保护性耕作能够减少风蚀、水蚀,是提高土壤肥力和抗旱能力的先进耕作技术,制约我国保护性耕作发展的关键是大秸秆条件下的免耕播种技术,作业防堵是免耕播种机设计的难点。本文针对玉米免耕播种时的堵塞严重、草土混杂和干湿土混杂影响玉米出苗等问题,设计了一种新型驱动破茬防堵装置,该装置能够实现免耕播种时的草土分离和干湿土分离,并有效的解决了开沟器堵塞的问题。通过有限元分析和结构优化,提高了机具的作业性能和可靠性,并对样机进行试验研究和梯形刀盘参数化设计。本文主要完成的工作及结论如下:(1)提出了一种能够解决草土混杂、干湿土混杂、开沟器缠草堵塞的方法,梯形组合刀盘能够将播种带上的秸秆与杂草拨向开沟器两侧,组合刀盘先开出“W”沟,开沟器二次开出“V”沟,实现免耕播种时的防堵、草土分离与干湿土分离。(2)在梯形刀盘运动分析的基础上,确定了梯形刀盘的结构参数。通过多方案比较,选择勺轮式精量排种器作为玉米免耕精量播种机的排种器,“V”型镇压作为播种机的镇压装置,完成了玉米免耕精量播种机的整机设计。(3)通过四因素三水平的土槽正交试验,确定玉米免耕播种机能够实现破茬防堵功能的最优工作参数组合是:机具前进速度4 km/h,刀轴旋转速度400 r/min,刀盘偏角为12゜,刀盘间距为40mm。(4)运用三维设计软件Pro/E对玉米免耕精量播种机零部件进行三维设计,并完成了整机的虚拟装配,无干涉现象。利用ANSYS有限元分析软件对刀盘进行了静力分析及优化,确定了刀盘的最佳厚度为5mm。通过增加过渡链轮的方式对地轮传动方案进行了优化,保证播种机在工作过程中不会出现掉链的情况。(5)对开发的玉米免耕精量播种机进行了制作及田间试验,试验表明该机在免耕播种过程中能够实现草土分离与干湿土分离,草土分离系数达95%,干湿土分离系数达91.7%,为种子萌发创造良好的种床条件。作业过程中无堵塞现象,能够满足免耕播种的农艺要求,且土壤扰动量小。(6)利用C++语言,对三维CAD软件Pro/E进行二次开发,完成了玉米免耕精量播种机梯形破茬刀盘的参数化设计,能够实现自动生成三维图形和生成二维图形等功能。