为了提高气吸式免耕播种机在免耕地播种作业的质量,开展了气吸式免耕播种机振动特性对排种性能的影响研究。本研究测试分析了免耕播种机在不同免耕地的振动特性,建立了免耕播种机在振动条件下的数学模型,并分析其影响因素;利用离散元分析软件仿真分析了排种器内种群的运动和受力情况,优化了排种器的工作参数;搭建了振动式排种性能试验台;进行了排种性能试验,得出排种器工作和结构参数的最优组合。研究结果如下:1.通过分析播种机的振动特性,建立了气吸式免耕播种机振动的数学模型,分析了其影响因素,并求出了播种机振动固有频率,得出播种机垂直振动有两阶振型。同时分析了种子的气吸和振动耦合力学特性,得出吸附种子的临界真空度。2.对免耕播种机在不同免耕留茬地表作业时进行振动测试,获得了免耕播种机在不同免耕地表振动特性的共性和差异性。通过分析葵花、玉米、莜麦、荒地四种免耕地振动能量的密度分布和在不同播种速度下各免耕地振动频率和振幅的关系变化得出:(1)影响播种机垂直振动的因素主次顺序是播种机前进速度、垄向、播种深度。(2)排种器振动能量在免耕地的频率分布密度主要集中在低频段0～12Hz,且与根茬种类、土壤坚实度和含水量有直接关系,土壤坚实度和含水量越大的根茬免耕地,其振动能量越大。四种免耕地的振动能量主次顺序是葵花地>玉米地>莜麦地>荒地。排种器的振动频率和振幅随着播种机前进速度的增大而增大。免耕地根茬的大小和密度是排种器振动频率和振幅的影响因素,免耕地作物根茬越大,密度越大,则振动频率和振幅随之增大。3.振动信号通过模态参数识别,确定了振动系统的物理参数。玉米茬地两个振型的自然频率为8.5Hz和38.5Hz,与之相应的模态阻尼比为0.075。4.对不同免耕地振动信号进行分解和重构。(1)分解信号显示免耕茬地和退耕荒地的振动信号由若干尺度函数基和正弦小波基组成。(2)重构信号显示免耕茬地的波形均出现间隔,而荒地的波形呈连续变化。原因是免耕地表存在规律的株距根茬,而荒地蒿草的根茬无规律。5.以振动频率、振幅、排种盘转速(即搅种轮转速)、种箱内种子的容种量为变量,种子速度、种子间作用力和离散度为目标函数,借助离散元软件仿真种箱内大豆种群运动,得出优化的工作参数范围为:排种盘转速应选择14.80～18.50r/min;频率应选择小于10Hz;振幅应选择小于5mm;容种量应选择60%～80%。这样可使种箱内种子处于利于吸种的松散状态,减小吸种时种子间的拖带和碰撞作用,提高种子吸附性能。工作参数对种子间作用力的交互作用分析结果佐证了上述单因素分析的正确性。该结论通过吸种率的单因素试验得到了验证。6.以排种器的工作和结构参数(排种盘转速、真空度、容种量、频率、吸种孔直径和吸种孔分布直径)为试验因素,合格指数、重播指数、漏播指数为评价指标,对排种器进行了排种性能的响应面法优化试验,以合格指数最大、漏播指数最小为响应值,响应面最优值结果为:吸种孔分布直径为170mm、吸种孔直径为3.77mm、真空度为3.88～3.97kPa、排种盘转速为11.02～15.96r/min、频率小于7Hz。本研究的结论对高寒干旱地区气吸式免耕播种机的设计具有一定的实际应用价值。