摘 要：微型耕耘機簡稱微耕機、田園管理機，主要用于水田作業(yè)、旱地耕整、田園管理、設(shè)施農(nóng)業(yè)等耕耘的機械產(chǎn)品，運用于山區(qū)、丘陵及平原地區(qū)。截止到2014年，微耕機的市場面臨前所未有的危機，包括微耕機市場的飽和、巨大產(chǎn)能的過剩、微耕機使用場地的耕地面積逐年減少、農(nóng)村人口城鎮(zhèn)化因素的干預(yù)等，大量銷售的模式已經(jīng)受到一定的牽制。企業(yè)紛紛探索一種走技術(shù)創(chuàng)新、驅(qū)動創(chuàng)新、改進(jìn)質(zhì)量的效益道路。

關(guān)鍵詞：微耕機；市場飽和；技術(shù)創(chuàng)新

目前，微耕機體積小，調(diào)整容易、操作簡單，底盤部分配上相應(yīng)的發(fā)動機和農(nóng)機具后即可實現(xiàn)抽水、旋耕、犁耙、開溝、起壟等功能，廣泛被應(yīng)用到大棚、果園及小田快的土地，設(shè)置被用于小型運輸?shù)?，深受廣大農(nóng)戶的歡迎。

1 微耕機的設(shè)計階段

微耕機的整體設(shè)計階段，從第一代效仿牛耕的犁耙款式開始（即機子底盤通過大輪子在水田行走時，后掛單樺犁翻土后換深耕耙的作業(yè)方式）逐步演化第二代鏈條或半齒輪傳動的旋耕款式，該款式雖然僅僅屬于單箱體且不帶有內(nèi)置左右轉(zhuǎn)向功能，因耕作體積小、重量輕、效率高、油耗低特點沒有被淘汰；農(nóng)戶對微耕機的獨立離合器控制提出了更高要求，第三代帶轉(zhuǎn)向功能全齒輪微耕機誕生了，其優(yōu)勢為消除了皮帶“被吃”的現(xiàn)狀，淘汰一批壓帶離合的控制方式微耕機，第四代前旋后驅(qū)或者前驅(qū)后旋微耕機誕生在一定程度上提高了微耕機的驅(qū)動技術(shù)水平，其設(shè)計理念為在原有微耕機一個箱體需要承擔(dān)旋耕兼行走不穩(wěn)定缺席上將兩者功能分別運用在不同的箱體上得到釋放，旋耕專一由前旋耕箱擔(dān)任，行走功能留給后變速箱，在山區(qū)坡地上猶豫一輛微型“四輪”車子一般通過獨立離合控制提高陡坡的安全系數(shù)，從而真正意義上解放用戶的勞動力。以上每個階段微耕機都只能實現(xiàn)單一旋耕和犁耙的方式，卻沒有在配件的資源上進(jìn)行整合，對此，桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院工程教師張文源作為校企特派員，與廣西陸川縣永發(fā)機械有限公司技術(shù)員開展研發(fā)合作（廣西陸川永發(fā)機械為星火技術(shù)型企業(yè)專門從事農(nóng)業(yè)機械化研究開發(fā)30年），通過校企合作，走訪廣西、廣東、云南、海南、江西等多個地方測試研究，根據(jù)農(nóng)戶的使用需求研制一種既可以旋耕、也可以犁耙的多功能互換性前旋后驅(qū)四驅(qū)雙箱體微耕機，其型號為1WGQ4型，目前逐步完善其外觀設(shè)計及功能使用。

2 旋耕和犁耙模式的對比

2.1 旋耕和犁耙作業(yè)的基本形式

微耕機的工作方式分旋耕和犁耙式（傳統(tǒng)犁耙款被稱為耕整機），各具備優(yōu)勢，旋耕耕作效率高，適用于水田、菜地和果園作業(yè)，機身距離地面高度僅僅在10-15公分的范圍；遇到深耕項目時采用犁耙的作業(yè)方式更為理想，傳統(tǒng)犁耙的設(shè)計就是從牛耕時代開始不斷的改進(jìn)出來，機身底部距離地面高度在25-30公分，便于懸掛大號單樺犁，當(dāng)大號單樺犁將25-30公分的泥土深挖起來后，掛犁的部位即便更換成深耕耙做作業(yè)平整，此項深耕高度參數(shù)遙遙領(lǐng)先與旋耕作業(yè)的深度參數(shù)，其缺點為耕作效率相對低，耗油偏大，不適宜用于大面積耕作要求。

2.2 旋耕和犁耙傳動結(jié)構(gòu)的比較

以同一款帶左右轉(zhuǎn)向功能的底盤配置旋耕刀旋耕作業(yè)和配置高防滑輪行走牽引犁耙作業(yè)的方式，其變速箱齒輪僅更換一個齒數(shù)不同的齒輪配件后所產(chǎn)生傳動系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)傳動比截然不同，如祥樂牌1WG4-1旋耕款式微耕機和1Z-41型號犁耙款式耕整機，在底盤變速箱主驅(qū)動齒輪更換后，差速比形成較大變化（見附圖）。

上圖對比中我們發(fā)現(xiàn)，同樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，僅僅在Z6齒輪上做改變，傳動比會發(fā)生較大變化，旋耕款的Z6齒輪齒數(shù)為36，犁耙款Z6齒輪齒數(shù)為21，根據(jù)計算，傳動比越大，行走速度越慢，反之越小。

3 旋耕兼犁耙設(shè)計思路的導(dǎo)入

3.1 外觀裝配原理

按照類似1Z-41犁耙耕作外觀設(shè)計原理，前旋后驅(qū)的微耕機變速箱可以保留犁耙變速箱原有的齒輪結(jié)構(gòu)，且外觀配件的輪子、牽引架等要求結(jié)合犁耙結(jié)構(gòu)的思路進(jìn)行微調(diào)，保留行走模式，輪子之間的距離不低于80公分，確保前后農(nóng)具之間不形成干涉。

3.2 內(nèi)部裝配要求

設(shè)計后變速箱中注意類似Z6部位的齒輪數(shù)保留不低于35齒的要求，提高差數(shù)比，而前旋部位考慮蝸桿傳動的原理，在后變速箱Ⅱ傳動中添加蝸桿傳動的齒輪，形成與前旋耕箱蝸桿齒輪箱匹配的45度斜齒傳動的模式，內(nèi)部添加撥叉調(diào)整的功能，形成前后箱體獨立控制的效果。前旋耕箱設(shè)置蝸桿齒輪不低于2組，斜齒數(shù)量在25齒左右，提高旋轉(zhuǎn)速度，將45度的應(yīng)力最大化提供給旋耕主驅(qū)動軸。

3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)定位

按以上結(jié)構(gòu)設(shè)計，1WGQ4前旋后驅(qū)微耕機的設(shè)計思路到結(jié)構(gòu)成型可控制在長1.75M×1.00M×1.10M 的外形尺度，后變速箱輪距在80CM以上，保留犁耙行走穩(wěn)定性要求，內(nèi)置壓緊彈簧卡位，實現(xiàn)左右把手拉進(jìn)轉(zhuǎn)向的功能；當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在3000r時，皮帶輪輸送到變速箱的變速提高前蝸桿傳動的轉(zhuǎn)速，從而形成正常350r/min的工作性能，形成旋耕的效果。這樣一種即可旋耕又可以的犁耙工作模式的前后驅(qū)動四驅(qū)微耕機的設(shè)計方案即可實現(xiàn)。

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