农业机械是实现农业现代化的重要工具，其设计质量直接影响农业生产效率和产品质量。我们基于农学原理，提出一种农业机械优化设计策略。首先，我们研究农作物生长规律和农田环境特征，将农业实践中的农学原理与工程设计相结合，提出一种适应农作物生态需求与农田环境的农业机械设计方法。其次，我们基于优化策略对现有农业机械进行了更为精细化设计，考虑机器与作物和土壤的相互作用，优化工作部分形状、参数及工况，达到降低能耗，提高作物生长效率的目的。此外，优化策略还从整机系统布局和控制策略等角度进行全方位优化。研究结果表明，优化后的农业机械在耕作性能、作物收获效率以及机器耗能等方面皆显著优于传统设计农机。我们的研究结果表明农学原理有助于指导农业机械的优化设计，为农业生产提供了更为科学的设备保障。