较低的耦合度而受到限制。由于高树枝锯切机程序设计的难度较大，限制了其在生产中的应用与普及。所以，在我们现有的低

13、成本，小体积，轻重量的情况下，高枝锯结构小巧玲珑，易于使用，具有很好的市场潜力1.3.2 环保进入21世纪后，随着我国对环境问题的关注和对我国相关的立法、法规的不断健全，对我国的城市园林工程机械的环保工作提出了更高的要求。在进入本区域之前，所有的机械设备都要达到相应的废气及噪声标准。为此，各大工业公司都开始或正着手研发、生产“绿色”、环保、环保的园艺机械，以达到环保、环保、环保的目的。尽管二冲程汽油发动机具有结构简单、比例低等优点，但由于其噪声大、环境污染大等缺点，正逐步被四冲程汽油发动机所替代。新一代低声、低污染的燃油产品已面世。因此，环境保护设备的工作特性就成了衡量环境保护设备品质的一个主

14、要标准。1.3.3 安全机械安全与工人的生命安全、企业的财产安全密切相关。在可持续发展中起着至关重要的作用。根据近年来的研究现状和技术分析推断，机械安全的发展趋势是：进一步发展机械故障专家诊断系统；开发智能化诊断仪器及设备。对机械故障诊断的理论方法作了进一步的改进与研究；加强对各种新技术在机械安全装置上应用的开发与研究工作。机械安全检测技术进一步提高；机械安全设计；建立机械安全保障体系，等等。1.4 设计内容和要求在日常的生产和生活中，电锯是一种经常被应用到的机械工具，它由动力部分、连接部分、传动部分以及工作部分四个主要部分构成，它的结构紧凑，锯杆可以在任何时候被拆除，因此它的操作十分便捷。该

15、系统以一台直流蓄电池电动机为动力源，运用蜗轮蜗杆机构把动力传递给锯头，以达到切割树木的效果。图2.1效果图此电锯主要应用场合有学校、公园、道路绿植较高树桠的修剪，以及一些高危险地区树枝的修剪。本次设计的电锯总长3.3米，重量为7Kg，输出功率为60W。在该电锯设计过程中，我需要掌握蜗轮蜗杆、轴等零部件的设计及运算以及相关方面知识，同时我需要熟练使用AutoCAD等软件的应用。8第2章 便携式电锯的方案设计2.1 手持式高枝锯的方案介绍本课题的手持高枝修剪锯的研究方法：首先，参考有关高树枝锯片的发展和研究的数据，对此进行了设计，并对其进行了理论设计和计算，同时，对其主要零件的强度和刚性进行了检验

16、，使之达到了实用的需要，而且其结构牢固，经久耐用。按锯的机构划分，以下是三种可供比较的方案：方案一为液压剪式锯，系统由液压缸体驱动，固定刃口与移动刃口作为切割机构。优点是液压驱动范围可相对较长、切割力相对较大、一般适用于小功率修枝机械、也可用于大功率车载式立木修枝机修枝和整型树冠。方案二为圆锯片式切削机构并由机械传动，通常用于固定式木材切削机械或者小型整枝机械4。方案三为链式锯切削机构，它适于活动锯切，例如用于伐木的油锯和用于打枝作业的小手持式高枝锯机。在修枝机的切割机构中，因为它的工作目标是立木的枝条，所以，假如使用剪式作业的话，工作时就不能持续地进行下去，每当碰到一个树枝，就必须要停下来执

17、行剪切的操作，之后再向上去寻找下一个树枝，如此反复。所以，剪式的切割机构并不适合用于连续工作的立木修枝机。当然，在绿化和树木的修剪方面，与立木的修剪是有区别的，因为要修的枝条非常多，而且要进行持续的切割，所以可以使用剪切切割机制。而在圆锯片型切割机制中，有一个不足之处，那就是圆锯片相对较细，而立木整枝机则是在进行转动切割，切割的表面是圆柱形而非平面，锯片很容易被弯折，所以，圆锯片型切割机制并不适合在持续工作的整枝机上使用。链锯式的切削机构能够实现更多的切割面，更大的树枝的直径，更小的链导板，与圆弧面的锯切模式相匹配，所以，将第三方案链式锯的切削机构用作整机的工作机构，是一种较为合理的结构。2.

18、2 总体设计步骤便携式电锯的工作原理：动力源由一台直流电动机驱动，包括手提式高树枝锯的动力部件、驱动部件和运动部件；使用无级变速系统机构下降其速度，通过功率大小来改变电机的工作电源，从而控制便携式电锯的速度。其构造十分精巧，锯杆可以在任何时候更换，操作十分简便。这种便携式电动高枝锯的特点是：它的质量很轻，效率很高，而且抗干扰能力很强；使用寿命很长，而且还很节约能源；结构很简单，运转很平稳，这样就可以让锯条有节律地进行工作，给许多园林工作者带来了很大的帮助。根据传动原理用CAD画出原理图：图2.1传动原理图2.3 总体设计方案2.3.1 初选电动机直流电动机具有优良的调速特征，启动性能好，过载性

19、能强又可便捷携带，使用起来简单便捷。根据机器的使用环境以及性能要求初选电动机：表2.1电动机型号ZYT60-JB80功率电压电流转速减速比60w12v9.5A2300r/min1:52.3.2 根据电机参数选择蓄电池表2.2蓄电池型号型号额定电压长宽高重量6-FM-3.512V144mm65mm65mm2Kg2.3.3 设计传动方案蜗轮蜗杆可以实现大传动比的交错传动，而且传动稳定，振动冲击和噪音都很低，所以选择了蜗轮蜗杆机构来进行传动。2.3.4 设计外壳根据表2.3所示，可以选择长为40毫米，壁厚3.5毫米的空心钢管轴套作为防护。表2.3空心钢管的型号产品部分参数（GB/T3094-2000

20、）边长/mm壁厚/mm截面面积/cm理论重量kg/M惯性矩/cm4截面模数/cm3403.54.93.8511.165.5845.494.5614.376.8456.985.4816.567.8767.555.9315.347.675047.095.5625.5610.2258.586.7329.8111.9369.957.8133.3513.34711.218.836.2314.49812.359.738.5115.4160510.588.354.5718.19613.359.6961.8220.61714.011168.0322.68815.5512.2173.2824.43第3章 便携式

21、电锯的设计计算3.1 电动机的选择直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。它以其优良的速度调节特性，被越来越多地用于电驱动系统。按照励磁方式可将DC电动机分为三类，分别是永磁、他励和自励。其中，自励有并励，串励，复励三种。直流电动机有以下几个特点：(1)调速性能优异，速度变化幅度大，高、低速度之比值通常可以达到1：200，精密的伺服系统可以达到1：10000；并且调整性能稳定，易于操作。(2)具有优良的调速特性，变速范围大，高低转速之比一般可达1：200，高精度的随动控制可达1：10000；而且调节效果好，使用方便。(3)采用便携式或移动式储能器，以干电池为动力，既简便又省力。(4)相对于

22、异步电机，在相同功率和转速下，DC电机的尺寸更小，功率更大，效率更高。在对电机进行选择的时候，我查阅了很多的信息，目前，在市场上使用的直流式电机还不多，经过研究，我最终选定了一个具有12 V，功率为60 w，电流为9.5 A，转速为2300r/min的ZYT60-JB80型直流蓄电池电机。图3.1电动机示意图3.2 蜗轮蜗杆的设计与计算3.2.1 蜗轮蜗杆传动的特点(1)能够实现大传动比交错传动，传递动力和远动。(2)传动平稳，振动冲击和噪声均比较小。(3)因其具有自锁功能，可作为减速装置，减速传动时，齿数比u的范围为5=u=70,最常用的15=u=50。1该设计使用单级蜗杆减速器（蜗杆上置式

23、），蜗轮蜗杆选用的是普通圆柱蜗杆传动（ZA蜗杆）3.2.2 选择材料蜗轮使用的是20CrMnTi，因为想要更高的效率，更好的耐磨性，所以对蜗轮齿面进行了淬火，然后进行了精磨制和珩磨，其硬度在45-55 HRC之间。该蜗轮所采用的是一种镀锡的GCuSn12的铸锡铜，它是以砂模浇铸而成的。3.2.3 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计理念，首先根据齿面接触疲劳强度进行设计计算，然后再验算齿根疲劳强度8。由式m2d1KT2（480Z2H）2 （式3-1）（1）确定作用在蜗轮的上的扭矩T2T2=T1utanrtan(r+p)=43T1（2）确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布系数

24、K=1；根据工作类型选取使用系数KA=1.2；动载系数KV取1.05。K=KAKVK=1.211.051.25（3）确定蜗轮齿数Z2Z2=69（4）确定许用接触应力HH=ZE9400T2Kd1d22=131.5940043T11.2522.41382=143.1T1（5）计算m2d1值m2d11.2543T1（48070143.1T1）218.18因Z1=2，故从表中取模数m=2，蜗杆分度圆直径d1=22.4mm。3.2.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸（1）中心距a=d1+d22=22.4+2692=80（2）蜗杆蜗杆头数：Z=1，模数：m=2分度圆直径：d1=22.4mm，齿根圆直径df

25、1=17.6mm喉圆直径：da1=d1+2mha1=22.4+221=26.4mm齿顶高：ha1=mha1=21=2mm齿根高：hf1=mha1C=210.2=2.4mm齿高：h1=ha1+hf1=22.4=4.4mm齿宽：b1取3.28mm表3.1蜗杆参数表名称符号数值名称符号数值头数Z1模数m2齿根圆直径df117.6mm喉圆直径da126.4mm分度圆直径d122.4mm齿顶高ha12mm齿高h14.4mm齿根高hf12.4mm（3）蜗轮齿数：Z2=69分度圆直径：d2=mZ2=269=138mm喉圆直径：da2=d2+2ha2=138+21.8=141.6mm齿顶高：ha2=（da2d

26、2）/2=（141.6138）/2=1.8mm齿根高：hf2=21+0.1+0.2=3.6mm齿高：h2=ha2+hf2=1.8+3.6=5.4mm蜗轮齿根圆直径：df2=d22Hf2=138-23.6=130.8mm顶圆直径：de2da2+2m=141.6+22=145mm，取de2=144mm齿宽：b20.75da1=0.7526.4=19.8，取b2=18mm表3.2 蜗轮参数表名称符号数值名称符号数值齿数Z269模数m2分度圆直径d2138mm喉圆直径da2141.6mm齿顶高ha21.8mm齿根高hf23.6mm齿高h25.4mm齿根圆直径df2130.8mm顶圆直径de2144mm

27、齿宽b218mm由于其与蜗轮之间存在较高的滑移速率，其破坏方式以啮合、点蚀、磨损为主，极少数出现屈曲断裂。所以，在封闭型齿轮中，一般以蜗轮齿面的啮合与点蚀为依据。图3.2 蜗轮示意图3.2.5 蜗轮蜗杆受力分析电动机转矩:T1=9550Pn （作为参数） （式3-2）蜗轮转矩:T2=T1utanrtan(r+p)=43T1蜗杆圆周力（蜗轮轴向力）Ft1=Fx22T2d11 Ft1=Fx2=89.17T1蜗杆传动效率:1=tantan(+)=0.624 蜗杆轴向力（蜗轮圆周力）: Fx1=Ft12T1dm2=625.8 T1蜗杆径向力（蜗轮径向力）:Fr1=Fr2=Fx1tan=227.77T1

28、法相力:Fn=Fr1sinn=665.95T13.2.6 校核齿根弯曲疲劳强度H15000KT2m2d1Z22=150001.2543T12222.4692=150.6T1H=ZE9400T2Kd1d22=131.5940043T11.2422.41382=143.1T1由于HH，所以弯曲强度是满足的。蜗杆轴的最大挠度：y1=Ft12+Fr1248EIL3ylimE-弹性模量 E=207000N/mm2；L-蜗杆两支撑的跨距：L=（1.3-1.5）a=112mmI-I=d1464=3.1422.4264=12352mm4ylim-极限挠度调质蜗杆：ylim=0.01m;T1=9550P1n1i

29、y1=0.00214mmylim=0.01m=0.02mmy1ylim因此，该蜗轮的刚性达到了设计的要求。由这只蜗杆的最大挠度，可求出该电机的最大输出扭矩：T17.14Nm3.3 轴的设计与计算3.3.1 选择材料主轴材质是45钢，表面要使用到淬火工艺。齿轮的轴向确定方位使用套筒以及轴肩。轴的输入端直径D=200mm（毫米）。3.3.2 轴的受力分析蜗杆所在轴的受力分析：图3.3蜗杆所在轴的受力分析示意图蜗轮所在轴的受力分析：图3.4蜗轮所在轴的受力分析示意图轴承支撑反力：（1）在Xz平面上：RAx=Ft2l2la=339.6T1；RBx=Ft2RAy=286.3T1；RDz=Ft1l4lb=

30、57T1；REZ=Ft1RDz=32.17T1（2）在Yz平面上：RAy=Ft2d12+Fa2l2la=37.66T1；RBy=Fr2l1+Fa2d12la=37.64T1（3）在Xy平面上： RDy=Fa1d22Fr1l4lb=238T1；REy=Fa1d22+Fr1l3lb=465.88T1所以：（T1为参数）RA=RAX2+RAy2=339.62+37.662T1=341.68T1RB=RBx2+RBy2=286.32+37.642T1=306T1RD=RDz2+RDy2=572+2382T1=244.73T1RE=REZ2+REy2=32.172+465.882T1=469T13.3.

31、3 轴强度计算公式为：d3104M2+(T)2w1314 （式3-3）式中： M弯矩Nm T转矩Nm1314经查表为0.984支反力、弯矩图、转矩图如上图所示蜗杆所在轴的强度计算：d3104289.55+(0.6T1)13010.984=10.94T1d(17mm)蜗轮所在轴的强度计算：d310442.322+(0.6T1)13010.984=15.06T1d(35mm)其中T1=0.764Nm由于参数T1的范围是T17.14Nm，但轴强度计算可知蜗杆轴直径是17mm，蜗轮所在轴直径为35mm只使用于电动机转矩小于等于1.55Nm的场合，若需要更大的转矩，还要设计新轴。在此只设计此轴，它使用于

32、转速750r/min,功率可从60w-121w的电动机。3.3.4 轴的刚度计算在设计蜗轮蜗杆时蜗杆轴的刚度已经校核，在此只校核蜗轮所在轴的刚度。表3.3挠度与偏转角挠度y安装蜗轮的轴y=（0.02-0.05）mt偏转角 rad安装齿轮的轴 =0.001等截面轴的挠度和偏转角的计算公式：ymax=Fav123EI （式3-4）v1=b1323ab （式3-5）I=d464 （式3-6）支点A：A=Fb6EIll2b2支点B：B=Fa6EIl(l2a2)ymax=Fr22+Ft22av123EI=227.772+625.822T10.0420.2632070003.140.35464(0.042

33、+0.075)=0.02056T1y由于支点A的偏转角大于支点B的偏转角，所以由支点A的偏转角来校核支点A：A=Fb6EIll2b2=Fr22+Ft220.007562070003.140.0354640.0117(0.11720.0752)=0.00016T1(T1=0.764)A因此蜗轮所在轴刚度满足要求。3.4 轴承寿命校核3.4.1 轴承类型的选择滚动轴承是广泛使用的现代机器零件。根据轴承中摩擦性质的不同，可以把轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。与滑动轴承比较，由于滚动轴承的摩擦因数小，动力消耗少，易于启动等优点，所以滚动轴承已标准化，因此，滚动轴承的使用，只要根据轴承类型和尺寸的正确

34、选择特定的工作条件，再根据承载能力验算轴承。因为轴承需要承受较大的轴向载荷以及径向载荷，并且能够在较高转速下正常工作，因此我决定采用一对角接触球轴承。连接曲柄的轴上的角接触轴承寿命校核：已知轴上齿轮所受力有：圆周力Fte=625.8T1; 径向力Fre=227.77T1; 轴向力Fae=89.17T1齿轮转速:n=2300/min；齿轮分度圆直径:d=138mm；轴承预期寿命:Lh=1500h。3.4.2 两轴承的径向载荷Fr1和Fr2Fr1V=FreaFaed2a+b=227.77T142.2289.17T1138242.22+75.14=29.5T1Fr1v=FreFr1V=198.27T

35、1Fr1H=aa+bFte=42.22117.36625.8T1=225.13T1Fr2H=FteFr1H=625.8T1225.13T1=400.67T1Fr1=Fr1V2+Fr2H2=227T1Fr2=Fr1v2+Fr22=447T13.4.3 两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2通过对蜗轮受力分析得知产生轴向力朝向轴承2的方向，所以根据受力平衡知：Fa1=0，Fa2=Fae=89.17T13.4.4 求轴承当量动载荷P1和P2其中(e1=0.401 e2=0.422)Fa1Fr1=0e1Fa1Fr1=89.17T1447T1=0.20P1，所以按轴承2的受力大小验算：Lh=10660n(cP

36、2)=10660750(19500670.5T1)3=546632T13T1为参数其范围:0.764-7.14NmLhmin=5466307.143=1501.7Lh所以轴承满足寿命要求。如果想要提高轴承的性能以及使用寿命，轴承的滚动体与滚道就必须要有合理的空隙，否则会降低轴承的使用寿命，也会降低其工作性能。轴承使用油脂润滑。油脂润滑具有高的润滑强度，能够承载大的负载，不会有损耗，易于密封，一次加油脂能够保持很长的一段时间，适用于一些不方便频繁加入润滑剂的地方，或者是不允许润滑油损耗而导致对产品造成污染的工业机器。3.5 管螺纹管螺纹是指为实现管道连接而设计的螺丝，由于受到子壁厚限制及密封要求

37、，与紧固螺丝存在较大差异，其规格系列也跟管道规格系列相对应。目前国际上使用的管螺纹主要分为两种，一种是55度惠氏管螺纹，英国人所创，目前主要用于欧洲和英联邦各国，并已被国际标准化组织所采纳；一种是60度布氏管螺纹，主要用于美国人，主要用于北美洲和美国工业。通常使用的是55度的管螺纹，因此我选择的是55度的管螺纹。3.6 锯杆的稳定性校核杆的柔度：压杆为一端固定，另一端自由取：=2I=ia=d4=304=7.5=LI=2X1.5X1037.5=400顶杆材料：1=EP=85.9因为1，所以此杆属于细长杆计算临界力：Pc=2EIUL2=3.1422101033.146421.5103=600103

38、(N)100N所以此杆稳定性合适。3.7 链锯的结构链式锯切削机构，它适用于活动锯切，例如用于伐木的油锯和用于打枝作业的小手持式高枝锯机。锯链式的切削机构能够实现更多的切割面，更大的树枝的直径，更小的链导板，与圆弧面的锯切模式相匹配。图3.5锯头的示意图锯头的CAD图：图3.6链锯的结构23结 论通过对整体的设计计算，再加上设计完成后的实际工作效果，对电锯作出以下结论：首先，在设计之前，将手锯换为电锯，以电力为能源，将整个花园的能源消耗，降到最低。而且电机的噪声，比汽油发动机要小很多。地面的晃动，也小了很多，这对花匠们的工作，绝对是一种极大的改善。同时，整个高树枝锯齿的重量也减轻了不少，更加的

39、方便。其次，在电锯头部的选取上也有很大的进步。在此以前，绿化工程中所使用的大部分都是带齿的锯条，这种锯条不但工作效率低下，并且在使用过程中容易产生损耗，造成了较高的费用。此次设计，将常规的齿轮锯改为链条锯，不但可以提升高树枝锯的工作效率，还可以比齿轮锯更持久，可以长期连续工作，极大地满足了园艺工人的需要。但是，本次设计仍然存在着一些缺陷：在设计的过程中，存在了一些数据缺乏的问题。由于时间的限制，在传动轴的选择过程中，由于缺乏实际数据的采集和树枝直径的计算，我们只能通过阅读书籍并按照理论选择传动轴，这可能会对高枝锯的实际工作产生一定的影响，因为理论数据并不适用于所有工作。只有将理论和实践相结合，

40、才可以更完美。通过毕业设计，更加深了我对机械设计的感性认识和理性认识，也提高了我自己的动手能力，独立思考能力和解决实际问题的能力，同时也培养了我们的团队合作精神，使我们认识到和他人协作的重要，为我们将来步入社会打下了坚实的基础。这次毕业设计，使我更加清醒的意识到：学校培养我们是为让我们学以致用，将所学的知识应用于实践并将其转化为生产力。我们在工作和学习中，要不断用理论指导实践，以实践检验理论，在反复的学习与实践中不断摸索，总结经验，积累教训，从而不断提高和完善自己，并以自己的实际行动回报老师回抱社会，为祖国的建设尽上自己的一份力量。参考文献1. 濮良贵.机械设计M.高等教育出版社，2019.2

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