茶园的除草、施肥、松土是茶叶生产过程的重要环节,茶园传统的除草施肥松土方式都是人工操作,作业效率低,劳动强度大。现有微耕机具有整机尺寸小、结构稳定、综合效率高、操做方便等特点,逐渐开始被农民广泛使用,但六安茶园由于地形地貌和茶树种植的农艺特点,现有微耕机一直无法适应其实际生产要求。为了提高茶园的松土、除草效率,本课题通过实际考察六安低山丘陵地区土壤环境特点,设计适应山区茶园土壤耕作的小型茶园微耕机。具体研究内容如下所述:1.设计一种小型茶园微耕机,通过对整机结构受力情况和刀片刀轴受力变形分析,对旋耕部件和传动系统等关键部件进行设计,确定旋耕刀形状和刀轴转速等运动参数,根据刀轴转速和整机前进速度计算旋耕功耗确定发动机动力匹配,根据变速箱输入转速和刀轴最佳切割速度,设计变速箱的传动系统,并配置变速箱各级传动比。2.基于虚拟样机和有限元分析等理论知识,在三维软件里完成旋耕部件的三维建模,导入到有限元分析软件中,通过有限元仿真分析,得出旋耕刀和刀轴具体的应力分布和位移变化,分析刀具折弯折断主要原因,在此基础上为刀具的设计以及合理优化结构参数提供理论依据。3.旋耕刀辊是该小型微耕机重要结构部分,整机的性能直接与其动态特性相关,通过有限元模态分析,得出刀辊的各阶固有频率和对应振型图,对各阶振型进行分析得出其振动特性,为进步动力学分析以及减少刀辊振动失效奠定基础。4.加工样机,进行性能试验和正交试验,测量机器基本性能参数,评估机器作业质量,检验该机是否能满足六安茶园作业的实际生产要求,同时对整机使用可靠性、安全性以及适应性做整体的校验。试验测得耕作深度达到189mm,耕宽为480mm,在最佳组合条件下试验得出碎土率大于80%,耕作过程中在茶园茶树间距小、茶蓬间距小以及具有横向坡度的地带都能很好的通过,显著提高了生产效率。