小型挖坑机的设计
本文介绍了手提式挖坑机的相关背景、国内外研究现状、挖坑机的设计要求及其类型、工作原 理、技术性能。通过对原始数据的分析比较、方案的论证以及综合考虑，完成了手提式挖坑机的总体 设计。在此基础上对手提式挖坑机从结构原理、动力选择 、离合器的设计、螺旋钻头的设计、减速器 设计进行阐述。摆线针轮行星减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高的特 点。本设计在全面考虑多齿啮合、运转平稳、轮齿均载等运动学和动力学的要求，实现高承载能力、 高传递效率、高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造、装配和检修，设计了该具有合理 结构的摆线针轮行星减速器。
本设计建立了合理的动力分析数学模型，对摆线针轮传动中的摆线轮、转臂轴承、柱销及轴进行 准确的受力分析，并其求解。计算并校核主要件的强度及转臂轴承、各支承轴承的寿命，分析结果可 以看到，各轴承性能指标均符合要求。
利用Auto CAD软件对摆线针轮减速器各零件建立几何三维模型、摆线针轮减速器虚拟装配及工程 图生成。用本文的方法设计摆线针轮减速器，具有设计快捷、方便等特点。研究结果对提高设计的速 度、质量具有重要意义。
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1.引言：
我国的森林资源不足，森林覆盖率很低。从国家林业局公布的第六次全国森林资源调查 结果来看，目前我国森林资源现状是：林 业用地面活立木总蓄积量为 124.9 亿 m ；森林蓄 积量为 112.7 亿 m ；除台湾省外，全国人工林 面积为 46666.7 万 m3；人工林蓄积为 10.1 亿 m3。从以上调查数字可以看出，全国森林覆盖率 为 16.55%，仅相当于世界森林覆盖率 (27%) 的 61.3% ； 我 国 人 均 森 林 面 积 和 人 均 森 林 蓄 积 分 别 相 当 于 世 界 人 均 水 平 的 1/5 和 1/8，远远低于世界平均水平。我国在 “十二五”规划中，把 生态环境建设摆到了突出的战 略位置。我国三北及长江流域防护林体系建设工程、退耕还林 工程、积为 26329.5 万 hm2； 森林面积为 15894.1 万 mm2；速生丰产用材林基地建设工程等六大 林业重点工程的制定和实 施，体现了党中央、国务院对我国生态环境建设的高度重视，受到 社会各界广泛关注，农民 群众普遍欢迎。近年来，人们越来越重视身边的生态环境 ，“植树 造林，保护环境”已成为 全民参与的一项大型义务活动。然而，人工造林效率低、速度慢且 劳动强度大，而机械化造 林则是大势所趋，不仅可以提高劳动效率、减轻劳动强度，还能保 证造林质量、降低生产成 本、提高经济效益。挖坑机是一种重要的植树造林整地机械，它广泛应用于果树摘植、橡胶 定植、小树移栽、挖道施肥、埋设桩柱和炸药等作业，具有挖坑质量好、作业效率高等优 点，一般可比人工挖坑提高效率 30 倍左右，而成本只有人工挖坑的十分之一左右。使用挖坑 机可以提高造林质量，这对于解决当前造林中成活率低、保存率低和幼林生长量低的难题， 提高造林的经济效益等有重要意义。
2 方案对比与结构 2.1 国内外研究现状
2.1.1 国内研究现状 在国内悬挂式挖坑机的生产和应用较为广泛。内蒙古赤峰田丰农林机械厂、山东大丰机
械有限公司、哈尔滨林业福马机电设备公司及宁夏自治区农业机械研究所等１０余家单位进 行了研究制造和销售。该类挖坑机通常具有较大的功率，机动性较强，能挖较大和较深的
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坑，大多应用于大面积植树造林，应用围也比较广
１） 内蒙赤峰田丰农林机械厂生产的 3WH-60 型悬挂式挖坑机结构合理，使用方便灵 活，易于操作，每小时可挖 80-150 个坑，其可与多种型号 36.8KW 以上拖拉机配合使用，用 于大面积植树造林及工业挖坑，挖坑直径 250-600mm，深度 0-1200mm，适用于平原丘陵及沙 地作业。
２） 山东大丰机械厂生产的大丰王系列挖坑机 WKJ-60/70，,可与 18.4-36.8KW 的多种 拖 拉 机 配 合 使 用 挖 坑 直 径 400-800mm ， 可 根 据 用 户 要 求 特 别 制 作 深 度 650-800mm ， 转 速 248r/min，每小时可挖 60 个坑。
３） 哈尔滨林业福马机电设备公司生产的悬挂式挖坑机，可与铁牛 40.4KW 或 18.4KW 以 上 的 具 有 动 力 输 出 和 悬 挂 装 置 的 拖 拉 机 配 套 ， 挖 坑 直 径 为 250-600mm ， 挖 坑 深 度 为 0- 800mm，挖坑效率为 120 坑/h。
４） 手提式挖坑机在我国刚刚崭露头角，适用于家庭或地形复杂地区的小面积植树造 林，也可用于打桩和树木追肥挖坑，如哈尔滨林业福马机电设备公司生产的 3WS-2.8 型手提 式挖坑机，采用 051A-1 型发动机最大功率为 2.8KW 转速为 280-320r/min，挖坑尺寸坑径深 度为φ320mm-500mm，质量为 17.6kg，该机主要应用于地形复杂的山地丘陵区和沟壑区在坡 度 35 以下的荒山荒地,、次生林地以及黄土高原的沟坡进行挖坑或整地。 国内的一些林业高等院校和科研院所也对挖坑机进行了一些研究分析。关于挖坑机的论文大 约有几十篇，涉及钻头升土理论及钻头临界转速的研究、钻头螺旋面强度的分析以及螺旋升 角的选择问题，还得出了在不同条件下的挖坑机的动态力学参数，指出了钻头转矩的主要影 响因素，对挖坑机的一些结构参数的确定起到了指导作用，为国内挖坑机的优化设计提供理 了论支持。 2.2.2 国外研究现状 相比之下国外的研究状况要好一些，由日本生产的自走式高性能挖坑整地机采用柴油机
作动力，行走脚与轮胎组合，行走装置为全液压式，平时用轮胎行驶，坡地靠行走脚行走， 适用于坡度高达 56 的陡坡林地作业。作业时４只脚可上下左右移动，并能保证包括驾驶室在 内的机器上半部始终呈水平状态。该机的液压臂端部可安装液压式割灌机或挖坑机，每天可
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