基于保護(hù)環(huán)境的原則，針對傳統(tǒng)挖坑機(jī)的缺點，研發(fā)了一種挖坑質(zhì)量高、速度快、安全可靠、勞動強(qiáng)度低、挖坑成本低且能適應(yīng)不同坑深要求、地形變化和土壤硬度等條件的新型挖坑機(jī)。介紹了新型挖坑機(jī)的工作原理，并運用三維軟件Pro / E 進(jìn)行了運行學(xué)分析，真實再現(xiàn)了挖坑機(jī)的工況。結(jié)果表明，新型植樹挖坑機(jī)能夠滿足工作要求。

　　引言

　　目前，國內(nèi)外挖坑機(jī)基本上采用挖頭為螺旋式、提升機(jī)構(gòu)為三點式、動力為拖拉機(jī)掛靠式的結(jié)構(gòu)。其特點是整體結(jié)構(gòu)簡單，但刀具復(fù)雜不可更換，同時挖頭產(chǎn)生不斷變化的側(cè)壓力，導(dǎo)致拖拉機(jī)的搖晃和振動，阻力增大，工作穩(wěn)定性差，使用范圍也受到很大限制。針對傳統(tǒng)挖坑機(jī)的缺點，本文研發(fā)了一種具有挖坑質(zhì)量高、速度快、安全可靠、勞動強(qiáng)度低、挖坑成本低且能適應(yīng)不同坑深要求、地形變化和土壤硬度等條件的新型挖坑機(jī)。本新型挖坑機(jī)以發(fā)動機(jī)為動力，代替了傳統(tǒng)拖拉機(jī)，從而降低了制作成本，并將原來的立體式刀盤改為平面式刀盤，減少了整機(jī)的占用空間。目前，傳統(tǒng)挖坑機(jī)的研發(fā)大部分都是通過類比或經(jīng)驗得出各個零件的尺寸，具有一定的盲目性和局限性。因此，需要引進(jìn)更為先進(jìn)、合理的設(shè)計方法，為以后挖坑機(jī)的生產(chǎn)和制造提供更加有效的參考。

　　本文采用三維仿真軟件Pro /E 建立了挖坑機(jī)的三維實體模型，真實再現(xiàn)了挖坑機(jī)的工作狀況，對挖坑機(jī)進(jìn)行了運動學(xué)分析和三維仿真。此方法對提高挖坑機(jī)的壽命、加工精度和降低成本具有重要的指導(dǎo)意義。

1、新型挖坑機(jī)的工作原理

　　新型挖坑機(jī)由動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、組合式刀盤機(jī)構(gòu)和機(jī)架等部分組成，如圖1和圖2 所示。

圖1 新型挖坑機(jī)正視圖

圖2 新型挖坑機(jī)后視圖

　　1.1、動力傳輸

　　動力選用獨立的柴油機(jī)。柴油機(jī)與離合器通過皮帶輪連接，花鍵軸帶動組合式刀盤機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，完成挖坑作業(yè)。減速器的輸出軸通過聯(lián)軸器與花鍵軸相連，帶動花鍵軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動花鍵連接套轉(zhuǎn)動。右邊是一個可以轉(zhuǎn)動但不能軸向竄動的可同花鍵連接套配合的錐齒輪。通過手柄繞固定支點轉(zhuǎn)動和限位裝置通過撥叉將花鍵連接套固定在3 個不同的位置上，來實現(xiàn)不同的進(jìn)給方式和行走方式。

　　1.2、刀盤進(jìn)給機(jī)構(gòu)

　　刀盤進(jìn)給機(jī)構(gòu)分手動進(jìn)給機(jī)構(gòu)和自動進(jìn)給機(jī)構(gòu)兩種方式: 手動進(jìn)給機(jī)構(gòu)的手輪通過驅(qū)動桿與一組錐齒輪的一個齒輪連接，經(jīng)齒輪軸連接齒輪，通過齒輪齒條帶動套筒完成縱向進(jìn)給運動; 自動進(jìn)給由傳動軸上的鏈輪帶動減速器，通過減速器的減速與換向?qū)�動力傳給齒輪軸上的齒輪，進(jìn)而驅(qū)動齒條實現(xiàn)刀盤的進(jìn)給運動。

　　1.3、行走機(jī)構(gòu)

　　新型挖坑機(jī)的行走運動可分為自動行走和人工推動行走兩種方式: 手動行走通過人力推動，將力傳給后輪和前輪，使其行走; 自動行走運動可通過手柄繞固定支點轉(zhuǎn)動和限位裝置( 撥叉) 將花鍵連接套與鏈輪配合，由傳動軸上的鏈輪帶動減速器，通過減速器的減速與換向?qū)�動力提供給另一鏈輪，帶動后輪和前輪做行走運動。

　　1.4、組合式刀盤機(jī)構(gòu)

　　組合式刀盤由缺口圓盤、定位鉆頭、主刀片和排土葉片組成，如圖3 所示。定位鉆頭固定在圓盤中心，刀盤正面分布有兩把主刀，刀盤背面分布有排土葉片。機(jī)架用于固定并支撐動力機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)。

5、結(jié)論

　　1) 三維仿真軟件Pro /E 真實再現(xiàn)了新型植樹挖坑機(jī)的工作工況。

　　2) 新型植樹挖坑機(jī)能夠滿足工作要求。