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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。2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，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
