我国水稻种植模式包括移栽和直播两种,直播又分为水直播与旱直播。移栽仍是目前水稻种植主要模式,分为插秧、抛秧和摆秧。我国自上世纪60年代先后定型了人力水稻插秧机和机动水稻插秧机以来,水稻插秧机均采取等行距栽插方式。随着农艺技术的不断改进与发展,基于高光效种植技术的水稻宽窄行栽插方式得到了农学与农机科技人员的高度重视,宽窄行种植方式提高了水稻通风透光性能,增强了光合作用,具有显著的抗病虫害、抗倒伏和增产效果。我国已研制出斜插式宽窄行水稻插秧机,但斜插式分插机构使秧爪在倾斜面内回转取秧和插秧,秧苗倾斜插入池田,增加了倒伏与漂秧率。本文基于现有水稻宽窄行插秧机存在的实际问题,提出了直插式宽窄行插秧机的设计方案,按照水稻宽窄行插秧的农艺技术要求,分别对插植臂驱动轴、移秧机构螺旋轴进行相应的改进设计,从而实现水稻秧苗垂直面内的精准取秧和栽插。直插式宽窄行插秧机分插机构的改进设计原理比斜插式分插机构更简单,仅加长了插植臂驱动轴,通过对其进行强度和刚度的校核分析,表明仅加长插植臂驱动轴长度的改进方案正确可行。但直插式宽窄行分插机构需要改变移箱机构运动轨迹,按宽窄行行距要求改变了取秧口位置,并对移箱机构中螺旋轴的参数进行了改进设计,对其进行三维建模,从运动学与动力学角度对螺旋轴做出分析,利用虚拟样机技术对高速插秧机移箱机构的工作性能进行动力学仿真和刚柔耦合情况下的运动学仿真分析,得出影响移箱机构工作性能的主要参数。仿真分析结果表明:改进后的插植臂驱动轴的强度和刚度满足秧爪取秧与插秧作业要求。移箱机构中的螺旋轴改进后得出螺旋升角为18.630,螺旋轴外径为22mm,内径为16mm,通过对改进后螺旋轴模态分析,螺旋轴工作时不会发生共振。移箱机构在ADAMS中进行刚柔耦合仿真与测试得出,在添加缓冲弹簧后,螺旋轴在回转部分受到的冲击力得到改善。通过建立直插式宽窄行插秧机三维模型,并导入adams中进行秧爪运动轨迹仿真分析,得到的模型轨迹秧针端点E在取秧点的横向(x方向)速度较小,纵向(y方向)速度较大,有利于取秧;秧苗在X、Y方向的位移量比较均匀。本文对传统等行距水稻插秧机、斜插式宽窄行水稻插秧机和直插式宽窄行水稻插秧机进行了田间对比试验,田间试验结果表明直插式宽窄行水稻插秧机具有明显的增产效果。