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免耕播种机是保护性耕作的关键机具之一,其播种质量的好坏在很大程度影响着保护性耕作的发展。目前已经推广的免耕播种机存在着诸多问题,如机具质量过重、作业时破坏垄型、破茬清垄效果不显著等。为了优化免耕播种机的关键部件,研制了一种圆盘破茬刀切割玉米根茬运动特性测试装置,通过该装置能够实现实时精确地测绘出圆盘破茬刀工作时待测点的运动轨迹,为圆盘破茬刀的优化设计提供理论参考。论文取得的主要研究成果如下：(1)利用计算机软件AutoCAD和SolidWorks对圆盘破茬刀切割玉米根茬运动特性的测试装置优化设计和建模,构建了整机装配体。在此基础上对关键部件进行了有限元分析。分析结果表明圆盘破茬刀切割玉米根茬运动特性的测试装置的材料特性和力学特性符合设计要求。(2)通过对圆盘破茬刀切割玉米根茬运动特性测试装置进行单因素试验分析可知,光面圆盘破茬刀上待测点的运动轨迹为光滑的摆线；半圆型缺口盘和阿基米德螺线盘上待测点的运动轨迹为由不同长度的圆弧组成的云曲线,每个周期的圆弧个数由破茬盘上的缺口数决定。通过对圆盘破茬刀切割玉米根茬的运动轨迹分析可知,机器配重影响运动轨迹的垂直位置,进而影响破茬率与破茬深度。(3)通过关于圆盘破茬刀切割玉米根茬运动特性测试装置的二因素三水平正交试验分析,得出各因素的极差值,确定了各因素的主次顺序,找出了各因素最优水平和最优组合：选用阿基米德螺线型圆盘破茬刀、机具配重为100kg时破茬效果最好,破茬率最高。(4)通过对三种圆盘破茬刀进行运动学分析,分别对冲击情况、入土滑切角和切割速度变化进行了分析比较。建立了阿基米德螺线型圆盘破茬刀切割根茬运动的运动学模型。得出了阿基米德螺线型圆盘破茬刀刃口上点的运动轨迹是由不同长度的圆弧组成的云曲线,建立了阿基米德螺线型圆盘破茬刀刃口上点的运动方程。发现阿基米德螺线型圆盘破茬刀刃口上点的轨迹具备了光面圆盘破茬刀的摆线,具备了半圆型缺口圆盘破茬刀的冲击,并且滑切角较大,滑切性能更好。