水稻机械插秧是农业部确定的水稻栽插主推环节。农艺专家为防止病害、增加产量和减少倒伏提出了宽窄行插秧方式。但在其他结构及生产流水线均不变的前提下实现宽窄行插秧成为水稻机插研究的难点，影响着我国水稻机械化的发展。本文针对宽窄行机插现状，以韩国国际高速水稻插秧机为研究对象，根据宽窄行种植农艺要求，设计出一种在育秧工艺、秧箱、秧盘结构均不变的前提下即可实现水稻宽窄行种植的分插机构——单轴锥齿轮倾斜式宽窄行分插机构。同时利用变性椭圆齿轮传动机构传动比函数的特殊性，设计了一种新型变性椭圆齿轮行星轮系应用到分插机构中，本文主要研究内容如下：1．分析了国内外分插机构的研究现状，发现国外没有对宽窄行分插机构展开研究；对国内现有的宽窄行分插机构进行研究和探讨，本文提出保证宽窄行的新型分插机构：分插机构的传动部分采用单轴锥齿轮传动，行星轮系部分采用变性椭圆齿轮行星轮系。2．将变性椭圆齿轮与椭圆齿轮进行对比，发现变性椭圆齿轮在传动特性方面有很大优势，引入到分插机构行星轮系中可以为分插机构的运动学优化提供了调动空间。对变性椭圆齿轮行星轮系等行距分插机构的运动学特性进行展开分析，其中包括传动比分析、角位移分析、角速度分析等，并建立了分插机构的运动学模型，得到了该分插机构秧针尖点的位移方程及速度方程。3．基于变性椭圆齿轮行星轮系的运动学模型，针对分插机构多目标多参数的优化特点，借助VB可视化开发平台，自主开发了变性椭圆齿轮行星轮系分插机构的辅助分析与优化软件。借助专家经验，指定优化目标，将用户对轨迹是否合理的主观判断转化为客观的数值比较，降低了判断的难度。优化后得到了一组合理的结构参数，根据这组优选的结构参数，进行了分插机构的结构设计。4．针对宽窄行插秧的农艺要求，结合已设计的变性椭圆齿轮行星轮系等行距分插机构，设计了一种单轴锥齿轮传动箱，并论述了该机构的工作原理。将分插机构的齿轮箱及栽植臂整体倾斜，使推秧点相对取秧点横向偏移一定距离，实现宽窄行插秧。确定了倾斜式宽窄行分插机构最优的实现方案—整体围绕前进方向平行轴向内侧旋转10.5°。5．建立了宽窄行分插机构的三维模型及虚拟样机，进行了机构运动学仿真，与理论计算结果相比较，验证了理论建模的正确性及分插机构满足宽窄行插秧的要求。6．结合破坏性试验，对分插机构的重要零部件做有限元分析，通过刚柔耦合多体动力学仿真以及结果分析对结构性能或缺陷进行预见，进行结构改进设计，提高了机构的可靠性能。