在水稻生产的过程中,修筑田埂是水田灌溉前必不可少的步骤,是整个水稻生产的重要环节。目前,我国对水田筑埂技术的研究还存在着一些不足,对筑埂机旋耕切削土壤以及振动压实所筑田埂的机理研究相对较少;现有的筑埂机械存在功耗较大,机具磨损严重,土壤破碎不充分,筑埂不坚实等一系列问题,尤其是筑埂机旋耕切削装置耗能较大,其功能的好坏决定着水田筑埂机的筑埂质量和工作效率。本研究完成的工作内容如下:(1)根据筑埂机的工作特点,对其总体设计进行了详细阐述,并对筑埂机关键部件进行了力学分析。通过对旋耕切削装置的工作原理及受力情况进行分析,为后文探索旋耕切削部件与土壤的相互作用机理作奠定基础。(2)采用离散元法研究刀具与土壤的相互作用机理,分析不同刀具的功耗问题,探究刀具对碎土效果的影响,重点研究了旋耕弯刀的结构参数对功耗以及碎土效果产生的影响,通过正交试验发现弯折角、幅宽、正切面端面刀高对旋耕弯刀功耗的影响最为显著,得到了不同刀具较为理想的参数组合。当旋耕弯刀弯折角为125°,幅宽为60mm,正切面端面刀高为55mm,侧切刃包角为27°时,刀具功耗相对较低而且碎土效果较好;当抛土弯刀的弯折角为120°,幅宽为80mm时,刀具的功耗及碎土效果较好;从材料损耗的角度考虑,L型弯刀幅宽为40mm时刀具所用的材料最小。(3)本文所研究的筑埂机旋耕切削装置分为左右两个刀轴,刀具在左右两个刀轴上对称排列。依据其功能特点对不同刀具进行空间排布,探究不同刀具的空间排布方式对刀轴性能的影响,得到一种较为理想的刀具排布方式。所设计的左旋耕刀轴的旋耕弯刀采用刀座式,三头螺旋线排列方式,刀具数为12把。抛土弯刀为采用的是刀座式,抛土弯刀设计为两把。L型弯刀为切型刀,L型弯刀采用的是刀座式,刀具数为两把。(4)采用有限元法建立了旋耕弯刀的数值计算模型,并在模型上设置数个受力监测点,对各个监测点位置的应力进行采集,采用名义应立法对材料的S-N曲线进行修正,得到旋耕弯刀的S-N曲线表达式,通过计算得到各监测点的疲劳寿命。其中,监测点1的疲劳寿命最短,该点位于旋耕弯刀与刀座的连接处,该部位在使用的过程中可能最先发生疲劳破坏。