为了提高我国森林覆盖率及林果经济作物的种植面积，实现高效造林，降低生产成本，迫切需要提高林果栽植作业的机械化水平。针对山东省林果种植的地理条件（丘陵山地较多，地形复杂等）及当前国内外栽植机械发展现状，本文研制出一种大功率，手推式液压传动林果栽植挖坑机，利用ANSYS有限元分析软件，对钻杆、螺旋翼片及切土刀片等关键部件的工作过程进行模拟仿真，获得这些部件的应力应变分布情况，模拟结果对关键部件的结构及材料设计、选择提供数据支持与理论分析依据。为了提高刀片的入土性能及耐磨性能，对其进行硼铬稀土共渗处理，表面形成了厚度为0.15mm，硬度为1800Hv的硼化物层，对该机进行现场测试，结果表明其各项指标均达到了设计要求。该挖坑机采用7.3kW四冲程汽油发动机作为动力源，设计出一套完整独立的液压传动系统（CBR-E25型齿轮泵、BM-250型号马达），降低工作过程中的振动，改善了劳动条件，实现了人机和谐工作。另外系统中的手动换向阀可实现螺旋钻头正反转。通过更换不同直径的钻头，获得的坑径在300~600mm可调，最深坑深可达800mm，对于一般土质而言，其挖坑效率在100坑/h，并且能够实现丘陵、缓坡地带的挖坑作业。本文首先根据国内外便携式、悬挂式挖坑机的研究现状及发展趋势，提出总体设计目标，利用Pro/E、AutoCAD等计算机辅助设计软件，对主要部件（钻头、机架、液压件与机架的连接件等）进行三维建模，重点研究了螺旋升角、土壤阻力对挖坑作业的影响，螺旋钻头合适的转速范围等相关理论计算；其次，对液压系统进行整体设计，通过理论计算，选用合理的液压元件（液压泵、液压马达、溢流阀、换向阀等），使得钻头工作过程中平稳快速，振动小；再次，利用ANSYS有限元分析软件，对挖坑机主要工作部件（螺旋钻头、螺旋翼片、切土刀、限位块以及钻杆）进行有限元模拟仿真，获得这些部件的静力学、动力学、模态模拟分析结果，对结构设计、材料选择起到指导作用，大大缩短设计时间，降低了设计成本；接着，针对传统钻头入土性能及耐磨性差的缺点，对切片进行了硼铬稀土共渗处理，并对其显微组织、硬度等进行观察分析；最后，对该机进行现场实验，检测各项性能指标。
