播种机作为现代农业机械化播种的关键设备,正朝着高速、精准和自动化方向发展。目前,我国现有开沟器稳定作业速度与播种作业速度需求不匹配,随着作业速度的提升,出现开沟阻力增大、土壤扰动增加、播种质量下降等问题,制约了播种机的高速发展进程。针对上述问题,本文选择无侧翼且宽度较窄的鸭嘴式开沟器为对象,采用分段法建立鸭嘴式开沟器工作阻力的数学模型,分析开沟阻力的影响因素;利用有限元分析软件和正交试验设计技术,对开沟器开沟过程进行模拟和理论分析,对比验证了所建阻力模型的正确性,为后续鸭嘴式开沟器结构参数的优化奠定理论基础;通过单因素试验,探究作业速度提升后,开沟器各结构参数对工作阻力的影响趋势,得到鸭嘴式开沟器各结构参数的较优范围;通过二次回归正交旋转组合试验,探究鸭嘴式开沟器结构参数对工作阻力的综合影响,得到速度提升后工作阻力较小状态下鸭嘴式开沟器结构参数的最佳组合。通过室内土槽试验,对有限元模拟结果和土槽试验结果的进行对比,验证采用有限元法对开沟器结构参数进行优化的可靠性。通过在不同作业速度和作业深度条件下,对开沟器进行开沟试验,获取开沟器开沟过程中的工作阻力、侧方抛土距离及开沟深度信息;通过在不同作业速度下,对开沟器进行播种试验,得到播种深度和株距信息。在此基础上,对比分析开沟器的减阻性能、开沟深度稳定性、土壤扰动情况及播深一致性和株距均匀性,综合评价开沟器的作业性能。