1、原始参数的拟定
在实际应用中，茶叶修剪为每分钟刀片一般往复300~500次每分钟较合理，为了计算方便，取以360次每分为条件进行设计计算。茶叶修剪机在工作过程中需要克服枝叶切断的阻力及摩擦力约F=500N,刀片行程为L=32mm。
2．电动机选择
根据条件，适合蓄电池电源，采用直流电动机，
工作机所需转速：
刀片修剪移动速度： 
计算工作机所需功率：
计算传动装置总效率：
曲柄传动效率 
齿轮传动效率 
联轴效率 
轴承效率 
所以 
电动机的输出功率：
取 
选择5D150GN-24直流电机的电机，电机功率150w，轴径10mm，额定转速n1=1800r/min,
3. 传动装置的运动和动力参数的选择和计算
3.1 总传动比和各级传动比分配：
3.2 各轴传动装置的运动和动力参数
1）高速轴：
；
；
；
2）低速轴：
；
；
；
4.齿轮传动设计
1）确定计算公式及各参数值
（1）输入功率为150W,齿轮的转速为360r/min选用直齿圆柱齿轮传动，7级精度。选择齿轮材料为45（调质），硬度为280HBS，选择齿轮齿数为
Z1=20，Z2=20i=100，
由公式：
查机械设计手册确定各计算数值
（2）试选载荷系数：Kt＝1.3
（3）计算齿轮传递的转矩：
；
（4）齿宽系数： 
；
（5）材料的弹性影响系数：
；
（6）按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限
；
（7）计算应力循环次数
；
（8）接触疲劳寿命系数
；
（9）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1.5，得：
；
2）计算
试用公式（3-1）算齿轮分度圆直径d；
；
（1）计算圆周速度V
；
（2） 计算齿宽b 
；
（3）计算齿宽与齿高之比b/h
模数 
；
齿高；
；
（5）计算载荷系数
7级精度，查得动载系数
；直齿轮，假设
。查得
。查得使用系数
，得：
；
由b/h=9.1， 
，查得
；故载荷系数
；
（6） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得：
；
（7）计算模数：
。
3）按齿根弯曲强度设计
弯曲强度设计公式为
确定公式内的各计算数值
（1）查得齿轮的弯曲疲劳强度极限
；
（2）查得弯曲疲劳寿命系数
；计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.5，得：
；
（3）计算载荷系数K
（4） 查取齿形系数
；
（5）查取应力校正系数
；
（6）计算齿轮的
，
4） 设计计算
由公式（3-6）得：
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳计算的模数，由于齿轮模数m大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数0.513，考虑到实际结构要求小齿轮轴要求轴径稍大及加工方便，要求齿轮分度圆直径比计算最小直径要稍大，因此，模数取稍大一点，圆整为标准值
.5，按接触强度算得的分度圆直径
，算出齿轮齿数
，由于为了避免根切及实际结构尺寸要稍大一点，取齿数为20，这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并适合实际结构需求。
5）几何尺寸计算
1）计算分度圆直径
；
；
2）计算中心距
3）计算齿轮宽度
B=30mm。
轴的设计
1． 确定齿轮轴最小直径
轴的扭转强度条件为：
式中： 
——扭转切应力，单位MPa；
T ——轴所受的扭距，单位N*mm；
——轴的抗扭截面系数，单位
；
n ——轴的转速，单位r/min；
P ——轴传递的功率。单位KW；
d ——计算截面处轴的直径，单位mm；
[]——许用扭转切应力，单位MPa
由上式可得轴的直径
选取轴的材料为45钢，调质处理。A0查表取112，P=0.15KW，n=1800r/min 带入得：
（1）确定齿轮轴最小直径：
d
4.77mm。
由上可以知，齿轮轴最小直径满足4.77即可，由于实际结构需要，须在轴端开一个直径为10mm的孔,以及满足安装轴承6203的要求，所以轴最小直径定为15mm。其它轴段的直径及长度如下图所示。
图4-1 齿轮轴
由于15mm远远大于4.77mm,故无须再对此轴进行其它校核计算。
2.确定轴2的尺寸
（1）确定轴2的最小直径
轴最小直径的初始值：
图3-2 轴2的尺寸及结构
由上可以知，齿轮轴最小直径满足8即可，由于实际结构需要，须在轴左端开一个直径为10mm的孔,以及满足安装轴承6203的要求，也确定轴的最小直径为15mm;
其它轴段直径及长度尺寸如上图3-2所示。
（2）轴2的校核
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取
，计算轴的应力：
——轴的计算应力，单位MPa；
M ——轴所受的弯距，单位N.mm；
T ——轴所受的扭距，单位N.mm；
W ——轴的抗弯截面系数，W=0.1d3单位。
从轴的结构图3.1可以看出，轴的危险截面是距右端21.5mm处截面为危险载面，现将计算出的截面处的
、
及
的值列出表3-1：
表3-1
|
载 荷
|
水平面H
|
垂直面V
|
|
支反力F
|
|
|
|
弯矩M
|
|
|
|
总弯矩
|
|
|
扭矩T
|
|
画出轴的载荷分析图。如图3.4：
图3.4轴的载荷分析图
图3.4中 c截面为危险截面。带入公式得：
前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查得
。因此， 
，故安全。
........
