3ZFS-1型甘蔗中耕施肥培土机能进行中耕、施肥、除草联合作业,生产效率高、操作劳动强度低,对地块的平整度及机耕道要求不高,适用范围较广,能够极大的满足甘蔗生成的需要,但在实际使用中,该机施肥机构主动轴频发断裂严重影响其使用寿命及产品推广。因此对施肥机构进行仿真分析并找出断裂主因,进而对主动轴优化设计,提高使用寿命具有重要意义。　　 以3ZFS-1型甘蔗中耕施肥培土机为原型,运用3D建模软件ProE、有限元分析软件ANSYS和多体动力学软件ADAMS联合建立施肥机构的虚拟样机模型,并且采用物理试验和仿真实验的实验数据对比,验证了虚拟样机模型的准确性;通过对虚拟样机的多体动力学仿真分析,获得了各构件的作用力、运动规律(速度、位移、加速度等)和施肥机构工作过程中作用在主动轴上的动态载荷,利用有限元分析软件ANSYS对主动轴进行应力、应变和疲劳分析。发现累积疲劳系数为1.09457＞1,说明主动轴结构设计不合理,会发生疲劳破坏。最后在ANSYS软件中采用APDL,参数化设计语言对主动轴进行结构参数优化设计,得到主动轴的等效应力降低了68％,且在结构性能提高的前提下材料质量下降9.01％的优化结果,此时,主动轴结构最优化参数为R1=8,R2=9,R3=10,R4=12,R5=12,主动轴结构设计参数R1～R5是各段阶梯轴的轴半径,R1～R5位置如图6-1所示。