摘 要

提高森林的覆盖率，改善生态环境，必须要大力开展植树造林。只有机械化才能最大限度地提高生产效率，降低生产的成本，实现高效造林。挖坑机就是重要的机械化造林设备之一。针对我国林区复多变的林地条件和土壤类型，研发不同类型的挖坑机。本文研究的挖坑机是主要适用于造林前的整地或挖坑，同时可用于果园、桑园、茶园、苗圃和城镇进行大树移植、路旁绿化和挖坑追肥的手推式挖坑植树机。通过设计应尽量减少机器对环境的污染、降低操作者的劳动强度以及避免对操作者的伤害，并尽量做到增加机器的设计合理性及实用性。

本文首先介绍了国内外的几种植树挖坑机，并且对这些不同形式作业的挖坑机进行了简单的分类。同时，简单讨论了挖坑机的发展前景和方向。其次提出了总体的设计目标并确定最终方案，并对各主要部件的选型作了探讨和研究，其中包括动力部分（小型汽油发动机）、传动部分即蜗轮蜗杆减速器和离心离合器、工作部分即钻头。最终采用2.2kW单缸风冷二冲程汽油发动机作为动力源；选择蜗轮蜗杆减速器，自动离心离合器作为传动系统；直立型机架，导向柱双弹簧，降低工作过程中的振动，改善了劳动条件，实现了人机和谐工作；通过更换不同直径的钻头适应不同的使用需要。手推式挖坑机优点很多，比如工作轻便，结构简单，操作方便，只需一人便可完成整个操作过程。最后本文对手推式挖坑机的各部分进行了设计计算。

关键词：挖坑机；手推式；结构设计

Hand push type digging machine

ABSTRACT

To increase the forest coverage and improve the ecological environment,we must carry out afforestation energetically.Only the mechanization further improve the productivity,lower the production cost,realize high-efficiency forestation. A earth auger is important equipment, and different kinds of earth augers are designed for the soil conditions and soil type complex.In this paper, we study hand push type digging planting machine. The digging machine is mainly suitable for tillage or digging in the afforestation of former, also can be used for orchards, mulberry fields, tea plantations and nurseries and urban to transplant trees, roadside planting and digging topdressing.Through the design of the machine,we should try to reduce the environmental pollution, reduce the labor intensity of operators,avoid damage to the operator, and try to increase the design rationality and practicability of the machine.

At the beginning of this paper,some kinds of domestic and international earth augers are introduced and some views on the development trend and prospect of earth augers are provided.Secondly ,we put forward the overall design goal and determine the final plan, and make the discussion and the research of the selection of the main components,including the power section (small gasoline engine), transmission part of the worm gear and worm reducer and centrifugal clutch, t and working parts of he drill bit.Eventually,single cylinder air-cooled two-stroke gasoline engine of 2.2 kW power was utilized as this digger’s power source; worm reducer, automatic centrifugal clutch were chosen as a drive system;erect type frame and guide pillar double spring reduced vibration in the working process,improved working conditions,realized the man-machine harmonious work;by replacing different diameter drill to meet the needs of different use.Hand push type digging machine has a lot of advantages,such as work light,simple structure,convenient operation ,only one person can complete the whole operation process.Finally,At the end of the paper, each part of the opponent push type digging machine is calculated.

Key words：Earth Auger；Hand push type；Structure design

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………………1

1.1 引言……………………………………………………………………………………………1

1.2 国内外植树挖坑机分类…………………………………………………………………………1

1.3 国内外研究现状与发展方向……………………………………………………………… 2

1.3.1 国内外对挖坑机的研究现状……………………………………………………………3

1.3.2挖坑机的发展方向……………………………………………………………………4

1.4 本文研究目的、意义及主要研究内容……………………………………………………………4

1.4.1本文研究的目的和意义………………………………………………………………4

1.4.2本文的研究内容……………………………………………………………………5

2 挖坑机的机构设计与比较选择…………………………………………………………………6

2.1 挖坑机设计的基本要求与方案选择………………………………………………………………6

2.1.1挖坑机设计的基本要求和目标……………………………………………………………6

2.1.2方案比较与选择……………………………………………………………………………6

2.2挖坑机各部分的选择…………………………………………………………………8

2.2.1驱动方案选择……………………… …………………………………………………8

2.2.2传动部分………………………………………………………………………………9

2.2.3工作部分……………………………………………………………………………………10

3 挖坑机各主要部分的理论计算…………………………………………………………………………12

3.1 工作机构的参数确定………………………………………………………………………12

3.1.1 钻头螺旋工作面的计算……………………………………………………………………12

3.1.2 刀片的设计计算………………………………… ………………………………………12

3.1.3钻尖的设计计算……………………………………………………………………14

3.1.4螺旋钻头工作转速的确定…………………………………………………………14

3.1.5 配套动力的计算……………………………………………………………………………15

3.2传动部分的理论计算……………………………………………………………………………17

3.2.1离合器…………………………………………………………………………17

3.2.2减速器…………………………………………………………………………18

3.3机架的结构设计…………………………………………………………………………20

结论…………………………………………………………………………………………21

致谢…………………………………………………………………………………22

参考文献………………………………………………………………………………………23

1 绪论

1.1 引言

第八次全国森林资源清查结果为全国森林面积2.08亿公顷，森林覆盖率21.63%，森林蓄积151.37亿立方米。人工林面积0.69亿公顷，蓄积24.83亿立方米。清查结果显示，我国森林资源进入了数量增长、质量提升的稳步发展时期。这充分表明，党中央、国务院确定的林业发展和生态建设一系列重大战略决策，实施的一系列重点林业生态工程，取得了显著成效。但是，我国森林覆盖率远低于全球31%的平均水平，人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，人均森林蓄积只有世界人均水平的1/7，森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均的状况仍未得到根本改变，人民群众期盼山更绿、水更清、环境更宜居更为迫切，造林绿化改善生态任重而道远。一是实现2020年森林增长目标任务艰巨。二是严守林业生态红线面临的压力巨大。三是加强森林经营的要求非常迫切。四是森林有效供给与日益增长的社会需求的矛盾依然突出。^[1]随着人们越来越重视身边的生态环境，对绿水青山的迫切期望，人们已自觉投入到植树造林的全民义务活动中。

因此为实现我国2020年森林覆盖率达到23%的目标，还需要做出更大的努力，首先离不开政府的支持与帮助，更重要的是要以科学技术为坚实后盾，通过先进的技术装备提高工作效率减少人力。^[1]为了适应南方地形复杂的造林环境，开发一种结构简单紧凑、操作方便、效率高的手推式挖坑机成为迫切需要。目前我国对植树挖坑机的研究已走过几十年的历程，然而现代的植树环境和生态保护对造林机械技术提出了更高的要求，为实现高效挖坑、减少污染并且与人机工程相结合，设计更省力，更实用，更安全的挖坑机还需要有进一步的研究和发展。