我国黄淮海一年两熟地区,冬小麦收获后田间残留大量秸秆和根茬,给下茬作物的高质量适时播种造成困难,使得现役的免耕播种机具都极易发生堵塞现象,焚烧秸秆现象屡禁不止。针对这种现状,本研究创新设计了一种与51.5-73.5kW拖拉机配套的具有高生产率的麦茬地免耕大豆精量播种机,并对其进行了深入系统的研究。(1)总体方案设计。全面总结及分析前人研究成果,同时广泛参考国内外现有同类机具的技术特点,根据设计要求确定了麦茬地免耕大豆精量播种机的总体设计方案。(2)清秸防堵装置设计。确定了清秸防堵装置的总体结构和技术参数,并完成了相关主要零部件的设计和分析；运用ANSYS软件对清秸防堵装置的机架和清秸机构总成分别进行了有限元分析,结果表明：机架最大应力149.99MPa,小于机架材料许用应力196MPa,满足强度要求；清秸机构总成的固有频率与各激振源的振动频率相差较大,不会发生共振现象而引起结构破坏。(3)清秸刀齿设计与优化。通过理论分析完成了清秸刀齿的基本结构设计,并对其相关参数进行了分析；在此基础上,采用二因素三水平的正交试验设计方法,以清秸刀齿的滑切角和入土角为影响因素,以试验装置的秸秆根茬清除率和旋转功耗为目标函数,寻求清秸刀齿最佳结构参数组合。结果表明：当清秸刀齿的回转半径为350mm、齿宽为35mm、齿厚为5mm、滑切角为25°和入土角为30°时,试验装置的旋转功耗为5.44kW,秸秆根茬清除率为92.0%,秸秆和根茬不会造成机具堵塞现象发生。(4)播种单元体及施肥装置的设计。施肥开沟器采用凿型锄铲式结构,入土性能好；所选排种器为2BJP-3型垂直窝眼轮式排种器,试验台检测结果表明：在作业速度为5.4km/h条件下,排种器各项播种性能均满足国家标准优等品水平,可满足播种要求；三向可调式覆土镇压器覆土镇压圆盘直径320mm,覆土镇压圆盘夹角6°-30°可调,覆土宽度30～60mm可调,作业时覆土严密,厚度一致,镇压效果好。(5)样机试制与田间试验。确定了整机结构与技术参数,对机组的纵向稳定性进行了分析验证,并完成了样机的加工试制。田间性能试验结果表明：在机组作业速度5.4km/h条件下,理论粒距设定为6cm和8cm水平时,播种粒距合格指数、重播指数、漏播指数和变异系数均达到国家标准优等品水平；播种深度达到国家标准一等品水平,所施颗粒肥位置完全符合大豆农艺生产要求；清秸刀齿入土深度在30mm以上时,机组作业通过性良好,可顺利完成高质量播种作业。(6)所设计的麦茬地免耕大豆精量播种机一次进地可完成清秸、开沟、施肥、播种、覆土、镇压和覆秸等环节,通过性好,适应性强,作业效率高,无需焚烧秸秆即可保证高质量播种作业。(7)样机改进。鉴于51.5-73.5kW拖拉机配套的麦茬地免耕大豆精量播种机样机作业幅宽为2.4m,实际作业时因清秸刀齿入土深度不均带来的局部清秸不净或动土量较大等问题,提出了分段仿形式清秸防堵装置的改进方案,并完成了改进后的清秸防堵装置整体结构设计和样机试制,但其实际作业效果仍需通过后续田间试验进行确定。