本文集成运用SAPB/TRIZ/DOE三种设计方法对苜蓿联合播种机的关键部件进行创新设计,通过离散元法进行仿真试验,并开展部分田间试验,经过对比分析对其关键部件进行参数优化。(1)运用SAPB设计方法,通过黑箱图对苜蓿联合播种机总功能进行分析,结合功能基对总功能进行表达,建立功能结构图对播种机的总功能进行逐级分解直至分解到功能元,分析功能元之间的冲突获取了苜蓿联合播种机的3项关键技术特性:优化播深一致性、提高播种精量性、提高施肥均匀性;确定了需要优化的3个主要部件:调节深度的部件——播齿刚性构架,分离种子的部件——排种器,均分化肥的部件——化肥分流板,并完成总的方案设计。(2)运用TRIZ理论中的冲突分析对播齿刚性构架、排种器、化肥分流板3个主要部件进行创新设计。通过冲突分析解决苜蓿种子播深不一致的问题,并获取发明原理推荐项—动态化设计,结合原理分析获取悬浮装置的设计方案。为了解决苜蓿种子播种不精量的问题,创新性地设计了新型排种器,对苜蓿种子的受力进行分析,得出种子的绝对速度、绝对加速度、位移、种子受力与排种器角速度之间的关系,并获取新型排种器的设计方案。通过冲突分析解决化肥施肥不均匀的问题,并获取发明原理推荐项—参数变化,确定影响施肥器施肥均匀性的主要参数为:分流纽距离、左右间距、距顶距离、上下间距和安装角度等5种因素,并获取化肥分流板的设计方案。(3)运用正交试验法结合EDEM离散元仿真对排种器、化肥分流板进行优化设计。在EDEM中搭建排种器的仿真平台,包括苜蓿种子的密度分析、仿真平台搭建、仿真模型的建立、时间步长的确定,最后进行仿真试验。结果证明,新型排种器满足10-15cm的播种间距与1-3粒种子的播种精度,重播率为6.7%,漏播率为6.7%,较大程度提升了苜蓿种子的播种精量性。运用正交试验法对化肥分流板进行参数优化,通过EDEM离散元仿真对化肥分流板进行单因素试验与正交试验分析,并进行田间实验的对比分析。试验结果证明,影响施肥均匀性的主要因素为分流纽距离、安装角度和左右间距,并将施肥均匀性提高了18.9%。