随着我国农村经济的快速发展,农业机械化水平不断提升,人们对农机产品性能的要求也越发提高。然而,农业机械在满足现代农业生产要求的同时,却带来了高能耗、耕作阻力大等问题,要想实现农机具装备的高效、低耗和使用寿命长,就需要研究拖拉机和各种农机具的匹配特性。本文对普通凿型深松铲进行研究和建模,深入分析该深松铲工作时与土壤的作用机理,通过建立深松铲耕作时的数学模型,推算出不同耕深、不同作业速度的受力值;对深松铲-土壤进行离散元仿真分析,得出在不同耕深、不同作业速度下深松铲上的受力情况;对拖拉机深松机组进行田间深松试验,研究耕深、作业速度对耕作阻力的影响。通过以上分析,以减少耕作阻力为目的,匹配拖拉机机深松机组最优工作参数,并对优选的工作参数下的作业效果进行试验验证。本文主要得到以下结论:(1)对普通凿型深松铲进行研究和建模,对铲柄和铲尖进行受力分析,根据受力情况建立其数学模型,按照凿型深松铲的结构参数计算其工作阻力数值大小,得出拖拉机深松机组耕作阻力的影响因素主要包括土壤特性、深松铲结构、耕深和作业速度等方面;普通凿型深松铲深松作业时,所受耕作阻力主要来自于铲尖部分,铲尖所受水平方向阻力大于铲柄部分所受水平方向阻力;随着耕深的增大,耕作阻力逐渐增大,随着机具前进速度的增大,耕作阻力也逐渐增大;在耕深为30cm、作业速度为0.3m/s时,普通凿型深松铲深松作业所受耕作阻力最小。(2)基于土壤的物理学特性,通过深松铲-土壤的离散元仿真分析,得出在不同耕深、不同作业速度下深松铲上的受力情况。根据仿真结果得出,深松铲所受到的耕作阻力随着耕作深度的逐渐加大而加大;深松铲所受到的耕作阻力随着机组前进速度的加大也逐渐加大。通过双因素方差分析得出耕深和作业速度对普通凿型深松铲的耕作阻力都具有显著影响,而且耕深对耕作阻力的影响大于作业速度对耕作阻力的影响,且在耕深为30cm、作业速度为0.3m/s时,普通凿型深松铲深松作业所受耕作阻力最小。(3)结合拖拉机深松机组的实际耕作情况,搭建拖拉机深松机组耕作阻力的测试系统,为田间试验耕作阻力的测量做准备。选择测试系统硬件,包括DYLF-102称重传感及其配套变送器、NI USB-6215数据采集卡,测试系统软件部分采用连续采样模式实现信号采集系统的设计,并设计信号处理系统,完成测试系统软件程序的开发。(4)通过拖拉机深松机组的田间深松试验,研究耕深、作业速度对耕作阻力的影响。由田间试验得出以下结论:拖拉机深松机组所受耕作阻力随着耕作深度的增加而逐渐增大,随着机具前进速度的增加也逐渐增加。耕深和作业速度对拖拉机深松机组所受耕作阻力都具有显著影响,而且耕深对耕作阻力的影响大于作业速度对耕作阻力的影响。在耕深为30cm、作业速度为0.3m/s时,拖拉机深松机组深松作业所受耕作阻力最小,应选为最佳工作参数。当耕深为30cm、作业速度为0.3m/s时,深松深度的稳定性系数为97.924%,深松作业碎土率为73.7%,机组打滑率为13.5%,整体深松效果良好,且均满足国家标准要求。