摘要：为解决现有机械在果树行间绿肥碎草难度大、成 本 高、效 率 低 等 问 题，研究设计一种果树行间小型绿肥碎草机械。 该机具能够一次完成碎草、抛撒和镇压等多项作业功能，通过拖拉机提供动力来源，主要由悬挂架、变速箱、碎草盘、机架、 限高轮等组成。利用 Ａｎｓｙｓ软件对机械关键部件进行仿真分析，经分析得出选材强度满足使用要求。依据秸秆还田机作 业国家标准开展田间试验，结果表明，样机作业幅宽为１４９０ｍｍ，粉碎长度合格率为９３．５６％（以合格粉碎长度＜１００ｍｍ 为标准）、９７．２３％（以合格粉碎长度＜１５０ｍｍ 为标准）、抛撒不均匀率为８％，符合秸秆还田机农业行业标准。研 究 结 果 可为北方旱地果园行间机械化碎草提供参考依据，对于降低果农劳动强度和促进果品提质增效具有重要的现实意义。 

关键词：果园；绿肥；碎草机；碎草圆盘；悬挂架

０ 引言

果园行间种植绿肥是现代化果园管理和种植的一 种先进方式，这种管理模式不仅是现代生态农业建设、 现代生态文明建设的重要组成部分，也是 现 代 果 园 种 植模式的主要特征之一［１］。绿肥对土壤有较大的改良 效果，国内外对此均有相关研究［２４］。果树行间种植绿 肥不仅可以改善果园土层的物理化学性质、提 供 营 养 物质、保水保肥，还可减少虫害危害、抑制杂草生长、促 进果园生态环境的良性改良，为果树成长 提 供 良 好 的 生存条件［５９］。但在果园行间绿肥种植及管理模式中， 由于受到不同地形以及种植模式的限制，导 致 绿 肥 配 套机械化方面发展较为迟缓。随着现代林果业生产机 械化技术发展和对机械装备的需要，果园 管 理 机 械 化 模式是现代化果园产业发展的必然要求。 绿肥技 术 在１９世 纪 中 叶 由 美 国 率 先 提 出，到２０ 世纪４０年代快速推广到世界范围内［１０１１］。与 之 相 匹 配的机 械 管 理 机 具 及 技 术 也 得 到了长足的发展。 ＣＬＡＳＳ及约翰迪尔等机械在此方面相对较为成熟，机 具能够一次性完成收获、切碎、抛送和装车等多项工作 内容［１２］。相较于国外，国内绿肥发展较为迟缓。２０世 纪８０年 代 初，才在沿海地区果园引进该技术进行应 用。与此同时，符合我国林果种植 模 式 的 配 套 绿 肥 管 理机械发展更显滞后。 近年来，在国家政策引导和国内学者的研究基础 上，取得了一定 成 果。王 兴 波 等［１３］设 计 的 ＰＤＧ－９１０ 手扶式割草机，在机械作业工作时仍需要人工操作，作 业劳动强度大且费时费力，远不能满足目 前 现 代 标 准 化果园的绿肥管理种植要求。王鹏飞等针对果园复杂 的地形和草量过多的问题研究设计了一款适合果园自 走式的割草机。该割草机械可以有效地提高效率、减 少劳 动 成 本，但 适 用 性 差、通 过 性 差 满 足 不 了 种 植 需 求。王志强等［１４］针对果树行间设计一种碎草机，该机 械碎草效果良好，碎草均匀性强，但 工 作 幅 宽 较 小，限 制了机具的工作效率，以及未考虑农机农艺的要求，且 无法适应于新疆果园绿肥种植模式下使用。

针对目前现状，以上机具在一定程度上可满足果 树行间绿肥碎草的基本需求，但针对新疆 果 园 行 间 绿 肥粉碎的农艺需求和长远发展，尚有较大的发展空间。 因此，基于新疆果树行间绿肥种植模式的需求，解决果 园行间碎草的诸多要求及发展，降低果农劳动强度，提 高果园碎草质量，研究设计了一种适用于 果 园 行 间 的 绿肥碎草机，并对整机结构与工作原理进 行 了 介 绍 以 及对关键零部件仿真优化，最后进行了田间试验测试。

１ 整机结构与工作原理 

１．１ 整机结构

绿肥碎草机主要由悬挂架、碎草盘、碎草刀、机架、 限高轮等 组 成［１５］，其 结 构 示 意 图 如 图１所 示。其 中： 壳体和下护板为焊接件，焊接于机架下端，挡草链位于 该机具前部，动力由万向联轴器将拖拉机 尾 部 的 动 力 输入到碎草机的变速箱内，通过传动机构 将 动 力 最 终 传递至碎草盘上，两碎草盘一个顺时针旋转、一个逆时 针旋转，带动其上间隔排列的碎草刀进行 有 效 的 碎 草 作业，碎后的绿肥作物均匀抛撒至地面，机具由拖拉机 液压系统和后部的限高轮共同决定绿肥作物粉碎后的 留茬高度。

１．２ 工作原理

该碎草机作业时通过拖拉机带动机具向前进行碎 草作业，其动力传动路线如图２所示。

碎草机的动力由万向联轴器将拖拉机的动力传递 至碎草机上，碎草机将动力由输入轴经变 速 箱 内 的 输 入齿轮和换向齿轮实现动力换向和增速，换 向 齿 轮 带 动传动轴再将动力由碎草锥齿轮传递至 碎 草 轴 上，同 时实现二次增速，进而实现碎草盘的高速转动，最终通 过碎草盘上下排列的碎草刀片将绿肥作物进行切断。 机具内部在压力的作用下，将切断的绿肥作物，在机具 内部经过碎草刀多次冲击、打断、粉 碎，最 后 粉 碎 成 段 的绿肥作物均匀平铺在果树行间，并通过 限 高 轮 碾 压 使其和土 壤 充 分 接 触，加 快 粉 碎 后 的 绿 肥 茎 秆 腐 解 速度。 １．３ 技术参数 在充分结合新疆果园种植模式和实际作业需求 后，研究设计了果园碎草机。该机 具 具 备 良 好 的 通 过 性、结构紧凑、转弯半径小、操作维护简便等特点，其主 要技术参数如表１所示。 表１ 样机技术参数 Ｔａｂ．１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｒｏｔｏｔｙｐｅ 参数 数值 整机尺寸（长×宽×高） ／（ｍｍ×ｍｍ×ｍｍ） １６５０×１０５０×８００ 配套动力／ｋＷ １８～３５ 碎草刀转速／（ｒ·ｍｉｎ－１） ０～２０００ 作业幅宽／ｍｍ １５００ 质量／ｋｇ ２１０ 作业速度／（ｋｍ·ｈ－１） １～６ 

２ 关键部件设计 

２．１ 悬挂架设计

为提高碎草机的通用 性 和 利 用 率，果 园 作 业 机 械 通常以悬挂式连接方式与拖拉机配套使用。随着我国 农业机械化事业迅速发展，碎草机在林果 业 等 领 域 得 到了广泛的应用。悬挂架是碎草机的重要部件之一， 其性能直接影响碎草机的性能和寿命，碎 草 机 通 过 悬 挂架与拖拉机配套使用，悬挂架是碎草机的固定基础、 承载着碎草机 变 速 箱 及 机 架 等 附 件 的 重 量［１６］。悬 挂 架结构如图３所示，其主要由上、下悬挂点以及悬挂支 架等组成；工作时，悬挂架上悬挂点和拖拉机中央拉杆 连接，下悬挂点和拖拉机三点悬挂下摆臂连接使用。

２．２ 碎草圆盘机构设计

碎草圆盘机构在本机中的作用主要是实现碎草作 业，在拖拉机动力带动下实现碎草盘和碎 草 刀 的 高 速 旋转，进而利用碎草刀刃口和高速旋转带 来 的 动 能 对 绿肥作物进行“砍劈”式粉碎，最终得到较好的粉 碎 质 量，促进绿肥茎秆的分解和利用。碎草圆盘机构主要 由碎草盘、碎草刀、间隔套等组成，其结构示意图如图 ４所示。工作时，碎草盘通过拖拉机三点悬挂和限高 轮的共同作用实现定高，正常工作时碎草 盘 距 离 地 面 ５～２０ｃｍ，留茬高度不低于５ｃｍ 是为了更好地保护绿 肥作物的根茎，使其能够再次生长，进而实现一次播种 多次粉碎利用的效果。工作过程 中，通过万向联轴器 将动力由拖拉机后输出轴传递至碎草机，再 由 碎 草 机 动力机构通过齿轮传动将动力传递至碎草盘，进 而 带 动碎草刀实现高速旋转，最终实现绿肥作 物 的 茎 秆 粉 碎工作。

２．２．１ 碎草圆盘结构参数

通过二、三维绘图软件对碎草圆盘机构进行绘制， 其结构参数如图５所示。

其中碎草螺栓总长１０７ｍｍ，顶部通过槽型螺母和 开口销配合防 止 松 动 造 成 碎 草 刀 掉 落 等 问 题，４片 碎 草刀尺寸（长×宽×高）均为９０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ， 碎草刀刃口角度为３０°，４片 碎 草 刀 间 隔 均 为２２ｍｍ。 工作时利用高速旋转使碎草刀具有较大的动能和线速 度，进而对处于不同生长时期的绿肥作物茎秆进行“砍劈”式粉碎，结合绿肥作物茎秆鲜嫩多汁 的 特 性，采 用 较小的间隔排列，已达到较好的粉碎效果，粉碎后茎秆 裸露面积大，使其能够充分和空气及土壤接触，加速茎 秆分解和肥效转化利用。

２．２．２ 其中碎草螺栓总长１０７ｍｍ，顶部通过槽型螺母和 开口销配合防 止 松 动 造 成 碎 草 刀 掉 落 等 问 题，４片 碎 草刀尺寸（长×宽×高）均为９０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ， 碎草刀刃口角度为３０°，４片 碎 草 刀 间 隔 均 为２２ｍｍ。 工作时利用高速旋转使碎草刀具有较大的动能和线速 度，进而对处于不同生长时期的绿肥作物茎秆进行“砍 碎草圆盘机构运动分析 １）碎草刀 运 动 方 程。机 具 作 业 时 碎 草 刀 的 绝 对 运动为圆周运动（碎草刀通过碎草螺栓和碎草盘链接， 进而由碎草轴转动形成圆周运动）和直线运动（机具向 前作业时形成的直线运动）的合成，即刀片上任意点的 运动轨迹为一条有规律的曲线（摆线）［１７１９］。以碎草轴 初始旋转中心为坐标系原点，机具前进方向为ｘ 轴，水 平面与ｘ轴垂直为ｙ 轴；当碎草刀转动半径为Ｒ，旋转 角速度为ω，机具前进速度为ｖｍ；建立碎草刀运动图， 如图６所示

开始时碎草刀与ｘ轴重合，ｔ时刻碎草刀端点的坐 标方程 ｘ ＝Ｒｃｏｓωｔ＋ｖｍｔ ｙ＝Ｒｓｉｎω ｛ ｔ （１） 碎草刀端点在ｘ轴与ｙ 轴方向的分速度 ｖｘ ＝ｘ／ｔ＝ｖｍ －Ｒωｓｉｎωｔ ｖｙ ＝ｙ／ｔ＝Ｒωｃｏｓω ｛ ｔ （２） 碎草刀端点绝对运动速度 ｖＡ ＝ ｖ２ ｘ ＋ｖ２ 槡 ｙ ＝ 槡ｖ２ ｍ ＋Ｒ２ ω２ －２ｖｍＲωｓｉｎωｔ （３） ２）机具不 漏 割 条 件。通 过 研 究 碎 草 方 面 相 关 资 料显示，机具在旋转式无支承切割时刀片刃口最小极 限速度为 ３０ ｍ／ｓ，机具切割速度应大于最小极限速 度，一般情况下刀片端点速度 为５０～９０ｍ／ｓ［２０］，机 具 圆盘转速 ｎ＝３０（ｖＡ ＋ｖｍ） πｒ （４） 其中：ｒ＝２ Ｄ －ｈ ，ｈ＝ πＤｖｍ ｍｖＡ 。 式中：Ｄ———碎草刀盘直径，ｍ；ｈ———碎草刀刃口长度，ｍ； ｍ———碎草刀片数，ｍ＝２。 不漏割条件 ｖＡ ｖｍ ≥２πｒ ｍｈ （５） ３ 仿真分析 ３．１ 悬挂架有限元仿真分析 

３．１．１ 悬挂架模型的导入 

通过三维 绘 图 软 件 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ将 建 好 的 悬 挂 架 的三维模型保存为．ｘ＿ｔ格 式，然 后 导 入 ＡＮＳＹＳ１５版 本进行仿真分析。 ３．１．２ 属性的定义 在 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ材料库中，会提供许多经常使用的 工程材料，同时也可以根据自己的材料属 性 自 行 设 计 所需要的材料属性，常用的材料属性的定义主要包括 弹性模量、泊松比、屈服强度、及密度等，本文选用材料 的属性如表２所示

３．１．３ 网格划分 网格划分是在有限元仿真分析过程不可缺少的部 分，网格划分的精确程度可以决定仿真分 析 结 果 的 精 度。在本文软件仿真分析过程中，对网格划分控制网 格大小为１０ｍｍ，悬挂架的网格划分图如图７所示。

３．１．４ 施加约束和荷载 

对悬挂架进行有限元静力学分析是为了减少在机 具作业时，悬挂架因受力产生断裂和变形，从而影响机 具稳定性，悬挂架的荷载划分已确定主要受３个 荷 载 力，约束部分在悬挂点所受到的荷载力主 要 包 括 镇 压 辊的质量及拉力、齿轮箱动力部件及切割 装 置 等 部 件 的重力。

３．１．５ 仿真分析结果 

通过图８所示的悬挂 架 位 移 变 形 云 图 可 知，悬 挂 架的最大位移变形量为０．１９２ｍｍ，且最大位移变形发 生端主要是下端的两个悬挂点。这是因为主悬挂点有 固定支撑从而增加受力减少了位移变形，而 下 端 两 个 悬挂点无固定支撑从而容易变形且两个悬挂点向内位 移变形，因为在实际的样机工作中此位移变形量很小 可以忽略对样机的危害。

通过图９的悬挂架弹 性 变 形 云 图 可 知，悬 挂 架 的 最大等效弹性 变 形 量 为４．３７×１０－５且最大变形量主 要发生在第一悬挂点的横梁端，并且悬挂 架 等 效 弹 性 变形范围为１．０５×１０－７～４．３７×１０－５。

通过图１０所示的悬挂架应力变形云图可知，悬挂 架最大应力变形主要发生在第一悬挂点的横梁端点且 最大应力变形值为８．７１８２ＭＰａ，其值远小于 Ｑ２３５钢 材的许用应 力 值（２３５ ＭＰａ）。因 此，基于上述分析结 果可知，本设计选材合理，满足应 力 强 度 要 求，可 达 到 使用需求。

３．２ 碎草圆盘机构模态分析 

３．２．１ 模型的建立及材料属性确定

按照悬挂架的保存形式对圆盘刀具进行 ＡＮＳＹＳ 软件识别格式保存，使用的材料的属性同为 Ｑ２３５钢， 因此材料属性定义同表２所示的材料属性。 ３．２．２ 网格划分 将上述的格式，打开 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ，选择 Ｍｏｄａｌ进 行 导入，同时进行网格划分，碎草圆盘机构有限元模态分 析网格划分模型图如图１１所示，其中总共含有１３２６１ 个单元格，６５９７个节点。３．２．３ 模态仿真结果分析 

通过碎草圆盘机构的模态分析云图（图１２）可知， 在第一阶模态时，主要变形端在刀片周围，并且变形量 最大的刀片是碎草盘最远端的第三和第六片碎草刀， 因为最远端的刀片固定支撑少，受力相同 的 情 况 下 容 易变形，同时刀片会沿着固定轴端向内发生小变形；在 第二阶模态时，第三刀片和第六刀片沿着 碎 草 盘 半 径 方向向外有明显的变形；在第三阶模态时，碎草盘和碎 草刀发生上下方向的扭曲变形，且第六刀片变形突出； 第四阶模态时，第六刀片沿着轴向里向外 发 生 大 幅 度 变形；在第五阶模态时，第三刀片沿着固定轴向里向外 大幅度的变形，而第六刀片小幅度变形。　

在第六阶模态时，第三刀片和第六刀片及碎草盘 发生大幅度的上下方向扭曲变形。由表３可得出碎草 圆盘机构的固有频率的范围在１７２．７２～３４４．９０ Ｈｚ， 碎草圆盘机构在工作中最大转速小于４０００ｒ／ｍｉｎ，小于圆盘刀具的第一阶的固有频率，因此可 知 不 会 产 生 共振［２１-２２］。

３ 田间试验与分析

３．１ 试验条件

田间试验主要考核绿 肥 碎 草 机 的 作 业 质 量，为 标 定最优作 业 参 数 和 后 期 优 化 改 进 提 供 依 据，机 具 于 ２０２０年６月１０日在新疆阿拉尔市九团二营现代有机 苹果园技术集成与示范基地内进行，碎草 对 象 为 生 长 ６０ｄ左右的 绿 肥 作 物（油 菜、燕 麦），配 套 动 力 为 东 风 ＤＦ４０４－１５拖拉机，其标定功率为２９．４ｋＷ，作业速度 为４～８ｋｍ／ｈ，田间试验如图１３所示。

３．２ 试验方法 

试验主要参照《ＧＢ／Ｔ２４６７５．６—２００９保护性耕作 机械 秸秆粉碎还田机》《ＮＹ／Ｔ５００—２０１５秸秆粉碎还 田机 作业质 量》和《ＤＢ１３／Ｔ１０４５—２００９机 械 化 秸 秆 粉碎 还 田 技 术 规 程》等 标 准 方 法 进 行 田 间 性 能 试 验［２３］。试验对象油菜、燕麦平均株高５５ｃｍ、４３ｃｍ；油 菜、燕麦茎 秆 平 均 含 水 率 为 ８７％、７９％。碎 草 作 业 完 成后，按照《ＮＹ／Ｔ５００—２０１５秸秆粉碎还田机 作业 质量》标准对碎草机作业性能进行测定，计算机具作业 后的 粉 碎 长 度 合 格 率、残 茬 高 度、抛 撒 不 均 匀 率 等 指 标。同时使用游标卡尺、卷尺、土壤坚实度测定仪等测 量试验地块的试 验条件，测 量 试 验 所 需 仪 器 如 表 ４ 所示。

３．３ 试验测定 

试验以机具一个作业幅宽和果园长度（１．５ ｍ× １５０ｍ）为一 个 作 业 区，共 进 行 了１６个测区的验证试 验。每个测区采用五点法选择５个测点，每个测点（测 点为１ｍ×１ｍ 的正方形）捡拾所有秸秆称重，从中挑 出粉碎长度不合格的秸秆（秸秆的切碎长度不包括其 两端的韧皮纤维）称其质量。粉碎长度合格率按式（６） 计算。 Ｆｈ ＝ ∑ ｍｚ －ｍｂ ｍ （ ） ｚ ５ ×１００％ （６） 式中：Ｆｈ———粉碎长度合格率，％； ｍｚ———每个测点秸秆质量，ｇ； ｍｂ———每个测点中粉碎长度不符合规定要求的 秸秆质量，ｇ。 每个测点在一个机具作业幅宽左、中、右上随机各 测取３株（丛）根卷，其平均值为该测点的残茬高度，求 ５个测点的平均值为该测区的残茬高度。抛撒不均匀 率的测定和秸秆粉碎长度合格率的测定 同 时 进 行，每 个测区内按幅宽方向等间距三等分，分别 称 其 秸 秆 质 量。按式（７）、式（８）计算。 ｍ ＝ ｍｚ ３ （７） Ｆｂ ＝ ｍｍａｘ －ｍｍｉｎ ｍ ×１００％ （８） 式中：ｍ———测区内各测点秸秆平均质量，ｇ； Ｆｂ———抛撒不均匀率，％； ｍｍａｘ———测区内测点秸秆质量最大值，ｇ； ｍｍｉｎ———测区内测点秸秆质量最小值，ｇ。 ３．４ 试验结果及分析 利用上述测试计算方 法，分 别 以 每 个 测 区 的５个 测点平均值为测试结果，按照国家标准和相关技术要 求对机具进行实地性能测试，试验测试结 果 如 表５所 示。由表５可知，粉碎长度以１００ｍｍ 为标准时，绿肥 茎秆粉碎长度合格率平均值为９３．５６％；粉 碎 长 度 以 １５０ｍｍ 为标准时，绿肥茎秆粉碎长度合格率平均值为９７．２３％。以上试验统计结果均高于国家标准关于秸 秆粉碎长度合格率≥８５％的要求。该机具各项技术性 能指标均达到设计要求和有关标准要求，机 具 在 果 园 行间试验整体作业效果良好，完成了各项 预 期 工 作 内 容，且该机具操作方便，作业性能稳定。　

通过观察试验过程，可发现碎草机在 果 园 具 有 较 好的适应性，可通过拖拉机行进速度、碎草机输入转速 以及留茬高度等参数控制试验结果。在果园绿肥粉碎 过程中，绿肥作物粉碎长度一致、粉 碎 后 分 布 均 匀，果 园行间绿肥碎草机能够满足果园行间绿肥粉碎的作业 需求。

４ 结论

１）设计的果园行间碎草机，详细介绍了整机结构 与工作原理以及关键部件的设计与仿真。机具通过变 速箱、碎草刀及限高轮等部件，能 够 一 次 性 完 成 碎 草、 抛撒及镇压还田等多项作业功能，为绿肥 作 物 有 效 分 解提供了良好条件，从而促进了绿肥作物对果园果树 所需养分的有效补充。 

２）通过 ＡＮＳＹＳ仿真软件对关键部件进行仿真分 析得出悬挂架的最大位移变形量为０．１９２ｍｍ，对于农 用机械可忽 略；悬 挂 架 等 效 弹 性 变 形 范 围 为 １．０５× １０－７～４．３７×１０－５，最大应力变形值为８．７１８ ＭＰａ远 小于选材 屈 服 强 度；圆 盘 刀 具 的 固 有 频 率 的 范 围 在 １７２．７２～３４４．９０Ｈｚ，而圆盘刀具的最大转速不在其范 围内，因此不会产生共振，可知选材和设计合理。 

３）通过田间试验可知机具对绿肥茎秆粉碎长度 合格率达到９３．５６％（以合格粉碎长度＜１００ｍｍ 为标 准）、９７．２３％（以合格粉碎长度＜１５０ｍｍ 为标准），抛 撒不均匀率为８％；样机各项作业指标均达到了设计 和相关农业行业标准要求，作业性能良好。

４）果园行间碎草机适用于新疆旱地果园行间机 械化粉碎绿肥作物，为北方果园行间机械化粉碎绿肥 作物的技术和应用推广提供了机具保障，也 为 果 园 土 壤增加养分、果品提质增效、减轻果农劳动强度提供了技术支撑。［１］王 艳 廷，冀 晓 昊，吴 玉 森，等．我国果园生草的研 究 进 展［Ｊ］．应用生态学报，２０１５，２６（６）：１８９２－１９００． ＷａｎｇＹａｎｔｉｎｇ，ＪｉＸｉａｏｈａｏ，Ｗｕ Ｙｕｓｅｎ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｃｏｖｅｒｃｒｏｐｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅｏｒｃｈａｒｄ ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２０１５，２６（６）：１８９２－１９００． ［２］Ｐｉｏｔｒｏｗｓｋａ－ＤｕｇｏｓｚＡ，ＷｉｌｃｚｅｗｓｋｉＥ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｉｅｌｄｐｅａ （ＰｉｓｕｍｓａｔｉｖｕｍＬ．）ａｓｃａｔｃｈｃｒｏｐｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｆｏｒｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅ ｏｎｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄＰ－ｃｙｃｌｉｎｇｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２０，６６（５４）：１５７０－１５８２． ［３］ＢａｇｈａｉｅＡ Ｈ，ＡｇｈｉｌｉｚｅｆｒｅｅｉＡ．Ｉｒｏｎｅｎｒｉｃｈｅｄｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅ ｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｗｈｅａｔＦｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＰｂ－ｐｏｌｌｕｔｅｄｓｏｉｌｉｎ ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆＰｉｒｉｆｏｒｍｏｓｐｏｒａｉｎｄｉｃａ（Ｐ．ｉｎｄｉｃａ）［Ｊ］．Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ：Ａｎ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌ， ２０２０，２９（４０）：１－２３． ［４］ Ｗａｔｔｈｉｅｒ，Ａｎｔｏｎｉｏ Ｐ，Ｇｏｍｅｓ，ｅｔａｌ．Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｓｓ：Ｌｅｇｕｍｅｒａｔｉｏｓ ［Ｊ］． ＡｒｃｈｉｖｅｓｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２０，６６（７）： ９１３－９２４． ［５］朱亚琼，简大为，郑伟，等．不同种植模式下豆科绿肥对土 壤改良效果的影响［Ｊ］．草业科学，２０２０，３７（５）：８８９－９００． Ｚｈｕ Ｙａｑｉｏｎｇ，Ｊｉａｎ Ｄａｗｅｉ，Ｚｈｅｎｇ Ｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｂｙｐｌａｎｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅｐｌａｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｘｅｄｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓ ［Ｊ］． Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｃｅ，２０２０，３７（５）：８８９－９００． ［６］谷岩．浅析绿肥在生态果园建设中的作用 ［Ｊ］．新 农 业， ２０２０（９）：２６－２７． ［７］才硕，时红，潘晓华，等．绿肥与稻草联合还田对机插稻光 合特性、养分吸收和产量品质的影响［Ｊ］．江西农业大学学 报，２０２０，４２（２）：２２９－２４０． ＣａｉＳｈｕｏ，ＳｈｉＨｏｎｇ，ＰａｎＸｉａｏｈｕａ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｒｅｔｕｒｎｉｎｇｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｍａｃｈｉｎｅ－ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｄｏｕｂｌｅ－ ｓｅａｓｏｎ ｒｉｃｅ ［Ｊ］． Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔｉｓ Ｊｉａｎｇｘｉｅｎｓｉｓ，２０２０，４２（２）：２２９－２４０． ［８］刘威，耿明建，秦自果，等．种植绿肥与稻秸协同还田对单 季稻田土壤有机碳库和酶活性的影响［Ｊ］．农 业 工 程 学 报， ２０２０，３６（７）：１２５－１３３． Ｌｉｕ Ｗｅｉ，Ｇｅｎｇ Ｍｉｎｇｊｉａｎ，ＱｉｎＺｉｇｕｏ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏ－ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｐｌａｎｔｉｎｇａｎｄｒｉｃｅｓｔｒａｗｏｎｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｐｏｏｌａｎｄｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｉｎａ ｍｏｎｏ－ｒｉｃｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，３６（７）：１２５－１３３． ［９］刘慧，李子玉，白志贵，等．油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱 土壤的改良效果［Ｊ］．农业资源与环境学报，２０２０，３７（６）： ９１４－９２３． ＬｉｕＨｕｉ，ＬｉＺｉｙｕ，ＢａｉＺｈｉｇｕｉ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒａｐｅｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅｒｅｔｕｒｎｅｄｔｏｆｉｅｌｄｏｎｓａｌｉｎｅａｌｋａｌｉｓｏｉｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０２０，３７（６）：９１４－９２３． ［１０］徐田伟，秦嗣军，杜国栋，等．我国果园实行生草后管理 措施及其研究进展［Ｊ］．中国果树，２０１８（４）：７２－７５． ［１１］位杰，蒋媛，王丙太，等．果园生草栽培 与 利 用 技 术［Ｊ］． 北方园艺，２０１８（６）：１９７－２０１． ＷｅｉＪｉｅ，ＪｉａｎｇＹｕａｎ，ＷａｎｇＢｉｎｇｔａｉ，ｅｔａｌ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｐａｓｔｕｒｅ－ｐｌａｎｔｉｎｇｉｎ ｆｒｕｉｔ ｏｒｃｈａｒｄ［Ｊ］．ＮｏｒｔｈｅｒｎＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０１８（６）：１９７－２０１． ［１２］李鑫．约翰迪尔青贮田间收获的完美演示［Ｊ］．农 机 科 技 推广，２０１８（１０）：６７－６８． ［１３］王兴波，顾宪 军，陈 忠，等．ＰＤＧ－９１０手扶式割草机的 研制与应用［Ｊ］．科技信息，２０１３（２６）：４００． ［１４］王志强，张敬国，刘凤之，等．果园行间碎草机的研制与 试验［Ｊ］．中国农机化学报，２０１７，３８（９）：３６－３９． Ｗａｎｇ Ｚｈｉｑｉａｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉｎｇｇｕｏ，Ｌｉｕ Ｆｅｎｇｚｈｉ，ｅｔ ａｌ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒ－ｒｏｗ ｍｏｗｅｒ ｉｎ ｏｒｃｈａｒｄ ［Ｊ ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１７，３８（９）：３６－３９． ［１５］王景政，张秀花，杨淑华，等．碎草输草撒菌一体化割草 机的设 计 与 仿 真 ［Ｊ］．中 国 农 机 化 学 报，２０２０，４１（５）： ７９－８６． ＷａｎｇＪｉｎｇｚｈｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｘｉｕｈｕａ，Ｙａｎｇ Ｓｈｕｈｕａ，ｅｔａｌ． Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌａｗｎ ｍｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｂｒｏｋｅｎｇｒａｓｓ，ｃｏｎｖｅｙｉｎｇｇｒａｓｓａｎｄｓｐｒｅａｄｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ［Ｊ］． ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０２０，４１ （５）：７９－８６． ［１６］柴立发，刘俊峰，杨欣，等．链式开沟机悬挂装置的有限 元分析［Ｊ］．中国农机化学报，２０１６，３７（１）：３３－３６． ＣｈａｉＬｉｆａ，ＬｉｕＪｕｎｆｅｎｇ，ＹａｎｇＸｉｎ，ｅｔａｌ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｏｆｃｈａｉｎｄｉｔｃｈｏｐｅｎｅｒ ［Ｊ］． ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１６，３７ （１）：３３－３６． ［１７］李宝筏．农业机械学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００３． ［１８］中国农业机械化科学研究院．农业机械设计手册：下 册［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，２００７． ［１９］贺小伟，刘金秀，王旭峰，等．密植棉秆对行铲拔铺放机设 计与试验［Ｊ］．农业机械学报，２０２０，５１（１０）：１４２－１５１． ＨｅＸｉａｏｗｅｉ，ＬｉｕＪｉｎｘｉｕ，ＷａｎｇＸｕｆｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｈｏｖｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｄｒａｗｉｎｇ ｐｌａｃｅｍｅｎｔｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｃｏｔｔｏｎ－ｓｔａｌｋｓｂａｓｅｄｏｎａｇｒｏｎｏｍｙｏｆ ｃｌｏｓｅｐｌａｎｔｉｎｇ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２０２０，５１（１０）：１４２－１５１． ［２０］赵满全，张宁，杨铁军，等．双圆盘割草机切割器虚拟样机 设计与试验［Ｊ］．农业机械学报，２０１４，４５（８）：１０１－１０５． ＺｈａｏＭａｎｑｕａｎ，ＺｈａｎｇＮｉｎｇ，ＹａｎｇＴｉｅｊｕｎ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｄｏｕｂｌｅｄｉｓｃｍｏｗｅｒ ｃｕｔｔｅｒ ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１４，４５（８）：１０１－１０５． ［２３］ＧＢ／Ｔ２４６７５．６—２００９，保护性耕作机械秸秆粉碎还田 机［Ｓ］．

摘要：为解决现有机械在果树行间绿肥碎草难度大、成 本 高、效 率 低 等 问 题，研究设计一种果树行间小型绿肥碎草机械。 该机具能够一次完成碎草、抛撒和镇压等多项作业功能，通过拖拉机提供动力来源，主要由悬挂架、变速箱、碎草盘、机架、 限高轮等组成。利用 Ａｎｓｙｓ软件对机械关键部件进行仿真分析，经分析得出选材强度满足使用要求。依据秸秆还田机作 业国家标准开展田间试验，结果表明，样机作业幅宽为１４９０ｍｍ，粉碎长度合格率为９３．５６％（以合格粉碎长度＜１００ｍｍ 为标准）、９７．２３％（以合格粉碎长度＜１５０ｍｍ 为标准）、抛撒不均匀率为８％，符合秸秆还田机农业行业标准。研 究 结 果 可为北方旱地果园行间机械化碎草提供参考依据，对于降低果农劳动强度和促进果品提质增效具有重要的现实意义。 

关键词：果园；绿肥；碎草机；碎草圆盘；悬挂架

０ 引言

果园行间种植绿肥是现代化果园管理和种植的一 种先进方式，这种管理模式不仅是现代生态农业建设、 现代生态文明建设的重要组成部分，也是 现 代 果 园 种 植模式的主要特征之一［１］。绿肥对土壤有较大的改良 效果，国内外对此均有相关研究［２４］。果树行间种植绿 肥不仅可以改善果园土层的物理化学性质、提 供 营 养 物质、保水保肥，还可减少虫害危害、抑制杂草生长、促 进果园生态环境的良性改良，为果树成长 提 供 良 好 的 生存条件［５９］。但在果园行间绿肥种植及管理模式中， 由于受到不同地形以及种植模式的限制，导 致 绿 肥 配 套机械化方面发展较为迟缓。随着现代林果业生产机 械化技术发展和对机械装备的需要，果园 管 理 机 械 化 模式是现代化果园产业发展的必然要求。 绿肥技 术 在１９世 纪 中 叶 由 美 国 率 先 提 出，到２０ 世纪４０年代快速推广到世界范围内［１０１１］。与 之 相 匹 配的机 械 管 理 机 具 及 技 术 也 得 到了长足的发展。 ＣＬＡＳＳ及约翰迪尔等机械在此方面相对较为成熟，机 具能够一次性完成收获、切碎、抛送和装车等多项工作 内容［１２］。相较于国外，国内绿肥发展较为迟缓。２０世 纪８０年 代 初，才在沿海地区果园引进该技术进行应 用。与此同时，符合我国林果种植 模 式 的 配 套 绿 肥 管 理机械发展更显滞后。 近年来，在国家政策引导和国内学者的研究基础 上，取得了一定 成 果。王 兴 波 等［１３］设 计 的 ＰＤＧ－９１０ 手扶式割草机，在机械作业工作时仍需要人工操作，作 业劳动强度大且费时费力，远不能满足目 前 现 代 标 准 化果园的绿肥管理种植要求。王鹏飞等针对果园复杂 的地形和草量过多的问题研究设计了一款适合果园自 走式的割草机。该割草机械可以有效地提高效率、减 少劳 动 成 本，但 适 用 性 差、通 过 性 差 满 足 不 了 种 植 需 求。王志强等［１４］针对果树行间设计一种碎草机，该机 械碎草效果良好，碎草均匀性强，但 工 作 幅 宽 较 小，限 制了机具的工作效率，以及未考虑农机农艺的要求，且 无法适应于新疆果园绿肥种植模式下使用。

针对目前现状，以上机具在一定程度上可满足果 树行间绿肥碎草的基本需求，但针对新疆 果 园 行 间 绿 肥粉碎的农艺需求和长远发展，尚有较大的发展空间。 因此，基于新疆果树行间绿肥种植模式的需求，解决果 园行间碎草的诸多要求及发展，降低果农劳动强度，提 高果园碎草质量，研究设计了一种适用于 果 园 行 间 的 绿肥碎草机，并对整机结构与工作原理进 行 了 介 绍 以 及对关键零部件仿真优化，最后进行了田间试验测试。

１ 整机结构与工作原理 

１．１ 整机结构

绿肥碎草机主要由悬挂架、碎草盘、碎草刀、机架、 限高轮等 组 成［１５］，其 结 构 示 意 图 如 图１所 示。其 中： 壳体和下护板为焊接件，焊接于机架下端，挡草链位于 该机具前部，动力由万向联轴器将拖拉机 尾 部 的 动 力 输入到碎草机的变速箱内，通过传动机构 将 动 力 最 终 传递至碎草盘上，两碎草盘一个顺时针旋转、一个逆时 针旋转，带动其上间隔排列的碎草刀进行 有 效 的 碎 草 作业，碎后的绿肥作物均匀抛撒至地面，机具由拖拉机 液压系统和后部的限高轮共同决定绿肥作物粉碎后的 留茬高度。

１．２ 工作原理

该碎草机作业时通过拖拉机带动机具向前进行碎 草作业，其动力传动路线如图２所示。

碎草机的动力由万向联轴器将拖拉机的动力传递 至碎草机上，碎草机将动力由输入轴经变 速 箱 内 的 输 入齿轮和换向齿轮实现动力换向和增速，换 向 齿 轮 带 动传动轴再将动力由碎草锥齿轮传递至 碎 草 轴 上，同 时实现二次增速，进而实现碎草盘的高速转动，最终通 过碎草盘上下排列的碎草刀片将绿肥作物进行切断。 机具内部在压力的作用下，将切断的绿肥作物，在机具 内部经过碎草刀多次冲击、打断、粉 碎，最 后 粉 碎 成 段 的绿肥作物均匀平铺在果树行间，并通过 限 高 轮 碾 压 使其和土 壤 充 分 接 触，加 快 粉 碎 后 的 绿 肥 茎 秆 腐 解 速度。 １．３ 技术参数 在充分结合新疆果园种植模式和实际作业需求 后，研究设计了果园碎草机。该机 具 具 备 良 好 的 通 过 性、结构紧凑、转弯半径小、操作维护简便等特点，其主 要技术参数如表１所示。 表１ 样机技术参数 Ｔａｂ．１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｒｏｔｏｔｙｐｅ 参数 数值 整机尺寸（长×宽×高） ／（ｍｍ×ｍｍ×ｍｍ） １６５０×１０５０×８００ 配套动力／ｋＷ １８～３５ 碎草刀转速／（ｒ·ｍｉｎ－１） ０～２０００ 作业幅宽／ｍｍ １５００ 质量／ｋｇ ２１０ 作业速度／（ｋｍ·ｈ－１） １～６ 

２ 关键部件设计 

２．１ 悬挂架设计

为提高碎草机的通用 性 和 利 用 率，果 园 作 业 机 械 通常以悬挂式连接方式与拖拉机配套使用。随着我国 农业机械化事业迅速发展，碎草机在林果 业 等 领 域 得 到了广泛的应用。悬挂架是碎草机的重要部件之一， 其性能直接影响碎草机的性能和寿命，碎 草 机 通 过 悬 挂架与拖拉机配套使用，悬挂架是碎草机的固定基础、 承载着碎草机 变 速 箱 及 机 架 等 附 件 的 重 量［１６］。悬 挂 架结构如图３所示，其主要由上、下悬挂点以及悬挂支 架等组成；工作时，悬挂架上悬挂点和拖拉机中央拉杆 连接，下悬挂点和拖拉机三点悬挂下摆臂连接使用。

２．２ 碎草圆盘机构设计

碎草圆盘机构在本机中的作用主要是实现碎草作 业，在拖拉机动力带动下实现碎草盘和碎 草 刀 的 高 速 旋转，进而利用碎草刀刃口和高速旋转带 来 的 动 能 对 绿肥作物进行“砍劈”式粉碎，最终得到较好的粉 碎 质 量，促进绿肥茎秆的分解和利用。碎草圆盘机构主要 由碎草盘、碎草刀、间隔套等组成，其结构示意图如图 ４所示。工作时，碎草盘通过拖拉机三点悬挂和限高 轮的共同作用实现定高，正常工作时碎草 盘 距 离 地 面 ５～２０ｃｍ，留茬高度不低于５ｃｍ 是为了更好地保护绿 肥作物的根茎，使其能够再次生长，进而实现一次播种 多次粉碎利用的效果。工作过程 中，通过万向联轴器 将动力由拖拉机后输出轴传递至碎草机，再 由 碎 草 机 动力机构通过齿轮传动将动力传递至碎草盘，进 而 带 动碎草刀实现高速旋转，最终实现绿肥作 物 的 茎 秆 粉 碎工作。

２．２．１ 碎草圆盘结构参数

通过二、三维绘图软件对碎草圆盘机构进行绘制， 其结构参数如图５所示。

其中碎草螺栓总长１０７ｍｍ，顶部通过槽型螺母和 开口销配合防 止 松 动 造 成 碎 草 刀 掉 落 等 问 题，４片 碎 草刀尺寸（长×宽×高）均为９０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ， 碎草刀刃口角度为３０°，４片 碎 草 刀 间 隔 均 为２２ｍｍ。 工作时利用高速旋转使碎草刀具有较大的动能和线速 度，进而对处于不同生长时期的绿肥作物茎秆进行“砍劈”式粉碎，结合绿肥作物茎秆鲜嫩多汁 的 特 性，采 用 较小的间隔排列，已达到较好的粉碎效果，粉碎后茎秆 裸露面积大，使其能够充分和空气及土壤接触，加速茎 秆分解和肥效转化利用。

２．２．２ 其中碎草螺栓总长１０７ｍｍ，顶部通过槽型螺母和 开口销配合防 止 松 动 造 成 碎 草 刀 掉 落 等 问 题，４片 碎 草刀尺寸（长×宽×高）均为９０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ， 碎草刀刃口角度为３０°，４片 碎 草 刀 间 隔 均 为２２ｍｍ。 工作时利用高速旋转使碎草刀具有较大的动能和线速 度，进而对处于不同生长时期的绿肥作物茎秆进行“砍 碎草圆盘机构运动分析 １）碎草刀 运 动 方 程。机 具 作 业 时 碎 草 刀 的 绝 对 运动为圆周运动（碎草刀通过碎草螺栓和碎草盘链接， 进而由碎草轴转动形成圆周运动）和直线运动（机具向 前作业时形成的直线运动）的合成，即刀片上任意点的 运动轨迹为一条有规律的曲线（摆线）［１７１９］。以碎草轴 初始旋转中心为坐标系原点，机具前进方向为ｘ 轴，水 平面与ｘ轴垂直为ｙ 轴；当碎草刀转动半径为Ｒ，旋转 角速度为ω，机具前进速度为ｖｍ；建立碎草刀运动图， 如图６所示

开始时碎草刀与ｘ轴重合，ｔ时刻碎草刀端点的坐 标方程 ｘ ＝Ｒｃｏｓωｔ＋ｖｍｔ ｙ＝Ｒｓｉｎω ｛ ｔ （１） 碎草刀端点在ｘ轴与ｙ 轴方向的分速度 ｖｘ ＝ｘ／ｔ＝ｖｍ －Ｒωｓｉｎωｔ ｖｙ ＝ｙ／ｔ＝Ｒωｃｏｓω ｛ ｔ （２） 碎草刀端点绝对运动速度 ｖＡ ＝ ｖ２ ｘ ＋ｖ２ 槡 ｙ ＝ 槡ｖ２ ｍ ＋Ｒ２ ω２ －２ｖｍＲωｓｉｎωｔ （３） ２）机具不 漏 割 条 件。通 过 研 究 碎 草 方 面 相 关 资 料显示，机具在旋转式无支承切割时刀片刃口最小极 限速度为 ３０ ｍ／ｓ，机具切割速度应大于最小极限速 度，一般情况下刀片端点速度 为５０～９０ｍ／ｓ［２０］，机 具 圆盘转速 ｎ＝３０（ｖＡ ＋ｖｍ） πｒ （４） 其中：ｒ＝２ Ｄ －ｈ ，ｈ＝ πＤｖｍ ｍｖＡ 。 式中：Ｄ———碎草刀盘直径，ｍ；ｈ———碎草刀刃口长度，ｍ； ｍ———碎草刀片数，ｍ＝２。 不漏割条件 ｖＡ ｖｍ ≥２πｒ ｍｈ （５） ３ 仿真分析 ３．１ 悬挂架有限元仿真分析 

３．１．１ 悬挂架模型的导入 

通过三维 绘 图 软 件 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ将 建 好 的 悬 挂 架 的三维模型保存为．ｘ＿ｔ格 式，然 后 导 入 ＡＮＳＹＳ１５版 本进行仿真分析。 ３．１．２ 属性的定义 在 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ材料库中，会提供许多经常使用的 工程材料，同时也可以根据自己的材料属 性 自 行 设 计 所需要的材料属性，常用的材料属性的定义主要包括 弹性模量、泊松比、屈服强度、及密度等，本文选用材料 的属性如表２所示

３．１．３ 网格划分 网格划分是在有限元仿真分析过程不可缺少的部 分，网格划分的精确程度可以决定仿真分 析 结 果 的 精 度。在本文软件仿真分析过程中，对网格划分控制网 格大小为１０ｍｍ，悬挂架的网格划分图如图７所示。

３．１．４ 施加约束和荷载 

对悬挂架进行有限元静力学分析是为了减少在机 具作业时，悬挂架因受力产生断裂和变形，从而影响机 具稳定性，悬挂架的荷载划分已确定主要受３个 荷 载 力，约束部分在悬挂点所受到的荷载力主 要 包 括 镇 压 辊的质量及拉力、齿轮箱动力部件及切割 装 置 等 部 件 的重力。

３．１．５ 仿真分析结果 

通过图８所示的悬挂 架 位 移 变 形 云 图 可 知，悬 挂 架的最大位移变形量为０．１９２ｍｍ，且最大位移变形发 生端主要是下端的两个悬挂点。这是因为主悬挂点有 固定支撑从而增加受力减少了位移变形，而 下 端 两 个 悬挂点无固定支撑从而容易变形且两个悬挂点向内位 移变形，因为在实际的样机工作中此位移变形量很小 可以忽略对样机的危害。

通过图９的悬挂架弹 性 变 形 云 图 可 知，悬 挂 架 的 最大等效弹性 变 形 量 为４．３７×１０－５且最大变形量主 要发生在第一悬挂点的横梁端，并且悬挂 架 等 效 弹 性 变形范围为１．０５×１０－７～４．３７×１０－５。

通过图１０所示的悬挂架应力变形云图可知，悬挂 架最大应力变形主要发生在第一悬挂点的横梁端点且 最大应力变形值为８．７１８２ＭＰａ，其值远小于 Ｑ２３５钢 材的许用应 力 值（２３５ ＭＰａ）。因 此，基于上述分析结 果可知，本设计选材合理，满足应 力 强 度 要 求，可 达 到 使用需求。

３．２ 碎草圆盘机构模态分析 

３．２．１ 模型的建立及材料属性确定

按照悬挂架的保存形式对圆盘刀具进行 ＡＮＳＹＳ 软件识别格式保存，使用的材料的属性同为 Ｑ２３５钢， 因此材料属性定义同表２所示的材料属性。 ３．２．２ 网格划分 将上述的格式，打开 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ，选择 Ｍｏｄａｌ进 行 导入，同时进行网格划分，碎草圆盘机构有限元模态分 析网格划分模型图如图１１所示，其中总共含有１３２６１ 个单元格，６５９７个节点。３．２．３ 模态仿真结果分析 

通过碎草圆盘机构的模态分析云图（图１２）可知， 在第一阶模态时，主要变形端在刀片周围，并且变形量 最大的刀片是碎草盘最远端的第三和第六片碎草刀， 因为最远端的刀片固定支撑少，受力相同 的 情 况 下 容 易变形，同时刀片会沿着固定轴端向内发生小变形；在 第二阶模态时，第三刀片和第六刀片沿着 碎 草 盘 半 径 方向向外有明显的变形；在第三阶模态时，碎草盘和碎 草刀发生上下方向的扭曲变形，且第六刀片变形突出； 第四阶模态时，第六刀片沿着轴向里向外 发 生 大 幅 度 变形；在第五阶模态时，第三刀片沿着固定轴向里向外 大幅度的变形，而第六刀片小幅度变形。　

在第六阶模态时，第三刀片和第六刀片及碎草盘 发生大幅度的上下方向扭曲变形。由表３可得出碎草 圆盘机构的固有频率的范围在１７２．７２～３４４．９０ Ｈｚ， 碎草圆盘机构在工作中最大转速小于４０００ｒ／ｍｉｎ，小于圆盘刀具的第一阶的固有频率，因此可 知 不 会 产 生 共振［２１-２２］。

３ 田间试验与分析

３．１ 试验条件

田间试验主要考核绿 肥 碎 草 机 的 作 业 质 量，为 标 定最优作 业 参 数 和 后 期 优 化 改 进 提 供 依 据，机 具 于 ２０２０年６月１０日在新疆阿拉尔市九团二营现代有机 苹果园技术集成与示范基地内进行，碎草 对 象 为 生 长 ６０ｄ左右的 绿 肥 作 物（油 菜、燕 麦），配 套 动 力 为 东 风 ＤＦ４０４－１５拖拉机，其标定功率为２９．４ｋＷ，作业速度 为４～８ｋｍ／ｈ，田间试验如图１３所示。

３．２ 试验方法 

试验主要参照《ＧＢ／Ｔ２４６７５．６—２００９保护性耕作 机械 秸秆粉碎还田机》《ＮＹ／Ｔ５００—２０１５秸秆粉碎还 田机 作业质 量》和《ＤＢ１３／Ｔ１０４５—２００９机 械 化 秸 秆 粉碎 还 田 技 术 规 程》等 标 准 方 法 进 行 田 间 性 能 试 验［２３］。试验对象油菜、燕麦平均株高５５ｃｍ、４３ｃｍ；油 菜、燕麦茎 秆 平 均 含 水 率 为 ８７％、７９％。碎 草 作 业 完 成后，按照《ＮＹ／Ｔ５００—２０１５秸秆粉碎还田机 作业 质量》标准对碎草机作业性能进行测定，计算机具作业 后的 粉 碎 长 度 合 格 率、残 茬 高 度、抛 撒 不 均 匀 率 等 指 标。同时使用游标卡尺、卷尺、土壤坚实度测定仪等测 量试验地块的试 验条件，测 量 试 验 所 需 仪 器 如 表 ４ 所示。

３．３ 试验测定 

试验以机具一个作业幅宽和果园长度（１．５ ｍ× １５０ｍ）为一 个 作 业 区，共 进 行 了１６个测区的验证试 验。每个测区采用五点法选择５个测点，每个测点（测 点为１ｍ×１ｍ 的正方形）捡拾所有秸秆称重，从中挑 出粉碎长度不合格的秸秆（秸秆的切碎长度不包括其 两端的韧皮纤维）称其质量。粉碎长度合格率按式（６） 计算。 Ｆｈ ＝ ∑ ｍｚ －ｍｂ ｍ （ ） ｚ ５ ×１００％ （６） 式中：Ｆｈ———粉碎长度合格率，％； ｍｚ———每个测点秸秆质量，ｇ； ｍｂ———每个测点中粉碎长度不符合规定要求的 秸秆质量，ｇ。 每个测点在一个机具作业幅宽左、中、右上随机各 测取３株（丛）根卷，其平均值为该测点的残茬高度，求 ５个测点的平均值为该测区的残茬高度。抛撒不均匀 率的测定和秸秆粉碎长度合格率的测定 同 时 进 行，每 个测区内按幅宽方向等间距三等分，分别 称 其 秸 秆 质 量。按式（７）、式（８）计算。 ｍ ＝ ｍｚ ３ （７） Ｆｂ ＝ ｍｍａｘ －ｍｍｉｎ ｍ ×１００％ （８） 式中：ｍ———测区内各测点秸秆平均质量，ｇ； Ｆｂ———抛撒不均匀率，％； ｍｍａｘ———测区内测点秸秆质量最大值，ｇ； ｍｍｉｎ———测区内测点秸秆质量最小值，ｇ。 ３．４ 试验结果及分析 利用上述测试计算方 法，分 别 以 每 个 测 区 的５个 测点平均值为测试结果，按照国家标准和相关技术要 求对机具进行实地性能测试，试验测试结 果 如 表５所 示。由表５可知，粉碎长度以１００ｍｍ 为标准时，绿肥 茎秆粉碎长度合格率平均值为９３．５６％；粉 碎 长 度 以 １５０ｍｍ 为标准时，绿肥茎秆粉碎长度合格率平均值为９７．２３％。以上试验统计结果均高于国家标准关于秸 秆粉碎长度合格率≥８５％的要求。该机具各项技术性 能指标均达到设计要求和有关标准要求，机 具 在 果 园 行间试验整体作业效果良好，完成了各项 预 期 工 作 内 容，且该机具操作方便，作业性能稳定。　

通过观察试验过程，可发现碎草机在 果 园 具 有 较 好的适应性，可通过拖拉机行进速度、碎草机输入转速 以及留茬高度等参数控制试验结果。在果园绿肥粉碎 过程中，绿肥作物粉碎长度一致、粉 碎 后 分 布 均 匀，果 园行间绿肥碎草机能够满足果园行间绿肥粉碎的作业 需求。

４ 结论

１）设计的果园行间碎草机，详细介绍了整机结构 与工作原理以及关键部件的设计与仿真。机具通过变 速箱、碎草刀及限高轮等部件，能 够 一 次 性 完 成 碎 草、 抛撒及镇压还田等多项作业功能，为绿肥 作 物 有 效 分 解提供了良好条件，从而促进了绿肥作物对果园果树 所需养分的有效补充。 

２）通过 ＡＮＳＹＳ仿真软件对关键部件进行仿真分 析得出悬挂架的最大位移变形量为０．１９２ｍｍ，对于农 用机械可忽 略；悬 挂 架 等 效 弹 性 变 形 范 围 为 １．０５× １０－７～４．３７×１０－５，最大应力变形值为８．７１８ ＭＰａ远 小于选材 屈 服 强 度；圆 盘 刀 具 的 固 有 频 率 的 范 围 在 １７２．７２～３４４．９０Ｈｚ，而圆盘刀具的最大转速不在其范 围内，因此不会产生共振，可知选材和设计合理。 

３）通过田间试验可知机具对绿肥茎秆粉碎长度 合格率达到９３．５６％（以合格粉碎长度＜１００ｍｍ 为标 准）、９７．２３％（以合格粉碎长度＜１５０ｍｍ 为标准），抛 撒不均匀率为８％；样机各项作业指标均达到了设计 和相关农业行业标准要求，作业性能良好。

４）果园行间碎草机适用于新疆旱地果园行间机 械化粉碎绿肥作物，为北方果园行间机械化粉碎绿肥 作物的技术和应用推广提供了机具保障，也 为 果 园 土 壤增加养分、果品提质增效、减轻果农劳动强度提供了技术支撑。［１］王 艳 廷，冀 晓 昊，吴 玉 森，等．我国果园生草的研 究 进 展［Ｊ］．应用生态学报，２０１５，２６（６）：１８９２－１９００． ＷａｎｇＹａｎｔｉｎｇ，ＪｉＸｉａｏｈａｏ，Ｗｕ Ｙｕｓｅｎ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｃｏｖｅｒｃｒｏｐｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅｏｒｃｈａｒｄ ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２０１５，２６（６）：１８９２－１９００． ［２］Ｐｉｏｔｒｏｗｓｋａ－ＤｕｇｏｓｚＡ，ＷｉｌｃｚｅｗｓｋｉＥ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｉｅｌｄｐｅａ （ＰｉｓｕｍｓａｔｉｖｕｍＬ．）ａｓｃａｔｃｈｃｒｏｐｃｕｌｔｉｖａｔｅｄｆｏｒｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅ ｏｎｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄＰ－ｃｙｃｌｉｎｇｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２０，６６（５４）：１５７０－１５８２． ［３］ＢａｇｈａｉｅＡ Ｈ，ＡｇｈｉｌｉｚｅｆｒｅｅｉＡ．Ｉｒｏｎｅｎｒｉｃｈｅｄｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅ ｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｗｈｅａｔＦｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＰｂ－ｐｏｌｌｕｔｅｄｓｏｉｌｉｎ ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆＰｉｒｉｆｏｒｍｏｓｐｏｒａｉｎｄｉｃａ（Ｐ．ｉｎｄｉｃａ）［Ｊ］．Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｓｅｄｉｍｅｎｔ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ：Ａｎ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌ， ２０２０，２９（４０）：１－２３． ［４］ Ｗａｔｔｈｉｅｒ，Ａｎｔｏｎｉｏ Ｐ，Ｇｏｍｅｓ，ｅｔａｌ．Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ ｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅ ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｓｓ：Ｌｅｇｕｍｅｒａｔｉｏｓ ［Ｊ］． ＡｒｃｈｉｖｅｓｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０２０，６６（７）： ９１３－９２４． ［５］朱亚琼，简大为，郑伟，等．不同种植模式下豆科绿肥对土 壤改良效果的影响［Ｊ］．草业科学，２０２０，３７（５）：８８９－９００． Ｚｈｕ Ｙａｑｉｏｎｇ，Ｊｉａｎ Ｄａｗｅｉ，Ｚｈｅｎｇ Ｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｂｙｐｌａｎｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｇｕｍｉｎｏｕｓｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅｐｌａｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｘｅｄｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｓ ［Ｊ］． Ｐｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｃｅ，２０２０，３７（５）：８８９－９００． ［６］谷岩．浅析绿肥在生态果园建设中的作用 ［Ｊ］．新 农 业， ２０２０（９）：２６－２７． ［７］才硕，时红，潘晓华，等．绿肥与稻草联合还田对机插稻光 合特性、养分吸收和产量品质的影响［Ｊ］．江西农业大学学 报，２０２０，４２（２）：２２９－２４０． ＣａｉＳｈｕｏ，ＳｈｉＨｏｎｇ，ＰａｎＸｉａｏｈｕａ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｒｅｔｕｒｎｉｎｇｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｒｉｃｅ ｓｔｒａｗ ｏｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｙｉｅｌｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｍａｃｈｉｎｅ－ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄｄｏｕｂｌｅ－ ｓｅａｓｏｎ ｒｉｃｅ ［Ｊ］． Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔｉｓ Ｊｉａｎｇｘｉｅｎｓｉｓ，２０２０，４２（２）：２２９－２４０． ［８］刘威，耿明建，秦自果，等．种植绿肥与稻秸协同还田对单 季稻田土壤有机碳库和酶活性的影响［Ｊ］．农 业 工 程 学 报， ２０２０，３６（７）：１２５－１３３． Ｌｉｕ Ｗｅｉ，Ｇｅｎｇ Ｍｉｎｇｊｉａｎ，ＱｉｎＺｉｇｕｏ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏ－ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｇｒｅｅｎｍａｎｕｒｅｐｌａｎｔｉｎｇａｎｄｒｉｃｅｓｔｒａｗｏｎｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｐｏｏｌａｎｄｓｏｉｌｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｉｎａ ｍｏｎｏ－ｒｉｃｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，３６（７）：１２５－１３３． ［９］刘慧，李子玉，白志贵，等．油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱 土壤的改良效果［Ｊ］．农业资源与环境学报，２０２０，３７（６）： ９１４－９２３． ＬｉｕＨｕｉ，ＬｉＺｉｙｕ，ＢａｉＺｈｉｇｕｉ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒａｐｅｇｒｅｅｎ ｍａｎｕｒｅｒｅｔｕｒｎｅｄｔｏｆｉｅｌｄｏｎｓａｌｉｎｅａｌｋａｌｉｓｏｉｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０２０，３７（６）：９１４－９２３． ［１０］徐田伟，秦嗣军，杜国栋，等．我国果园实行生草后管理 措施及其研究进展［Ｊ］．中国果树，２０１８（４）：７２－７５． ［１１］位杰，蒋媛，王丙太，等．果园生草栽培 与 利 用 技 术［Ｊ］． 北方园艺，２０１８（６）：１９７－２０１． ＷｅｉＪｉｅ，ＪｉａｎｇＹｕａｎ，ＷａｎｇＢｉｎｇｔａｉ，ｅｔａｌ．Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｐａｓｔｕｒｅ－ｐｌａｎｔｉｎｇｉｎ ｆｒｕｉｔ ｏｒｃｈａｒｄ［Ｊ］．ＮｏｒｔｈｅｒｎＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０１８（６）：１９７－２０１． ［１２］李鑫．约翰迪尔青贮田间收获的完美演示［Ｊ］．农 机 科 技 推广，２０１８（１０）：６７－６８． ［１３］王兴波，顾宪 军，陈 忠，等．ＰＤＧ－９１０手扶式割草机的 研制与应用［Ｊ］．科技信息，２０１３（２６）：４００． ［１４］王志强，张敬国，刘凤之，等．果园行间碎草机的研制与 试验［Ｊ］．中国农机化学报，２０１７，３８（９）：３６－３９． Ｗａｎｇ Ｚｈｉｑｉａｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉｎｇｇｕｏ，Ｌｉｕ Ｆｅｎｇｚｈｉ，ｅｔ ａｌ． Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒ－ｒｏｗ ｍｏｗｅｒ ｉｎ ｏｒｃｈａｒｄ ［Ｊ ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１７，３８（９）：３６－３９． ［１５］王景政，张秀花，杨淑华，等．碎草输草撒菌一体化割草 机的设 计 与 仿 真 ［Ｊ］．中 国 农 机 化 学 报，２０２０，４１（５）： ７９－８６． ＷａｎｇＪｉｎｇｚｈｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｘｉｕｈｕａ，Ｙａｎｇ Ｓｈｕｈｕａ，ｅｔａｌ． Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌａｗｎ ｍｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｂｒｏｋｅｎｇｒａｓｓ，ｃｏｎｖｅｙｉｎｇｇｒａｓｓａｎｄｓｐｒｅａｄｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ［Ｊ］． ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０２０，４１ （５）：７９－８６． ［１６］柴立发，刘俊峰，杨欣，等．链式开沟机悬挂装置的有限 元分析［Ｊ］．中国农机化学报，２０１６，３７（１）：３３－３６． ＣｈａｉＬｉｆａ，ＬｉｕＪｕｎｆｅｎｇ，ＹａｎｇＸｉｎ，ｅｔａｌ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｄｅｖｉｃｅｏｆｃｈａｉｎｄｉｔｃｈｏｐｅｎｅｒ ［Ｊ］． ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１６，３７ （１）：３３－３６． ［１７］李宝筏．农业机械学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００３． ［１８］中国农业机械化科学研究院．农业机械设计手册：下 册［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，２００７． ［１９］贺小伟，刘金秀，王旭峰，等．密植棉秆对行铲拔铺放机设 计与试验［Ｊ］．农业机械学报，２０２０，５１（１０）：１４２－１５１． ＨｅＸｉａｏｗｅｉ，ＬｉｕＪｉｎｘｉｕ，ＷａｎｇＸｕｆｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｒｏｗ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｈｏｖｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｄｒａｗｉｎｇ ｐｌａｃｅｍｅｎｔｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｃｏｔｔｏｎ－ｓｔａｌｋｓｂａｓｅｄｏｎａｇｒｏｎｏｍｙｏｆ ｃｌｏｓｅｐｌａｎｔｉｎｇ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２０２０，５１（１０）：１４２－１５１． ［２０］赵满全，张宁，杨铁军，等．双圆盘割草机切割器虚拟样机 设计与试验［Ｊ］．农业机械学报，２０１４，４５（８）：１０１－１０５． ＺｈａｏＭａｎｑｕａｎ，ＺｈａｎｇＮｉｎｇ，ＹａｎｇＴｉｅｊｕｎ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｄｏｕｂｌｅｄｉｓｃｍｏｗｅｒ ｃｕｔｔｅｒ ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，２０１４，４５（８）：１０１－１０５． ［２３］ＧＢ／Ｔ２４６７５．６—２００９，保护性耕作机械秸秆粉碎还田 机［Ｓ］．