林业发展是社会发展中的重要一环,其发展的质量和效率受到高度的重视,目前林业苗木培育和栽植作业繁琐,靠人工作业成本高、耗时长、劳动强度高和伤苗严重,存在效率低、科技含量不高的问题。因此,提高和发展现代林业苗木栽植技术及装备是非常必需和迫切的。目前,国内在农业植苗机方面的研究较多,而对于林业植苗机的研究较少,本文针对林业3～4年苗龄苗木在林地环境中的栽植情况,进行了林业小型苗木植苗机的结构设计和参数优化研究。通过研究和参考相关植苗机的研究成果,并结合林区的地形环境,开展了林业小型苗木植苗机机械结构的三维设计、运动分析、参数确定、仿真分析和整机的田间试验等相关研究工作,其研究内容如下:（1）通过对林业苗圃基地实地考察研究,分析现有植苗机的类型,结合3～4年苗龄苗木的参数和栽植作业要求,确定植苗机的设计方案、组成结构、传动方案和作业功率。利用Solid Works软件,对植苗机的三维模型进行设计。林业小型苗木植苗机由碎土机构、输苗机构、栽植机构、覆土镇压器和牵引机构组成,碎土机构负责破碎林区的土壤,输苗机构是将苗木输送到栽植器中,栽植机构负责将苗木栽植到破碎后的土壤中,覆土镇压器对栽植好的苗木进行覆土和压实作业,各机构之间相对独立,有利于后续结构的改进和维护。（2）对植苗机的关键零部件进行设计。确定碎土机构的结构组成,对碎土刀的运动轨迹和碎土深度的影响因素进行分析,通过计算初步得到碎土刀在碎土作业中的受力情况。确定栽植机构的结构组成,建立栽植机构的运动学模型,分析得到栽植器上栽植点的运动轨迹方程,确定栽植机构中电机的转速、植苗机速度和转动圆盘转速之间的配比关系。确定覆土镇压器的结构组成,并在不考虑覆土镇压轮自身倾斜度的情况下,对覆土镇压轮外径、宽度和内倾角进行设计,计算得出覆土镇压轮在作业过程中受到的土壤反力。（3）使用Solid Works软件完成整机的虚拟装配,各机构间无干涉现象。通过ADAMS对碎土机构进行运动仿真分析,得到工作速度比为9时,碎土机构的工作性能较好,并使用ANSYS对碎土机构完成强度、模态和疲劳仿真分析,验证了碎土机构设计满足要求。通过ADAMS对栽植机构进行运动仿真分析,得到在满足作业要求下的植苗机运行速度和转动半径的变化范围。通过ANSYS对覆土镇压器进行强度和刚度仿真分析,确定其在作业中的应力值、变形值和应变值,验证了覆土镇压器结构刚度和强度满足设计要求。（4）对植苗机进行田间试验,验证植苗机的栽植性能,并进行参数优化。通过单变量预试验,确定碎土深度、运行速度和转动半径三个自变量的变化范围,通过正交试验,研究各自变量及其交互作用对栽植苗木倒伏率和损伤率的影响。通过响应曲面法进行参数优化,得到最佳参数组合为:在碎土深度为162.08mm,运行速度为0.156m/s,转动半径为860.22mm的工作条件下,栽植苗木倒伏率为3.18%,损伤率为3.28%,此时植苗机的栽植性能较好。