合理施肥对于农业生产有着至关重要的作用,我国是全球化肥施用总量最高的国家,但化肥的使用效率较低。液肥施肥机是一种将液体肥料深施于地表以下的装置,可有效提高作业效率与肥料利用率。本文结合玉米株距及施肥量、施肥部位等农艺要求对液肥施肥机进行设计与优化,并利用土槽试验台对施肥单体进行模拟田间试验。舵轮机构作为施肥部件是液肥施肥机的核心,初步确定舵轮机构的主体结构后对其进行运动学分析并建立运动方程,得出其结构参数:回转半径R、施肥针数量Z;运动参数:前进速度V_m、舵轮转速ω是影响作业性能的主要因素。在理论分析的基础上建立舵轮机构运动学仿真模型,利用Matlab软件进行运动轨迹仿真分析,分析回转半径R、施肥针数量Z、前进速度V_m、舵轮转速ω对作业性能的影响。在此基础上利用Design-Expert软件进行试验方案设计,并对仿真试验结果进行优化得到最佳参数为舵轮机构半径R=0.3m、施肥针数量Z=8个、前进速度V_m=1.52m/s(5.472km/h)、舵轮转速ω=5rad/s。以此为主要依据应用SolidWorks软件进行三维建模,并将模型导入Adams软件中,进行模型的运动仿真分析。通过查阅《农业机械设计手册》结合实际情况确定仿形机构的主要参数,完成施肥单体的设计。对液肥施肥机的悬挂参数进行选取并对机架进行安全分析,确保机架的稳定性与安全性。以仿真试验结果为依据对施肥单体的作业性能进行试验土槽试验,采用二次旋转正交试验利用Design-Expert软件对实验数据进行处理,分析前进速度V_m、舵轮转速ω对穴距及穴口长度的影响并与仿真试验结果进行比较。结果表明前进速度V_m=1.5m/s(5.4km/h)、舵轮转速ω=5rad/s时效果最佳穴距为0.220m、穴口长度为0.051m。与仿真试验的结果基本一致,进一步验证了施肥单体设计的合理性。对施肥单体的施肥性能进行试验,确定舵轮转速ω=5rad/s、机具前进速度V_m=1.5m/s(5.4km/h)、施肥口直径为3mm、施肥泵压力设定为0.3MPa。试验表明施肥穴距合格率、施肥穴口长度合格率、施肥量合格率、施肥成功率、施肥深度合格率均高于80%,满足液肥施肥机的作业要求。