覆膜种植技术使得我国作物适宜耕种区扩大,并促使农作物增产增收,进而促进生产效益大幅提高,但地膜使用导致严重的地膜污染。新疆主要经济作物为棉花,其种植模式为覆膜种植,本文针对新疆棉田机械化回收残膜存在回收率低、卸膜率低、含杂率高的问题,结合新疆棉花种植的模式特点,在前期研究试验的基础上,设计了链齿耙式残膜回收机,该机适用于棉花已收获且棉秸秆粉碎还田或回收后的农田条件作业,主要用于回收棉田表层的残膜。运用理论分析与试验验证相结合的方法,优化分析了残膜回收机的结构及作业参数,得到了较优的参数,主要研究内容如下:（1）为提高秋后地膜回收机的残膜回收率与卸膜率,降低含杂率,研制链齿耙式残膜回收机。确定了整机的总体方案,提出了以起膜结合预分离、输送作业为基础流程,再进行升运、分离、排杂还田、卸膜、集膜排膜作业流程的方法,实现棉田地表残膜的回收作业。整机主要由起膜分离输送装置、横向排杂装置、三角链齿耙输送装置、组合式卸膜装置、往复式输膜箱等装置组成。（2）对关键装置进行结构设计与参数选择。构建起膜、预分离、输送作业流程,完成起膜分离输送装置的结构设计与分析。构建升运、分离作业流程,完成三角链齿耙输送装置的结构设计与分析。构建排杂还田作业流程,完成横向排杂装置的结构设计与分析。构建卸膜作业流程,完成组合式卸膜装置的结构设计与分析。构建集膜排膜作业流程,完成往复式输膜箱的结构设计。（3）开展田间试验。利用上述关键装置的研究成果,开展对样机的制作。对起膜分离输送装置进行性能验证与优化试验,结合整机选择机具前进速度、一级分离输送装置转速、分离圆盘间距三个因素对指标残膜回收率、含杂率进行响应面试验研究,得到该装置下的最优参数组合为机具前进速度为4km/h,一级分离输送装置转速为185r/min,分离圆盘间距为85mm。经试验验证,残膜回收率为86.93%,含杂率为37.28%,满足起膜分离输送装置的作业要求。并在该参数组合下,进行整机作业参数的优化试验。以起膜装置转速、三角链齿耙输送装置转速、三角循环式卸膜装置转速为因素,开展对残膜回收率、卸膜率的试验研究。试验结果经响应面分析,得到整机的作业最优参数组合为:起膜转速为189r/min,链耙转速为116r/min,卸膜转速为103r/min时,试验验证,平均残膜回收率为88.17%,平均卸膜率为89.06%,达到作业参数优化的目的。