由于旱地农业生产中不断的小型农机浅耕与重用轻养,使土壤的有效耕层变浅,犁底层变厚,造成耕层土壤的理化特性恶化,地力下降,导致农田干旱、水土流失,土壤养分降低,严重制约了农作物生产力的提高。辽宁省西部地区(辽西褐土区)常年降水量较低,蒸发量较大,土壤干旱程度严重,导致适用于该地区的耕整机械较少,现有的联合作业机不能从根本上满足作业需求。因此,为了满足该地区的耕作模式,提高自然降水的利用率,改善土壤的蓄水能力,适用于该地区的联合作业机的研究变得尤为重要。论文选题结合了公益性行业科研项目(项目编号:201503116-09),针对辽宁省西部褐土区研究设计了一种与之配套的深松灭茬旋耕起垄联合作业机,对其关键部件进行动力学分析、有限元分析,并且进行了三因素五水平二次回归正交组合试验研究,本研究主要的成果与结论如下:(1)通过对国内外联合作业机研究现状的深入分析,结合国内现有联合作业机的作业特点,针对辽西褐土区垄作情况研究了一种与之配套的深松灭茬旋耕起垄联合作业机。该机具一次进地即可完成深松、灭茬、旋耕、起垄和镇压等作业,使土壤环境达到良好的待播状态。完成了各关键部件的设计,并对各关键部件进行三维建模和仿真研究。(2)运用Solidworks和CAD软件对深松灭茬旋耕起垄联合作业机进行设计,并在对各关键部件进行机理分析的基础上,着重对起垄部件进行深入研究,对起垄工作曲面形成原理进行了研究,确定其最佳参数和结构。(3)利用ANSYS软件对深松铲柄和灭茬旋耕轴进行有限元分析,得到深松铲柄所受最大应力为245.38 MPa,小于材料的屈服极限应力,最大应变为0.001 mm,最大总位移为0.38 mm。对灭茬旋耕刀轴进行模态分析,结果表明:固有频率随着阶数的增加而增大,固有频率范围77.32~421.00 Hz,刀轴频率范围为35~45 Hz,各振型不会产生共振。(4)在对辽西褐土区土壤进行含水率与坚实度进行实测试验准备的基础上,以抛土最大距离与工作阻力为试验指标,以机具前进速度、入土深度和秸秆覆盖量为因素,对起垄装置进行了三因素五水平二次回归正交组合试验。试验结果得出理论最优工作参数组合为:机具前进速度为1.14 m/s,入土深度为20.21 cm,秸秆覆盖量为0.35 kg/m~2,抛土最大距离为29.09 cm,工作阻力为12.05 kN。