自上世纪80年代以来,我国大量机械投入农业,造成了土壤压实板结,水土流失严重,农作物产量下降。为了解决此问题,国内外大量学者专家提出了深松耕作方式,以此用来改善土壤结构、打破犁底层、降低水土的流失,增加农作物的单位面积的产量。经过许多学者科学的实验研究,得出对土壤进行深松耕作能够改善土壤结构,解决以上问题。目前,深松机具在国外已经得到广泛应用,并且拥有一定的规模化、标准化以及一定的体系;我国虽然也取得了一定的研究成果,但大多机具功能都比较单一、作业深度不稳定、对不同环境条件下的作业适应性能差等。为了使耕作机具能够适应高速发展的时代,本文设计了多功能深松中耕机,其多种功能集于一身,并能够根据不同需要进行调整。本文所设计的机具主要构成是:机架、牵引装置、防堵装置、深松中耕除草装置、自锁装置、自动复位装置、限深装置和分层施肥装置等,并分别对各个装置工作原理进行了说明以及受力分析。本文所设计的机具在工作过程中能够同时实现切茬、深松/中耕、除草、分层施肥四项功能,使机具的作业效率得到了很大的提高。根据机具的各部分功能划分,机具分为防堵、深松/中耕、施肥、自我保护、自动恢复五大功能模块。解决了地表作物秸秆、残茬对极具的缠绕堵塞、降低耕作阻力、降低机具损耗以及提高工作效率,五大功能模块能够独立工作、合理配置,机具的工作效率能够得到很大的提高,并且达到了多种功能同时联合工作的基本要求。通过对各零部件功能的介绍以及受力分析和工作原理的阐述,得出最优解,使机具各零部件之间的配置更加合理化、实用化。本文对深松铲铲柄进行了ANSYS分析,得出深松铲铲尖处是应力最集中的位置,约为1180MPa,测量的结果小于屈服极限1250MPa;最大位移量为0.008mm。设计满足要求。本文对所设计的多功能深松中耕施肥机在石河子大学试验田三分场做了初步的性能试验,土壤为灰漠土,种植作物为棉花。通过实验得出:多功能深松中耕施肥机在进行工作时,其入土性能良好;对四层不同深度的土壤坚实度分别进行了测量对比,分别降低了78%、47%、36%和26%,达到了深松机的国标要求;进过对深松前后含水率的测量,未深松地块土壤的平均含水率为12.68%,深松地块土壤的平均含水率为19.56%,深松地块土壤的平均含水率比未深松地块土壤的平均含水率提高了6.17个百分点;在预置耕深为330mm时,左右深松铲的深松深度的稳定性系数分别为U1=98.96%和U2=98.67%,满足国家对深松机的规定;防堵装置中的圆盘不仅具有除草切茬作用,而且具有降低对机具牵引阻力的作用,其在工作时平均减阻16%。