本发明涉及一种农业机械-手扶拖拉机。 目前使用手扶拖拉机种类很多，功率一般在7.35千瓦以上，随着农村体制改革，实行联产承包，需要较小型农业犁耕机械代替畜耕，可以降低购置机械成本，又可以免去饲养耕牛，起到以机代牛的作用，在本发明以前已有湖南耒阳插秧机厂生产的ILB-3型水田耕整机，被誉为“一头牛的价钱，两头牛的功效”，但该机不能陆地行走，需拆成部件才能转移，该机只能水耕，不能旱犁，近几年来，湖南衡阳市、耒阳市，广东始兴县对该机作了一些改进，可在砂质土壤旱耕，但未能犁耕比阻较大的稻田，另外，以上两种耕整机总体配置不合理，工作时，纵向和横向稳定性差，容易翻车，没有制动装置，使用不安全。
本发明的水旱两用耕整机在1LB-3型水田耕整机基础上进行改进，保持原机水田犁耕的技术性能，克服了原机不能陆地行走、稻田不能旱耕、纵向和横向不稳定、制动不可靠等缺点，使之既能陆地运输，又能犁耕，既能水耕，又能旱犁，其犁耕功效超过一头健壮耕牛的耕力，具有结构合理，性能良好，适应性强，工作安全可靠，且大部零件与1LB-3型水田耕整机通用，便于生产及用户维修保养。
本耕整机由一个驱动轮和两个支承轮支承全机重量，驱动轮配备三种轮子，驱动轮由发动机经一级三角皮带传至离合装置，减速箱，经两对正齿轮，驱动轮子前进，并配有刹车装置，行驶安全可靠。两个支承轮根据耕整机的不同工作状态调整相应位置，保证耕整机的纵向和横向的稳定性。
本耕整机结构如示意图1：（1）发动机;（2）操向手柄;（3）离合刹车操纵杆;（4）牵引架;（5）支承轮水平调节板;（6）配重块;（7）座位;（8）升降操纵杆;（9）升降连杆;（10）支架;（11）牵引杆;（12）犁总成;（13）入土角调节板;（14）支承轮套;（15）左支承轮;（16）横梁;（17）横梁套管;（18）右支承轮;（19）驱动轮;（20）减速箱;（21）三角皮带。
发动机为2.94千瓦柴油机，安装在动力机架上，通过两根三角皮带、锥形离合器、减速箱，带动驱动轮旋转，驱动机车前进，安装在横梁上的两个支承轮同时起支承作用，使整机行走;操向手柄（2）控制机车前进方向，可向左或向右转向75°;离合刹车操纵杆（3）控制动力的接合、分离和刹车;减速箱（20）与牵引架（4）通过牵引销轴连接;牵引架（4）上连接有牵引杆（11）、升降连杆（9）、升降操纵杆（8）、座位（7）、支架（10）、横梁套管（17）;升降操纵杆（8）与支架（10）、升降连杆（9）铰接;升降连杆（9）与牵引杆（11）铰接组成四连杆机构，用以在田间转弯时，提升犁体;升降操纵杆（8）由驾驶员用脚操纵;支架上有若干个孔，横梁套管长为310mm，横梁套管左端有支承轮套，犁田坎边第一犁时，左支承轮安在此套管中;横梁（16）穿在横梁套管中;其两端各有一支承轮套（14），横梁的适当位置有若干个孔;用于销钉固定配重块及支承轮套，右支承轮通过支承轮水平调节板（5）穿在支承轮套内，用销钉固定。正常犁耕时，右支承轮走在前一犁的犁沟里，根据耕深调节它的高低使机体保持水平状态。左、右支承轮（15）、（18）是用厚2mm钢板制成，直径为350mm，轮缘宽为80mm;配重块（6）用于平衡机体，可用生铁或铁板做成若干块，有卡口卡在横梁上，用销钉固定，质量合共36.6kg。
驱动轮（19），也是前轮，既起支承作用，更重要的是驱动作用，前轮配备三个，一个是陆地行走的充气橡胶轮，载重26×2 1/2 软边车胎与载重26×2 1/2 内胎。一个是水耕用的长叶铁叶轮，是原机的水耕叶轮。旱地犁耕用地短叶铁叶轮，其结构如图2和图3，图2为正视图，图3为剖视图，短叶铁叶轮由轮毂（22）、轮辋（23）、轮圈（24）、固定盘（25）、叶片（26）、轮辐（27）组成，轮辋直径为540mm，轮辋上焊有高度为70mm、宽度为110mm、厚度为10mm的径向叶片13块，轮缘直径为680mm。
旱地犁耕其地面阻力和犁耕阻力往往比水田犁耕大4～6倍，在原有动力基础上，克服比原来大4～6倍阻力，驱动整机前进，驱动轮是很关键部件，本设计方案从理论和实践中都能满足要求。
一般水稻田的土壤质地多为粘土或轻粘土，其犁耕比阻K分别为3.92～5.88牛顿/厘米2和5.88～7.84牛顿/厘米2，（中国展望出版社，农业机械化工程，1987年版），当犁耕深度a为14厘米、耕宽b为12厘米时，犁耕阻力：
P阻＝Kab（3.92～7.84）×14×12＝658.6～1317.1牛顿耕整机旱地犁耕实际称重，其重力分别为：
前轮支承重GA＝1793.4牛顿，两个后轮支承重分别为GB＝656.6牛顿和GC＝837.9牛顿。
地轮驱动力按传动计算：
式中：M-地轮轴扭矩
N-发动机功率 2.94千瓦
η总-总传动效率 0.8
n-地轮转速 32.6转/分
R-地轮半径 0.34米
地轮驱动力按粘着力及叶轮对土壤的机械作用力计算：
P驱动＝P粘+P叶
其中P粘＝ψ×GA
式中：ψ-粘着系数，割茬地钢轮ψ＝0.7
（中国农业机械出版社，实用机械设计手册上册，第5页）
即：P粘＝0.7×1793.4＝1255.4牛顿
叶片作用于土壤，而土壤的反作用力作用于叶片，有径向和切向两个分力，对驱动起作用的为切向分力，在工作过程中，这个力是变化的，设其近似计算：
P叶＝q×叶片面积×1.5片
式中：q-土壤比压
壤土稻茬田q＝（48.8～53.9）×103帕
（华南农业大学苏显添等，珠江三角洲水田土壤承压特性探讨）
已知叶片面积＝0.07×0.11＝0.0077米2
即：P叶＝（48.8～53.9）×103×0.0077×1.5＝563.6～622.5牛顿
∴P驱动＝P粘+P叶＝1255.4+（563.6～622.5）＝1819～1878牛顿
轮子的滚动阻力P轮阻：
P轮阻＝f（GA+GB+GC）
式中：f-滚动阻力系数
割茬地钢轮f＝0.15
即：P轮阻＝f（GA+GB+GC）＝0.15（1793.4+656.6+837.9）＝493.2牛顿
P阻+P轮阻＝（658.6～1317.1）+493.2＝1151.8～1810.3牛顿
可见，P驱动＞P阻+P轮阻满足耕作要求。
而耕牛的牵引力P牛＝（20～25%）×体重
（实用机械设计手册）
设牛体重力为2940～3920牛顿
即牛的牵引力：P牛＝（20～25%）×（2940～3920）＝588～980牛顿
因此本机的设计已大大超过健壮耕牛牵引力。
本机的传动装置如图4，主动皮带轮（28）、离合皮带轮（29）、正齿轮（30）、驱动轮（19）。主动皮带轮（28）有两个，一个为快速，用于水田作业及陆地行走，直径为100mm，另一个为慢速，用于旱地犁耕，直径为88mm，离合皮带轮（29）直径为210mm。减速箱内有两对正齿轮传动减速，分别为Z1、Z2和Z3、Z4，Z1、Z2为一对，轮齿为14和93，模数为2，Z3、Z4为一对，轮齿为14和69，模数为3，三角皮带采用两根A型带，长度为1400mm。
本机设有离合器，使机行走方便，工作安全可靠，离合器通过操纵杆控制动力输入，使机车前进或刹车。图5为离合器结构图，图6为离合刹车手柄的几个位置示意图：离合皮带轮端盖（31）、螺母（32）、离合皮带轮（29）、调整垫片（33）、离合摩擦片（34）、摩擦锥（35）、钢球（36）、离合滚珠压板（37）、离合刹车操纵杆（3）、离合轴承座（38）、离合器弹簧（39）、垫圈（40）、刹车带（41）、销钉（42）、离合拨销（43）、挡圈（44）、离合拨套（45）。
操纵杆在中间为分离位置，此时皮带轮空转，动力不输入;操纵杆向前推为结合位置，摩擦离合锥和皮带轮的内锥面接合，使动力传入减速箱;操纵杆向后拉，刹车带紧抱住离合锥，刹住了机车，使机车停止前进。
根据耕整机的不同工作状态调整左、右支承轮的位置，图7为耕整机在不同工作状态时，两个支承轮位置示意图：Ⅰ、Ⅰ为陆地行走状态，两个支承轮与驱动轮基本成“品”字形，横梁右边放配重块，用销钉固定，横梁左边放铁叶轮，两个支承轮中心距离为1335mm，驱动轮与左支承轮中心距离为1415mm，驱动轮与右支承轮中心距离为1398mm;Ⅱ、Ⅱ为犁田坎边第一犁状态，将横梁（16）右移，使左支承轮套碰到横梁套管为止，左支承轮安装在横梁套管上的支承轮套中，横梁右边放配重块，用销钉固定，这时左、右两支承轮的中心距离为1140mm，驱动轮与左支承轮中心距离为1240mm，驱动轮与右支承轮中心距离为1600mm;Ⅲ、Ⅲ为正常犁耕状态，将横梁左移，使右支承轮套碰到横梁套管为止，横梁左边放配重块，用销钉固定，这时，右支承落在前一犁的犁沟里，驱动轮在靠近前一犁未耕地上，两支承轮中心距离为1335mm，驱动轮与左支承轮中心距离为1695mm，驱动轮与右支承轮中心距离为1220mm。
与本耕整机相配套的犁体是“五一”型畜力水田犁，犁总成（12）由犁体（46）和犁辕（47）组成，见图12：犁体包括犁铧、犁壁和犁床。犁体可水旱两用，旱犁时具有断条、架空的翻垡特征，水耕时覆盖性能良好，并且，牵引阻力和侧向力都较小，适于水旱两用耕整机配套使用。犁辕则应用原水田耕整机的犁辕，其下端经改短并焊上连接板。犁体上的犁床通过连接板与犁辕连接，并增加犁托（48）加强犁壁的强度和刚度，以适应耕作速度比畜力耕作有所提高而致受力增大的情况。犁铧的铧尖K点与犁辕前端的短轴的中心I点的水平距离为204mm、垂直距离为384mm。K距犁辕中心线的最高点的高度为498mm。犁总成通过I点与入土角调节板（13）铰接，并通过调节板上的调节孔J调节犁体的入土角，当耕深为133.3mm时，入土角为9°，易于入土和入土行程较短，调好后用销子使犁辕与调节板固定成整体，由牵引杆（11）牵引进行耕作。犁体在水平面内的配置见图7，铧尖配置在驱动轮的牵引线上，为正牵引，驱动轮走在未耕地上，使驱动力保持有较大值且犁的耕幅稳定。
水田犁耕可按原机耕作方法进行。
本耕整机除对原机的部件进行改进外，在总体配置也作了重大调整，总体配置如图8：D点是牵引杆（11）与牵引架（4）铰接点，G是升降操纵杆（8）与支架（10）的固定铰接点，E是牵引杆（11）与升降连杆（9）铰接点，H是升降操纵杆末端，F是升降操纵杆（8）与升降连杆（9）铰接点，I是犁总成通过犁辕前端的短轴与入土角调节板（13）铰接点，J是调节板上的调节孔，K是铧尖。
驱动轮（19）与横梁套管（17）中心位置距离为1038mm，驱动轮与支承轮垂直距离为1235mm，驱动轮与D点中心距离为588mm，D点与横梁套管（17）中心距离为450mm，D点与横梁中心垂直距离为53mm，D点与G点水平距离为330mm，D点与G点垂直距离为207mm，D点与E点距离为540mm，G点与F点距离为180mm，G点与H点距离为470mm，E点与F点距离为120mm。
根据耕整机在不同的工作状态其支承轮的位置及总体配置，对耕整机的纵向稳定性和横向稳定性进行测定，结果见图9～11和表1～3。为了便于作图和说明，把驱动轮（19）多取了一个名称为A，左支承轮（15）称为B、右支承轮（18）称为C，图9为耕整机陆地行走重力分布水平投影图，图10为耕整机犁田坎边第一犁重力分布水平投影图，图11为耕整机正常犁耕重力分布水平投影图。A点为驱动轮（19）中心的水平投影点，B、C分别为左支承轮（15）和右支承轮（18）中心的投影点，AB、BC、AC分别为三个轮子的相互尺寸，ABC组成的三角形即为机器的支承面积，当机器重心投影落在ABC三角形内则稳定，投影点越靠近ABC三角形的形心，则稳定性越好。
分别在A、B、C各轮处测得支承重量为GA、GB、GC;全机未乘坐人以及乘坐人后直行、左转弯、右转弯等状态对重力分布是不同的，分别测得结果列于表，表1为图9的测定结果，表2为图10的测定结果，表3为图11的测定结果。
根据重力的分布用图解法求得全机的重心水平位置。以驱动轮中心投影点A为座标原点，与前进相反方向为X轴，横向为Y轴，则重心的水平投影点位置Ox和Oy分别如表中所列尺寸，重心距离轮子支承面的高度Oz用测定在斜面上重心的投影变量计算而得，也列于表中。
从重心分布结果可知：陆地行走状态，图9：Ox在600～642mm范围，Oz为463.3mm，纵向稳定性可靠，Oy在9～40mm范围，横向稳定性也可靠，犁田坎边第一犁状态，图10;左支承轮移近犁体，右支承轮移至右侧，支承点A、B、C有所改变，测得重心的水平投影Ox在500～562mm范围，纵向稳定性可靠，Oy在110～150mm范围，距离AB边有足够距离，横向稳定性仍有保障，正常犁耕状态，图11：左支承轮移至左侧，右支承轮落在犁沟中，支承点A、B、C如图11所示，测得重心的水平投影Ox在528～572mm范围，纵向稳定性可靠，Oy在157～208mm范围，比较接近支承面的形心，横向稳定性较好。
纵向和横向的极限坡度如表4。
表4纵向稳定性横向稳定性极限角a纵向危险位置转向极限角a横向危险位置转向引起翻车的高低差（mm)陆地行走50°直行27.5°右转616旱犁田边47°右转19°直行371旱地犁耕48°右转24.5°右转552
本耕整机的技术规格
型式
乘座式
外型尺寸（长×宽×高）
2300×1430×1300毫米
质量
200千克（不包括发动机）
配套动力
型号：Z170FM风冷柴油机（带飞轮发电板）
功率：2.94千瓦
额定转速：2600转/分
额定功率时的燃油消耗率：≤285.5克/千瓦小时
质量：44千克
犁田
犁耕水田：深度12～14厘米
耕宽14～16厘米
功效1～1.2亩/小时
犁耕旱地：耕深12～14厘米
耕宽10～12厘米
功率0.5～0.6亩/小时
耙田
耙宽1200毫米
耙深100毫米
功效2～3亩/小时
蒲滚
蒲滚宽1000毫米
蒲滚深100毫米
功效2～3亩/小时
道路行走速度：4～5公里/小时
耗油
犁水田0.7～0.8千克/亩
犁旱地1.4～1.6千克/亩
耙田、滚田0.2千克/亩