随着农业可持续发展战略地位的不断提升,保护性耕作技术更加受到广泛重视和大力推广,使得免耕播种技术的应用更加广泛,其机具的种类和数量日趋增加。现有的免耕播种机具主要有以下两种工作方式:一种是使用圆盘切刀将地表秸秆残茬等覆盖物进行“剪切”后开沟播种;另一种是使用清秸覆秸刀将地表覆盖物进行“移除”,清理出播种带后进行开沟播种,在清理下一条播种带时同时将覆盖物重新抛掷移回原播种带。以上两种方式均能实现免耕播种,但是存在着易堵塞、土壤和秸秆扰动量较大、工作部件载荷大、功耗大、污染环境等问题。针对上述问题,研究一种滚筒固秸注射式玉米免耕播种机构,使用固秸机构压实及拨分秸秆,紧随其后的成穴器在轨迹形成机构的带动下以特定运动轨迹直接穿透秸秆在地表成穴,排种器排出的种子种经由成穴杆进入成穴器中,成穴器有效开合投种入穴,种穴一致,株距可调,无秸秆刮带和堵塞现象。论文主要工作如下:（1）成穴轨迹分析与机构选择通过分析注射式免耕播种成穴装置特征,确定了成穴器的绝对运动轨迹应为“门”字形轨迹,通过查阅文献进行类似的轨迹形成机构的对比,确定以凸轮-曲柄连杆组合机构作为原型,创新设计出一种可形成“门”字形绝对运动轨迹的双凸轮机构。（2）双凸轮式轨迹形成机构设计根据注射式免耕播种成穴装置特征,通过约束条件分析确定了速度补偿凸轮与成穴凸轮的参数组合为:速度补偿凸轮推程位移₁h=L/2（L为株距）,推程角₁?=180,回程角?₂=180;成穴凸轮推程位移₂h=100mm,推程角?₃=90,回程角?₄=90,近休止角?₅=180。按照无冲击和惯性力小的原则选择速度补偿凸轮推杆运动规律为等速与正弦加速度组合运动规律,成穴杆运动规律为梯形加速度运动规律,根据运动规律建立了对应凸轮的轮廓线数学模型;提出并应用基于轮廓线数学模型与VB.NET的凸轮生成方法,通过辅助设计系统,实现了速度补偿凸轮和成穴凸轮的轮廓线数学模型根据界面参数驱动其三维模型在CATIA中的自动生成,可简化凸轮设计过程;设计了双凸轮式轨迹形成机构实际结构并使用CATIA DMU模块进行了运动轨迹仿真和运动规律分析,仿真结果表明:双凸轮机构可形成“门”字形绝对运动轨迹,理论分析与辅助设计系统合理正确;结合理论模型设计了相应的弹簧,可保证推杆与凸轮不脱离,平衡惯性力。（3）成穴器设计通过分析注射式免耕播种成穴器特征,对比和参考类似机构,创新设计了一种注射式免耕播种成穴器,主要结构和原理为:锥体与成穴杆为一体式,由挡板、杠杆、内杆从内部驱动成穴器打开排种,可避免成穴器因自身结构导致刮带秸秆、夹带土壤和秸秆的问题;通过修正速度补偿凸轮轮廓,利用CATIA DMU模块进行了成穴轨迹优化,可解决成穴器投种孔偏心导致的播深偏浅问题;使用CATIA知识工程模块编写规则仿真程序通过轨迹仿真确定了挡板形状和安装位置,可确保成穴器可靠准确开合。（4）其他部件设计选型与技术集成分析并根据滚筒固秸机构、地轮机构和排种器的设计或选型要求,进行了各自的设计或选型,可实现固持秸秆、降低对轨迹形成机构的行程要求、精确排种等作用;通过技术集成形成了滚筒固秸注射式玉米免耕播种试验装置,设计了传动系统和“塔状凸轮”机构,可实现种穴一致和株距调节。（5）仿真试验研究构建试验装置数字样机,模拟实际作业工况,进行了干涉与碰撞检测与成穴效果研究,仿真试验研究结果表明:试验装置各部件无干涉与碰撞现象,结构和尺寸设计正确合理,成穴器不会刮带秸秆,穴距及穴深满足要求,穴口形状理想。