农用新型刀具的设计

1、农用新型刀具的设计设计的刀具为微耕机耕作农田所用的刀具。 所以首先对微耕机做出介绍， 其 通常的结构形式、 发展的历史过程以及发展趋势， 还有其性能评价体系以及各种 微型耕耘机械在不同地形状况以及不同土壤状况时的应用情况。 然后对微型耕耘 机工作原理进行介绍， 充分了解微型耕耘机工作原理之后才能对微耕机刀具结构 形式以及刀具的布置有个清楚的了解。微耕机传动方式也是其重要的组成部分， 对其研究也有重要意义。一、微耕机及其性能微耕机， 全称为微型耕耘机。 不同于大型的和中型的耕耘机械， 其结构尺寸 相对更小，同时其驱动功率通常较小，不大于 7.5KW,不管在水湿地带还是旱地 进行耕作， 应用效果都

2、比较良好。 可以对土壤进行旋耕翻土， 也可以进行碎草增 加耕地有机肥料， 在开沟起垅上的功能也很强大， 因其成本较低、 应用价值较高 而广受推崇。微耕机的旋转耕作部分是微耕机的关键所在， 动力装置通常采用柴油机， 经 济性能比较良好， 然后经过中间减速装置的减速与传动， 继而带动刀具旋转轴其 旋转。旋转耕作部分水平布置， 与耕作行进方向垂直展开。 中间刀轴上按一定规 律布置旋耕所用的刀具， 刀轴不断的旋转， 从而带动旋耕刀具不断对土壤以及杂 草等进行切割和翻覆。 整体微耕机械也在刀具对土壤进行切割时的反作用力下不 断前进，从而省却了微耕机行走的动力设置，简化了耕耘机械的结构。微耕机通常体积较小

3、、 重量较轻机动性能比较强大， 可以进入包括丘陵地带、 山区耕地以及大棚等各种耕地状况的需要。 对土壤的适应性也比较强大， 不管是 沙地作业、 一般性土壤还是硬质土壤作业都能表现良好。 操作比较方便， 代替了 传统作业的繁重和复杂。1、微耕机类别就目前来说， 我们国家生产的微耕机分为自动行走式和驱动行走式两种。 自 动行走式的行走驱动轮轴和刀具工作回转刀轴集于一体。 需要微耕机行进时， 装 上行走机轮，撤下旋转轴刀；需要微耕机进行工作时，卸下行走机轮，装上旋转 轴刀开始工作。 这种自动行走式结构比较简单， 微耕机机型比较小， 价格也相对 比较低廉， 而且能耗相对也比较低， 操作起来也比较渐变，

4、 因而这种形式的微耕 机应用较为广泛。驱动式的微型耕耘机行走轮和轴刀不共用同一轮轴， 通常情况下行走机轮在 微耕机前面， 耕作部分位于其后方靠近操作杆一端， 扬起扶手， 微耕机轴刀远离 地面，实现浅耕或者悬空状态； 压下扶手实现正常耕耘或者深耕。 一般行走轮轴 和旋转刀轴之间采用带传动或者链传动这类传动距离较大的传动形式， 不容易操 控，转弯过程也比较难以掌握等缺点，使得其应用不是很广泛。2、微耕机适用范围微耕机机型较小，使用灵巧方便，因而适用范围广泛。丘陵地带自不必说， 在山区行走比较困难的地方也能利用微耕机强大的行走和驱动能力行动自如， 地 块比较小、大型耕作机械无法进入的地方也能采用微耕

5、机进行翻覆土壤和开沟起 垅等操作，在没有耕作机械行走通道的地方也能很好地利用微耕机行走轮或是驱 动刀具来进行行走，因此适用范围极为广泛。根据其功能分类， 又可以分为单一型和多功能型。 有的微耕机性能比较单一， 在 特定方面性能良好， 但是在其他方面表现明显存在很大不足。 如有的微耕机只适 合开沟起垅，刀具的安装位置比较固定， 沟和垅随着刀具的铲土扬土规律而产生； 有的微耕机只适合在砂石较多的地带工作， 刀具柔韧性较好， 在比较松软的地带 作业反而不能发挥其功能； 有的刀具刚度较高， 刀身较为宽厚， 很适合硬质土壤 层的工作环境， 但是在植被和杂草较多的场合容易缠草， 因而只适用于杂草和植 被不

6、多的场合。多功能型的微耕机刀具可调整更换，根据多种地形和耕作环境， 满足各种耕作环境要求， 适用范围广泛， 功能强大而且多样。 现在多功能型微耕 机应用相比单一功能型微耕机更为广泛。3、微耕机工作原理微耕机的主要执行部件是其切割土壤所用到的旋耕刀具， 发动机一般为柴油 机，经济性能和动力效果较好；经过中间传动装置的减速、传动、换向之后将动 力传递给旋转刀轴部分。旋转刀轴与水平方向平行，且垂直于微耕机行进方向。 沿刀轴圆周按一定规律布置， 刀轴不断旋转带动轴刀切向土壤， 并将土壤有规律 地进行翻覆。 微耕机也在刀具和土壤相互之间力的作用下不断前进。 微耕机工作 过程中，可以通过转动扶手改变微耕机

7、行进方向， 调节档位改变微耕机刀具旋转 速度，简单易操作。二、旋耕刀具研究现状分析旋耕刀具是微耕机的执行机构、 关键的工作部位，其在柴油机的带动作用下， 经过皮带和减速机构的减速， 不断旋转， 同时对土壤进行切割。 通常能够进行翻 土、对杂草进行切割转化成有机肥料以及起垅等。 十九世纪开始， 自旋耕机被发 明和使用之后， 旋耕刀具的研究就逐渐展开并深入发展， 研究的方向主要在于节 省微耕机的功率、提高微耕机的工作效率以及功能性逐渐拓展等几个方面。旋耕刀的结构形式对其节能降耗影响比较大。国外的研究学者吉尔和亨杰 克等人设计新型结构的刀具， 其正切刃回转半径较小， 使其不与未经侧切刃耕耘 的土壤接

8、触， 从而大大节省了耕作所需要的功率消耗。 旋耕刀功率消耗主要由两 个方面组成， 即刀具对土壤进行切割过程中受到的阻力造成的功率损耗， 还有刀 具对土壤进行翻覆过程中扬起土壤对土壤的做功损耗的功率。 这两者很大程度上 取决于刀具的结构形式，因而对刀具结构形式进行研究和设计很有必要。刀具材料的研究也是对微耕机刀具研究的一个重要方面， 微耕机刀具持续对 土壤进行切割，其耐磨性显得尤为重要，不然会增大刀具更换的频率，增加经济 成本；刀具的强度自不必说，在切割和翻覆土壤过程中，尤其遇到旱地硬质土壤 或砂石较多的土壤时，刀具强度不够很容易造成刀具的折断；同时刀具的刚度也 比较重要，刀具刚度过小，过于柔软

9、，会使刀具变形严重，起不到均匀翻覆土壤 的作用。国外的克朗布朗等人通过在刀具表面喷涂耐磨材料的方法提高刀具表 面耐磨性，效果良好。旋耕刀的刃口曲线和其运动轨迹相关研究也比较丰富，吉尔和亨杰克等通过研究刀刃上任一点处的运动速度和方向来对刀刃形式进行研究。这能够判别刀具对土壤作用力的位置和方向以及对土壤的切割规律， 能对刀刃曲线的设计起到 很好的指导作用。丁为民等对刀具刀刃的滑切角进行研究， 得到动、静态滑切角 之间的相互关系，进一步指导刀刃曲线的设计。日本通过研究刀刃曲面来对耕作 效果进行对比分析。刀刃刃倾角的变化也是影响刀具受力的重要参数， 因而对刀 具曲面的研究也有重要意义。孔令德等在刀刃曲

10、面塑造上采用连续弯曲面的办法， 提高了旋耕刀具对土壤的切割作用，有利于节省功耗同时获得很好的切土效果。也有通过先建立刀具模型，然后再对其进行CAE有限元分析的办法，简单直 接地从模拟计算数据上分析不同结构刀具在切土性能和刀具可用性上的差异， 从 而对刀具结构进行优化。三、微耕机结构组成微耕机动力部分主要为柴油机，其传动部分的组成比较多样，包括带传动和 链传动组合传动的方案、带传动和蜗轮蜗杆传动配合的方案以及全齿轮传动的方 案、全部为链传动的方案等。还有行走机构，由上面分析可知不同类型的微耕机 的行走机构存在差异，一般都是通过机轮带动整个微耕机的行进，工作过程中则 分为仍然依靠机轮行进的方式和只

11、依靠刀轴整体推进的方式。切土刀具是微耕机 的执行机构，刀具结构形式的差异会对刀具切土效果、切割功率和刀具的使用寿 命，因而显得尤为重要。深度调节装置也比较重要，在土壤硬实难以切割时要适 当浅耕，以保护刀具和降低土壤切割的难度； 在比较松软的土壤中工作时可以增 大耕作深度以提高耕作效率。柴油机通常装在微耕机前端的支架之上， 远离土壤层，防止与地面以及植被的接触，并对整机提供动力1、传动系统类别微型耕耘机械的传动系统是微型耕耘机的重要组成部分。根据传动形式的差 异主要分为带传动和链传动组合传动的方案、带传动和蜗轮蜗杆传动配合的方案 以及全齿轮传动的方案、全部为链传动的方案等。1.1带传动和链传动组

12、合传动这种组合方式经济性能较好，价格比较低廉，而且能降低微耕机整体的重量。 具体传动过程是柴油机输出轴高速转动，然后通过带传动将动力传递给变速箱， 变速箱变速采用链传动方式，调整传动比以适应刀轴的转速的需要。通常来说， 其工作速度比较固定，不能够通过调整传动比的方式来调节刀轴速度。离合采用 张紧轮的方式来实现，压张紧轮，使带传动不打滑，松张紧轮，使传动断开，从 而实现离合作用。1动力机2皮帶也轮3皮带4皮带大轮5小铠轮每塞7大琏轮1.2带传动和蜗轮蜗杆传动组合此种传动方式比较新颖，应用也起步较晚。柴油机通过皮带的传动将动力传 递给变速箱，变速箱由蜗轮蜗杆传动组成，变速箱输出轴连接刀轴，带动刀轴

13、的 旋转，实现刀具对土壤的切割作用。带传动可以利用其打滑来对机体进行过载保 护，蜗轮蜗杆大的传动比利于简化传动装置，减轻机体重量。此种传动方式通常通过皮带来进行旋转方向的变化。 如下图一组皮带实现输 出轴的正转，另一组皮带实现输出轴的反转，从而实现刀轴的正转和反转。1动力tn 2输入馳3主皮带4皮帶鸵轮忌傷宿蛇？倒捋带官聖掛辑肋轮9蜗坏10赐轮 正反转的实现通过张紧轮的张紧和松弛来进行调节。同时蜗轮蜗杆还可以改 变运动传递的方向，使输出轴与电机输入轴垂直，从而改变整机布置形式。1.3全部采用齿轮的传动形式目前，这种全部采用齿轮的传动形式应用较为广泛，柴油机通过离合器连接变速机构的输入轴，变速箱

14、内通过齿轮的配合来改变传动比以及动力传递的方向。 最后输出轴通过直齿锥齿轮的配合将动力传递给刀轴使其旋转从而对土壤进行 切割。1主轴2懂掛齿轮3快慢离合羁4快自齿見5慵挡直會斟6倒捺牺7働擇变向齿轮8锻也轮齿轮1.4全部采用链条的传动形式全部采用链传动的耕种机械通常属于中耕机械， 变速箱内传动主要通过链传 动的方式，其也可以分为两个档位，类似自行车的换挡方式，对链条进行拨动来 实现。链传动的传动距离比较长，适用于中耕机械这类要求动力装置和执行刀具 之间过渡距离较长的情形。2、各传动方式对比机械传动主要有通过带轮进行传递动力的带传动、通过齿轮及其不同的配合方式 进行传递动力的齿轮传动方式、涡轮和

15、蜗杆相互配合传递不同方向动力的传动方 式以及适用于长距离动力传递的链条传动方式。各种传动方式都有其优点和不足 之处，具体如下：类型映点谨用于商軸中心頼较大的餐功；带貝村臭好的盛 性，可和护击豪牧撮做时打樋止駆牍便界部件：包第旳简单，舷本临L蛙址的外廓尺寸坟丸：需衽寰城:由十 打IV,不能毎1E囲室不嵯的皆动比；带的和 较規”f修腋序昨”齿轮愷功S用惠k和功率范圉厂 密传初比准甜定.枚率 工作可特性赢、需命直第拘事濟.冠求粧直的制造和豆婆稱斥.盍丰较哥不 适亩近拒离丙軸之何的传动*羊咙传动比壬；葩构窜秦；Tfr平穂.无曙见 冲击帳动帝n粒向力九拙金如效宰反鞘6 -劇用 責无酋腿宝豺矗羅造-.鈕肴

16、Nt孙佃能和安菠精度翼求班角中心曲粮 大时.其柞击结枸筒审t通不需3；稚真的理St力.仲屈 幵轴上的娄蓿統4傩在逅度恢侖、腿度轻大的歼境 中便用“事向岳速和科时停劲比不忌富址 書功平穗性 钦矩貝第用于平打轴何的件陆匸不宜在U 背变4t很大和氯促丘向的惜动中塚用1工作晰 有M根据微耕机的用途常常将微耕机分为单一型微耕机和多功能型微耕机。对应的传动装置也对应采取不同的传动方式。具体如下：单一型多功幣电血带梃拥蟄胶带覘怦聖全歯椅與全蜓条型ttA1、廉机竪.转远方懂M、 制造成本低廉匚九由干采用狡 带特蛊，对发动机有一室的保护 作用.1.卑用胶常件援可 缓和曲”啜收振动. 保护疑动机* 2.站梅3、丁

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18、都有其自身的优点和存在的不足， 应根据对应微耕 机的不同需要而选取不同的动力传动装置。3、旋耕采用的刀具除传动装置外，微耕机最重要的一个部位就是其执行部件也即旋耕所采用的 刀具。其结构形式和安装方式极大影响着旋耕的效率和土壤翻覆方式。3.1旋耕刀结构根据刀具结构形式的不同，旋耕刀具主要分为类似凿子形状的凿形旋耕刀、 正切刃和侧切刃相互垂直的直角刀以及刀刃呈圆弧形状的弯刀三种形式。3.1.1凿形刀凿形刀因形似凿子而命名，刀头部较尖。工作过程中刀尖部分扎入土壤内部， 然后刀身整体对土壤进行切割，由于刀尖入土截面积较小，因而入土能力和碎土 能力都较强，但是缺少对韧性植物的切割作用，容易使得杂草和植被

19、残骸等缠绕 在凿形刀具上面，影响微耕机耕作效率。同时由于凿形刀具的刀身比较窄小， 不 能很好地对土壤进行翻覆，因而通常只能在叫稀疏的田园中使用， 而且田园中杂 草和其他无用植被等不宜过多，不然就不宜选用凿形刀具对其进行耕耘。3.1.2直角刀不同于凿形刀具，依靠凿形刀的刀尖部分对土壤进行破碎， 直角刀的主要工 作部位是直角刀的两刀刃部分。通常由相互垂直的正切刀刃和侧面刀刃组成。正 切刃首先和土壤接触并对土壤进行切割，之后侧切刃再进一步对土壤进行切割。 其相比于凿形刀具，能够更好地用于首次垦荒，并且能够开垦比较硬实的土壤， 切土效果比凿形刀具略好，但也是存在容易缠草的缺陷。w3.2旋耕刀具的设计3

20、.1.3弧形刃口弯刀如图所示刃口呈弧形，而不是通常见到的直线刃口。弯刀工作刃口也分为正 切刃口部分和侧切刃口部分。在一定程度上与直角刀类似，也是侧切刃先沿微耕 机行进方向对土壤进行切割，然后正切刃沿垂直于微耕机行进的方向对土壤进行 切割、翻土。不同于直角刀之处在于其正切刃和侧切刃曲线都呈圆弧形而不是直 线形式，这能够使弯刀在切割时都先从刀根部位置开始切土切草，然后靠近刀尖部位逐渐对土壤和植被进行切割，这能将不易切割的植被沿弯刀圆弧切刃逐渐压 向未切割硬实土壤，有利于对植被的切割从而防止植被对微耕刀具的缠绕，而且切土过程中刀具受力更为均匀一致， 能够防止刀具的损坏，提高刀具寿命。在我 国得到广泛

21、使用根据上面的对比分析，发现弯刀的各方面性能都比较好，尤其在刀具受力均 匀性及其寿命方面都有比较大的优势； 而且适用范围更为广泛，不管是水田还是 旱地，不管是植被不多的田园还是杂草丛生的果园和荒地， 都能够采用此种刀具 结构。因此本次设计也选用弯刀结构形式。3.2.1弯刀刀刃的设计昭贏tj刃馆直如i0iFM百*析牯CrEWMMrrf；unAM1N选择弯刀刀刃曲线为阿基米德螺旋线，这种曲线形式的刀刃应用较为广泛， 曲线方程式如下：r=r0+K滑切角T大小根据下式得到：tan T=r/K=ro/K+ 其中r为侧切刃上某一点的半径值；ro为刀刃曲线起始点处的半径值；K为一常 数，其大小决定阿基米德螺

22、旋线螺旋的快慢程度；为极角。这种曲线的刀刃在工作时，随着极角的变化，其增大的极径大小一致，从而 能使得刀刃受力比较均匀，使刀刃工作能力更强，并且有更长的使用寿命。3.2.2弯刀正切面的设计正切面通常与微耕机前进方向有一定角度，直角刀的正切刃与前进方向呈 90,弯刀的正切刃通常与前进方向呈70左右的夹角，在切割土壤的同时能对土壤有一个垂直于正切刃方向对土壤的翻覆能力。正切刃的刃倾角也比较大， 能防止刀身与地面的刮擦减少损耗。3.3旋耕刀具的布置形式旋耕刀具的布置影响着刀具受力的均匀性， 影响着耕作土壤的翻覆形式，影 响着刀具旋转轴的运作状况，影响着耕作效果的好坏，因而显得尤为重要。总体来说，刀具

23、在旋转刀轴上的布置有以下几点基本要求：(1) 同一截面上的刀具长度要一致，这能使得刀具在回转过程中对土壤的 切割比较均匀一致，从而能实现很好的碎土质量，并且耕作后的土壤更为平整， 便于农作物的平整种植。（2）转过同一个角度时必须是同样的一把刀具切入土壤之中，这能使得整 个对土壤的切割过程比较均匀一致。 微耕机才不会随着刀具的切割做过大的起伏 和不平稳波动，不然会极大影响微耕机可操作性和耕作效果。 保持工作比较稳定， 刀具和刀轴受力也能够比较均匀一致。（3）刀具沿轴向垂直于刀轴布置，刀具之间的轴向距离控制也尤为重要， 假若刀具之间轴向距离过大， 会使微耕机产生漏耕的现象， 因而不宜选择过大的 刀

24、具间轴向距离； 同时也不能使刀具安装过于紧密， 这样会使刀具数量增加， 同 时刀具和刀具之间发生相互干涉的可能性变大， 并且可能会出现不同截面刀具对 同一区域土壤进行翻覆耕作扬土的情况发生， 这在一定程度上能使耕作效果更好， 但是会极大增加微耕机功率消耗， 经济性能较差。 所以应适当控制刀具之间轴向 距离，达到最好的耕作效果以及最佳的经济效益。（4）左右弯刀的布置应该比较对称，这样受力更为平稳，不致使刀轴一边 受力过大， 或者受力经常性产生波动， 不利于耕作的稳定， 也只有如此才能保证 微耕机行走的直线性，不然会发生跑偏的现象，不利于土壤的耕作。（5）相继入土的刀具应该相距较远，不然很容易产生

25、同时入土发生干涉的 情况，造成刀具之间的相互干涉和阻扰。 极大增大耕作阻力， 增加了耕作的功率 损耗，经济性变差。一般来说， 相邻刀具最小夹角问 5485轴向相邻的回转面的间距一般在 58mm 至 78mm 之间。从而既不导致漏耕的产生， 也不会使耕作受到阻塞无法继 续耕作。四、微耕机发展历程与发展趋势4.1 微型耕耘机发展历程十九世纪中期，类似的旋转耕耘机械已经问世。 1920 年左右，欧洲一些国 家就开始对直角刀具进行开发研究并取得一定成果。 在欧洲地区很早就得到推广 使用。 1955 年左右，微耕机就已经在匈牙利和英国等国家相继出现，因其体积 小、重量轻而且灵活轻便和操作性强， 经济适用

26、等原因迅速得到推广使用。 日本 等许多国家也相继引进这种微型耕耘机械， 初期由于各国地质状况和耕作要求等 的不同，使得微耕机的推广受到一定的迟滞， 但是随着对其研究不断加深， 适用 于各个国家当地地质状况和土壤情况的旋耕机械相继诞生， 并逐渐发展出多功能 型的微型耕耘机械，这些机械发展自原始的耕耘机械， 但是其功能更为强大多样， 能够进行各类耕地操作， 包括土壤的耕耘翻覆、 特殊植被种植时的开沟起垅、 植 被薄膜的铺设以及水田地带的平整等多种功能。早在 1988 年，意大利的某知名公司研发出的微型耕耘机械的传动装置采用 全齿轮的传动方式， 传动箱体全铝铸造而成， 这种微型耕耘机械工作过程稳定可

27、 靠，再配置马力较大的柴油动力机械，适合很多地区农耕的需要。在 2006 年左 右，斯郎龙等人专门针对果园和田园的管理，研发出一种新型的微型耕耘机械， 果园和田园通常要求更为灵巧的微型耕耘机械， 很精细地进行土壤的翻覆和杂草 的割除，因而对微型耕耘机械的设计提出更高的要求。 2009 年左右，萨哈等人 在原有微型耕耘机的基础之上， 设计出震动型的微型耕耘机械， 使得旋耕部分在 旋转的同时能够不停震动， 明显这能够对土壤的松散起到更好的作用， 但是会极 大增加功率的消耗， 得不偿失， 因而只有在特殊情况下才会使用这种微型耕耘机 械。我们国家对微型耕耘机械的研究发展比较晚。 1970 年左右，微耕

28、机逐渐出 现在中国市场， 对其研究逐渐增多， 但是时值社会变革时期， 科技的发展受到一 定的限制，因而距离推广使用还有很长的路要走。 1980 年左右，居民经济条件 逐渐好转，为微型耕耘机械的推广提供了条件。 这一时期， 模仿国外微型耕耘机 械进行研发，取得不错的经济效益。 2000 左右，微耕机发展比较迅速，各类农 用机械厂家纷纷投入微耕机的研发和生产，使其发展较为迅速。到如今，微耕机的发展已经趋于成熟稳定， 水田方面的微耕机多参考欧洲的 微型耕耘机械进行研制生产； 旋耕刀具的研究吸收日本刀具的研发技术， 后来又 逐渐发展出以田园管理和大棚耕作的微型耕耘机械，发展比较迅速。4.2 微型耕耘机

29、发展趋势微耕机发展至今， 已逐渐成熟完善。 总体来说， 我国的微型耕耘机械多是借 鉴欧洲和日本等国外经验进行设计设计和优化改造而成。 由于不同国家地理环境 不同，土壤的情况也存在很大差异， 因而照搬西方国家的经验、 完全参考国外微 型耕耘机械进行设计， 可能不能很好地适用于我国各种复杂地形以及不同土壤耕 作的需要，因而要针对性进行相关的设计，总体来说有以下几个发展趋势：（1）设计趋于人性化不同国家人身高存在一定差异， 因而设计时要结合人机工程相关原理， 根据 人的操作需要和操作习惯进行个性化设计， 或者设计成高度可调整的微型耕耘机 械，便于随个人喜好进行调整。同时进行优化设计，使操作过程更为简

30、单，降低 操作人员的劳动强度。（2）功能集成设计 单一型微型耕耘机械已经不能满足农务人员耕作需求， 往往存在多种耕作需 求，即便同一片田园，也存在除草、翻土、播种、铺设薄膜等多种耕作需求，因 而设计各种功能集成的多功能型微型耕耘机械就显得尤为重要。功能的集成主要体现在刀具的设计与排布上， 不同的刀具结构形式有不同的 耕作效果， 有的刀具适合在砂石满布的园地耕作， 有的适合比较松软的土壤进行 土壤的翻覆， 有的专门适合对杂草进行耕除。 不同的刀具排布结构形式也会极大 影响耕作效果。 有专门适合开沟起垅的刀具布置形式， 也有针对土壤翻覆的刀具 布置形式。首先要求设计或者选用比较合适的刀具结构形式，

31、 适合多种土壤多种地况的 耕作需求， 同时刀具的安装要选择可拆卸式刀具安装方式， 按照需要选用不同结 构形式的刀具安装其上，就可以实现不同的耕作需求。（3）结构的标准化 标准化的结构形式便于动力机械的安装布置， 便于减速机构的安装布置， 能 够简化设计的复杂性， 同时能够方便零部件的替换， 选用标准件即可， 而不必另 行设计和生产。 微型耕耘机械也应该有相关的设计标准和规范， 从而不必对每一 部分设计依据不明朗， 从而导致重复思考某些部件的结构和尺寸， 造成设计过程 的复杂性。五、新型微耕机刀具设计与布置首先引入微耕机整体结构形式。总体分为动力装置、前后支撑装置、执行装 置、传动装置、扶手操作

32、装置等几个部分。动力装置为柴油机，安装在微耕机前 部支撑架上，通过几条皮带在带轮的作用下将动力传递给中间减速装置。减速装置输出轴通过齿轮轴将动力传递给刀轴带动旋耕刀具的旋转。后支撑设置成可调节式，可以调整其高低位置来控制耕深。刀轴通过两侧的轴承和轴承座与左右两 侧支架相连。具体结构形式如下：1、刀具结构形式设计的刀具结构形式为弯刀形式，分左弯刀和右弯刀两种，以便于对土壤的 均匀切割，刀刃曲线形状采用阿基米德螺旋线形式， 使刀具在切割过程中，随着 刀具旋转角的变化，刀具切入土壤的深度呈线性变化，从而有利于刀具切割的稳 定性。161210弯折线一刀具折弯处半径为30mm,平滑过渡，从而在满足横向切

33、割的同时能保证刀 具强度。刀具由刀柄到刀尖逐渐变窄。刀柄处的厚度较大，主要是其距离切割土 壤的作用点较远，因而会承受较大弯矩，适当增大刀柄处的厚度能够保证刀柄处 的强度和刚度条件；刀尖附近的厚度较薄，一是因为其距离切割土壤的地方较近， 所受刀具弯曲应力相对较小，并且刀尖部分越窄，能使切割土壤的压强越大，从 而有更好的切割效果。所以刀尖部分厚度的设置要在满足刀具强度条件之下选择 更小的刀尖厚度，以达到最佳的切割效果。刀具正切刃与侧切刃呈70布置，直角刀的侧切刃和正切刃呈 90布置， 但是因其刀具较为宽厚，因而能保证刀具在切割土壤时的强度， 弯刀为保证切土 效果，设置的刀刃厚度较小，设置成适当弯曲

34、的正切刃有利于提升刀具强度，并对土壤有很好的翻覆效果，刀具正切刃与侧切刃的布置形式如上。 另外正切刃长 度大约为侧切刃长度的五分之一，即正切刃比较短小精悍，也能够通过这样来增 大刀具正切刃的刚度，保证切割过程的稳定性。左右弯刀结构形式大致相同，从刀具切割方向看，正切刃向左弯曲的即是左弯刀， 正切刃向右弯曲的即是右弯刀。同一截面上布置的左右弯刀分别切割截面左右两 侧的土壤，这样能使整体受力比较均匀2、刀具在刀轴上的布置同一截面上的刀具长度一致，这能使得刀具在回转过程中对土壤的切割比较 均匀一致，从而能实现很好的碎土质量，并且耕作后的土壤更为平整，便于农作 物的平整种植。同时切割土壤的刀具数目变化较小， 这样微耕机就不会随着刀具 的切割做过大的起伏和不平稳波动，不然会极大影响微耕机可操作性和耕作效果。 保持工作比较稳定，刀具和刀轴受力也能够比较均匀一致。刀具之间的轴向距离控制也尤为重要， 假若刀具之间轴向距离过大，会使微 耕机产生漏耕的现象，因而不宜选择过大的刀具间轴向距离；同时也不能使刀具 安装过于紧密，这样会使刀具数量增加，同时刀具和刀具之间发生相互干涉