随着我国农业生产水平的不断提高,对于蔬菜的种植规模及种植要求也开始实施标准化。用自动化播种设备代替人力种植,可有效解放劳动力,减少成本,提高温室大棚的生产效益。蔬菜种植模式除了移栽方式就是精密播种,尽管国内生产的蔬菜播种机价格低廉,但大都采用链条齿轮传动播种,精度不高,不能满足高标准要求;国外进口蔬菜精密播种机价格昂贵,不适合在中国大面积推广,因此开发适合国内温室大棚种植的蔬菜播种机还有很大发展空间。本文设计了一款气吸滚筒式温室大棚蔬菜精密播种机,该设备具有播种精度高,通用性强、低成本等特点。在设计研究前进行了大量的调查研究,并查阅相关文献资料,结合实际生产进行分析研究。运用CAD软件进行设计,结合多款CAE软件对播种机分析与研究。1.通过FLUENT软件分析了精量播种机排种器的气体输送管的流场性能,对设计不同孔距的排种器通过速度云图对比分析,显示孔距为200mm,管孔径18mm的排种器内部的气流的运动轨迹均匀,符合设计要求。同时确定了排种器气体输送管上的5行气孔结构和滚筒上的6排吸种孔结构。2.通过对排种器力学和运动分析计算得出,影响排种器合格指数的因素为吸种孔负压、播种机前进速度和排种器吸种角度。采用CFD-DEM流固耦合方法,建立种子离散元模型和排种器工作边界,模拟排种过程,以排种合格指数、漏播指数和重播指数仿真数据并作为分析指标。通过三因素三水平二次正交旋转组合实验方法对仿真数据进行优化,得到最佳参数:设定吸种角度为30°,负压值为675Pa,前进速度为0.5m/s时,排种合格指数为92.9%,漏播指数为4.3%,重播指数2.7为%,满足蔬菜精密播种的要求。3.为进一步提升播种机性能,对开沟器的结构进行了优化设计和仿真分析,通过EDEM-ANSYS耦合分析,发现开沟器在土壤中的最大应力为2.74MPa,而开沟器结构前刀刃可承受最大受力为30.3 MPa,满足开沟器实际的工作要求。4.为了更好的完成整机结构的设计,结合传统粮食作物播种机的结构特点对蔬菜播种机的传动系统、动力系统、机架、行走机构及整机结构进行优化设计和结构分析并最终确定了蔬菜播种机整机设计方案。本文在所得出的结论可以为气吸式蔬菜精密播种机的深入研究与应用提供一定的理论基础和数据参考。