研究设计一种微型耕作机具不仅可以改善耕田土壤状况、提高土地产出率等经济目标，而且对于降低农业能源损耗、优化农村动力配置也起到一定的积极作用。为解决目前微耕机动力牵引性能不足、作业质量偏低等问题，本文结合河南省烟草公司课题“丘陵山区烟田专用动力机械及配套机具开发”，研究设计一种低位传动双履带式微型动力底盘，并在该底盘的基础上完成了微耕机虚拟样机的模块化设计，扩展、完善了相关作业部件，通过快卸挂接装置更换工作部件即可完成起垄、覆膜、除草、开沟培土等单项及复式作业。本课题基于车辆-地面力学、虚拟装配技术与有限元分析等理论方法，将底盘动力传动、旋耕刀与土壤之间的相互作用关系进行了数学建模与仿真分析，保证作业部件的强度与可靠性。通过田间正交试验方差分析得出了影响微耕机底盘牵引附着性能的显著因素，并在此基础上进行了微耕机底盘牵引性能与旋耕作业质量碎土率指标的二次通用旋转组合试验，通过试验结果的分析建立了指标与因素间的回归模型、完成了运动参数的优化，在保证履带滑转性能的前提下提高了旋耕作业碎土率，减少了微耕机作业的功率损失。具体研究内容如下文所述：1．设计一种微型农业机械的动力底盘，将附着性能优越、牵引能力大、松软地面通过能力强的双履带行驶装置引入到动力底盘的设计中，在提高微耕机操作稳定性、田间通过性的同时减小机器总体尺寸。2．依据虚拟样机技术的模块化设计理念，在三维设计软件中完成了动力底盘的实体建模、虚拟装配与运动干涉分析，保证了结构设计的合理性，并为相关工作零部件的有限元仿真分析提供了模型文件。基于履带式微耕机虚拟样机装配模型的容积属性报告校核了履带行驶装置的接地比压值，避免了物理样机的反复加工，提高了微耕机样机的设计效率。3．通过有限元仿真分析优化了零件尺寸与结构参数，得出旋耕工况下不同尺寸刀具的应力云图与位移分布图，为正确选取刀具尺寸参数、合理设置刀轴运动参数提供了理论依据。为减轻微耕机重量选用尼龙制履带驱动轮，并对其分别进行了正常工况及极端工况下的有限元分析，完成了尼龙驱动轮强度的校核；针对动力底盘的发动机托架进行了模态分析，保证了发动机托架前五阶固有频率均在发动机振荡频率区域之外，避免了在发动机振荡源的作用下托架发生应激共振失效的可能性，提高了微耕机工作的可靠性。4．加工样机，进行田间正交试验与回归试验分析。将“履带式动力底盘+旋耕部件”作为整体研究对象，选取履带式动力底盘牵引性能的评价指标—履带滑转系数为试验指标，旋耕刀轴转速、机组前进速度(履带驱动轮转速)、机器自重为试验因素进行正交试验，通过直观极差分析与方差分析得出如下结论：旋耕刀轴转速对微耕机滑转系数影响最大，旋耕刀轴转速与履带轮转速的交互作用次之，履带轮转速再次，机器自重影响最小；较优水平组合为刀轴转速等于120r/min、履带轮转速等于60r/min，机器自重等于120kg；方差分析表明旋耕刀轴转速对指标影响显著（α=0.05），旋耕刀轴转速与履带驱动轮转速的交互作用对指标有影响（α=0.1）。根据正交试验方差分析结果选取履带滑转系数及微耕机碎土率为试验指标，旋耕刀轴转速与履带驱动轮转速为试验因素进行二次通用旋转组合试验，得出试验指标与因素间的数学回归模型及影响规律曲线；基于MATLAB数值分析软件进行微耕机运动参数的优化，得出优化结果：旋耕刀轴转速为200r/min、履带驱动轮转速为45r/min时，微耕机具有最佳的牵引性能及旋耕碎土质量，其履带滑转系数为4.9944%、碎土率为86.9535%。