随着中国农业机械化进程的发展，农业机具在农业生产中占据着越来越重要的地位。而目前市场上的联合耕整地机种类众多，质量良莠不齐。本文根据东北三省的玉米种植情况，设计1GZMN-140变速联合耕整地机。本机设计时配合牵引机具，采用主箱变速设计，使机具刀轴具有多组转速，以适应不同土壤条件的耕地。同时又对机具进行理论分析和试验研究，更加深入的了解机具的自身性质以及工作性能。本文主要完成以下几方面的研究工作：①概括总结了联合耕整地机的国内外发展状况，市场上存在的主要问题，以及联合耕整地机的发展趋势，明确本文研究的实用价值；②根据东北三省的实际农艺情况，对整机进行设计。设计整机布局方案，设计机具的传动系统，确定机具四档刀轴转速，并验证其合理性。应用Autodesk Inventor软件对变速箱齿轮、链条进行设计及强度校核，确定齿轮及链条的参数，并在理论上保障传动系统强度的可靠性。同时结合市场上出现的实际问题，对机具的重要零部件进行创新设计，如链传动的张紧机构，起垄、施肥机构等，使机具拥有更高的稳定性和实用价值；③对1GZMN-140变速联合耕整地机机架受力进行有限元分析。首先明确机具作业时遇到的四种工况，并计算出在这四种工况下机架受力的大小，然后应用ANSYSWorkbench平台建立机架的有限元模型，对机架施加以力和约束后，进行静力学分析。通过分析结果找到机架的最大应力处和最大位移处，对机架进行强度校核和结构改进；④对1GZMN-140变速联合耕整地机机架进行模态分析。通过ANSYS Workbench软件获得了机架在约束状态下的固有频率，对机架的前十阶振动特性进行了分析，并讨论工作中可能遇到的振动情况，分别讨论作业时的刀轴频率和牵引机具的发动机频率能否与机架发生共振现象；⑤对影响机具作业效果的因素进行试验研究。采用L9(34)正交试验表，做3次正交试验，分别讨论试验因素(刀轴速度、机具前进速度和土壤硬度)对试验指标(碎茬率、碎土率和油耗量)的影响，找到影响这些指标的主次因素，并对试验结果进行多元正交多项式回归分析，求出回归方程，进一步探讨作业参数对作业质量的影响。通过本文对1GZMN-140变速联合耕整地机的设计以及分析研究，探索了一种联合耕整地机设计的新思路，通过结合理论与实际的方法，减少了研发周期以及研发成本。并通过试验，得到影响整机性能的一些作业参数，为用户使用机具提供了理论指导，也为研发人员设计新型联合耕整地机提供新的思路，对提高联合耕整地机综合性能的研究有着借鉴的价值。