长江中下游区是我国棉花和油菜的主产区,该区域油菜种植时正遇棉花结铃和吐絮收摘的高峰期。为了避免棉花收获后田块在冬季闲置,一般在棉花尚未收摘完或拔秆之前在棉花行间套种油菜,形成了棉花行间套种油菜的种植模式。棉花种植行距一般为700-800mm,株高800-1200mm,适宜播种2-4行油菜。传统的棉田套播油菜均为人工作业,存在劳动环境非常恶劣、劳动强度大、生产效率低等问题。由于棉花植株分枝交错,且空间狭小,现有的各种油菜播种机械因结构复杂、外型尺寸大、技术参数与棉田套播种植油菜农艺要求不配套等问题不能应用于棉田机械化播种油菜,必须结合棉田种植油菜的条件和配套农艺要求,研究开发适宜棉田套播油菜的装置与机械。为满足棉田套播油菜的需求,设计了一种与微耕机动力配套的棉田套播油菜的振动式播种机械。以满足棉田套播油菜的株距、行距、种深等农艺要求。论文主要研究内容如下:(1)研制了一种与微耕机配套的棉油套作油菜播种机,该机主要包括开沟装置、棘轮驱动装置、机架、接种装置、地轮装置、排种装置等结构,分析确定了其主要的结构参数和工作参数。(2)提出了一种利用振动破坏散粒体架空的原理,研制了一种棉油套作油菜播种机的棘轮振动式排种装置,分析了散粒体架空形成的机制,确定了排种孔直径的范围,为振动排种提供了一定的理论依据。并提出棘轮的推程运动为曲柄滑块远动,并可以根据棘轮所要提供的最大频率来确定棘轮的几何外型。(3)运用EDEM软件模拟了种群颗粒在不同振动频率、振幅的条件下的离散程度。通过对低幅高频振动和高幅低频振动的仿真分析可知:在低幅(振幅为5mm)振动条件下,当种群振动频率小于17Hz时种群的离散程度随着频率的增大而增大,当种群频率继续增大时,种群的离散程度增长缓慢;在高幅(振幅为40mm)振动的条件下,种群的离散程度随着频率的增大呈波动式增长。且通过高幅振动的平均高度曲线分析可知,在频率为4Hz时,种群的平均高度波动最稳定。(4)开展了影响排种装置工作性能指标的单因素试验和多因素的正交试验。单因素试验结果表明,排种装置排种稳定性变异系数、均匀性变异系数均随着棘轮转速上升呈先减后增的趋势,且排种装置在棘轮转速为40r/min时总排种量稳定性变异系数和各行排种量一致性变异系数最小,分为1.08%、2.74%。多因素的正交试验结果表明棘轮转速为40r/min、排种孔直径为2.6 mm、油菜籽高度为50mm水平下排种效果最好。同时开展了排种器在最佳工作条件下的排种粒距均匀性试验。结果表明,排种装置排种均匀性变异系数为13.8%,且符合测量指标的比例为87%。(5)播种机田间试验株距分布结果表明,该棉油套作油菜振动式播种机田间播种均匀性变异系数为17.3%,且该播种机田间播种平均行距为213mm,满足播种机播种标准JB 6274.1-2001的要求。且播种机棉田试验表明,该棉油套作油菜振动式播种机能在棉花行间完成油菜套播。