摘 要

现阶段，我国林业作业作业量不断增大，人力劳动的局限性大大的限制了我们的工作效率，光靠人力劳动已经不能满足现在发展的需要了。而除草松土机作为一种新颖的、高效的林业机械，具有重量轻，操作使用方便，效率高等特点。同时，相较于人力作业，能较好的克服复杂的工作环境带来的一系列问题，大大减少了林业作业对人力的需求，提高了工作效率，在我国现阶段的林业作业的使用中是十分适合的。国外对除草松土机的研发设计很早，起点和水平都较高，现在已经有了成熟的系列化产品。相比于国外产品，我国除草松土机的工作可靠性不是很理想，性能也不高，在使用过程中的工作效率还有待提高。因此，除草松土机的研究与发展对我国林业作业具有重大的推动作用。本文主要以现有的机器作为参考，进行了方案的比较与确定，对手推式除草松土机的机架、传动部件、工作部件等进行了反求设计。主要有手推式除草松土机的构造以及工作原理。选择了发动机的型号，完成了蜗轮蜗杆传动和花键连接的设计计算以及校核工作，确保了设计的合理性与安全性。介绍了工作部件的主要组成以及定位的问题。

关键词：除草；松土；整地机械，林业机械

Design of Weeding and loosening machine

ABSTRACT

At the present stage, the amount of forestry operations in China is increasing, and the limitations of human labor greatly restrict our work efficiency. Human labor alone can no longer meet the needs of current development. As a new and efficient forestry machinery, weeding and loosening machine has the characteristics of light weight, easy operation and high efficiency. At the same time, compared with manpower operation, it can better overcome a series of problems brought by complex working environment, greatly reduce the demand for manpower in forestry operation, and improve work efficiency. It is very suitable for the use of forestry operation at the present stage in our country. Overseas research and development of weeding and loosening machine is very early, with a high starting point and level. Now there are mature series products. Compared with foreign products, the working reliability and performance of weeding and loosening machines in China are not ideal, and the working efficiency in the use process needs to be improved. Therefore, the research and development of weeding and loosening machines have a significant role in promoting forestry operations in China.This paper takes the existing machines as reference, compares and determines the schemes, and designs the frame, transmission parts and working parts of the hand-pushed weeding and loosening machine.There are mainly the structure and working principle of the manual weeding and loosening machine. The engine type was selected, and the design calculation and check of worm gear and worm drive and spline connection were completed, which ensured the rationality and safety of the design. The main components of the working parts and the problem of positioning are introduced.

Key words：Weed; Loosen soil; Soil preparation machinery;Forestry machinery

目录

1前言 1

1.1 课题研究的目的及意义 1

1.2 除草松土机的发展状况 2

1.2.1 国内外除草机械发展现状 2

1.2.2 国外除草松土机发展现状 4

1.2.3 国内除草松土机发展现状 4

1.3研究内容 5

1.4本章小结 6

2方案的比较与确定 6

2.1使用方式的比较 6

2.1.1手推式 6

2.1.2背负式 6

2.1.3结果 7

2.2动力源的比较 7

2.3传动机构的比较 7

2.4工作部件的比较 8

2.4.1刀具的比较 8

（1） 弯型刀具 8

（2） 直角刀具 9

（3）凿型刀具 9

图2.4.3凿型刀具 9

2.4.2刀片安装方法的比较 9

（1）外装法 9

（2） 内装法 10

（3） 交错安装法 10

2.4.3正、反耕的比较 11

2.5本章小结 11

3总体设计 11

3.1手推式除草松土机的构造 11

3.2手推式除草松土机的工作原理 12

3.3发动机的选择 13

3.4机架的设计 13

3.5传动部件的确定与校核 13

3.5.1蜗轮蜗杆的材料选择 14

3.5.2蜗轮蜗杆的设计参数 14

3.5.3蜗轮蜗杆受力分析 15

3.5.4齿面接触疲劳强度校核 18

3.5.5花键的规格参数 19

3.5.6花键的强度校核 19

3.6工作部件的设计 20

3.6.1刀片的设计 20

3.6.2刀轴的设计 21

3.7本章小结 21

总结与展望 22

致谢 23

参考文献 24

1前言

• 1. 课题研究的目的及意义

城市中居住着全世界50%以上的人口，预计到2030年，这个数值将上升到60%（联合国2010年，植物区将增加一个巨大的P值）。在英国，许多定居点的部分绿色植被空间覆盖了高达64%的城市（Loram Etal2007）。在新西兰，私家园林占城市总面积的22.36%（loramet al.2007matheueetal2007），城市公园占城市总面积的26%^[1]。第八次森林资源调查结果显示，目前我国人工林蓄积量为24.83亿立方米，面积6900万立方米，人工林面积居世界第一^[2]。但是，我国仍是一个缺少绿化、生态系统脆弱的国家：现阶段我国最重要的任务是推进造林绿化工作。在实际造林过程中，机械化程度不高导致了植树造林进度缓慢、效率低下。目前，对一般性土质仍采用人工整地方法，而对于土壤质量较差的地则采用机械穴状整地方法，整地后还需用客土回填的方法以加强土壤水分的保持能力^[3]。在植树造林时,应力求减少对造林地的土壤表面的人为干扰。因此迫切需要一种新型的除草松土机，可以在工作的同时减少水分的蒸发，提高了造林成活率^[4]。

我国是农、林业大国。国务院在2008年8月13日，审议和原则性地通过了《全国土地利用总体规划纲要(2006-2020年)》，纲要重申了坚守我国18亿亩耕地红线，提出到2010年和2020年，我国耕地面积应分别保持在18.2亿亩和18.1亿亩^[5]。我国精细农业的重要组成部分之一是中耕，开始主要是去除田间杂草，田间杂草分布于农田中，侵占作物的生长空间，大肆蔓延，干扰作物的生长，影响光合作用的效果的同时汲取本该属于作物的养分和水分，不仅降低了作物的产量，还降低了质量，许多研究已经表明作物的产量与杂草的竞争有关^[6]。同时，由于我国长期采用精耕细作的农业耕作方式，导致犁底层结板严重，土壤沉淀导致的土壤不透气、不蓄水等问题已经严重影响了我国农作物的增产稳产、甚至粮食安全问题也随之而来。目前，深松作业已经被农业部确定为必须尽快推广的生产技术之一^[7]。