自走式高地隙喷雾机是适合棉田植保作业的重要机型，其地隙高度、轮距宽窄、喷杆升降及伸展等调节机构和结构参数，是决定机具田间喷雾作业性能的关键因素。本文依据对河北省棉花种植模式的调研情况，结合棉花生长过程中植株高度变化规律，设计了地隙高度和轮距宽窄均可调整的自走式高地隙喷雾机，建立了其三维数字样机模型，利用有限元方法对喷雾机的支撑结构、行走转向机构、喷杆支撑架等关键部件进行了设计、分析和优化，并对整机的稳定性进行运动仿真分析，为样机试制提供了理论依据。论文主要研究内容如下：　　调研了河北省棉产区棉花种植基本模式，主要包括大小行距种植模式、等行距种植模式及棉麦套种模式。结合棉花生长期内植株高度及枝叶密度的不同，明确了棉田植保对自走式喷雾机整机结构设计的基本要求，进而确定了自走式高地隙喷雾机的整机设计方案。根据确定的喷雾机的整机设计方案，利用AIP软件建立了自走式高地隙喷雾机的三维参数化模型，完成了1∶1的数字样机模型，通过计算初始设计模型的三维应力分布和安全系数发现，可调式支撑腿结构存在安全系数低于1.5的薄弱部位，根据计算结果调整样机模型参数，关键部位增设加强肋，最终定型了可调式支撑腿关键结构即重要结构尺寸。对行走转向系统进行了计算分析，完成了转向机构的设计和分析，确定了其结构尺寸。基于喷雾机的稳定性理论分析，进行运动仿真，确定了喷雾机在纵向坡道上坡、下坡及横向坡道上的倾覆和滑移的临界条件，得出喷雾机的稳定性参考评价指标。建立喷杆支撑架结构的三维模型，对双平行四连杆机构进行了强度分析及优化改进，完成了整个喷杆支撑架机构的模态分析，结果显示喷雾支撑架的模态频率不在地面给支撑架激励的共振范围内。　　基于有限元分析结果优化改进整机结构，完成了喷雾机整机三维数字样机模型，对整机进行了干涉检测，确保没有装配干涉。基于三维模型关联生成二维图纸，进行样机试制、轮距和高度调整试验、道路行走与田间喷雾试验，结果表明:自走式高地隙喷药机整机结构设计合理，轮距和高度易于调整并按要求锁定，道路和田间行走性能稳定，通过性好，喷药作业中喷杆支撑架展开和收缩动作顺畅稳定，喷雾效果良好，达到了棉花植保作业农艺技术要求。