玉米在世界上种植范围较广,尤其在中国北方地区,玉米更是作为主要的粮食作物,每年产出的玉米秸秆产量约为3亿吨,但是我国玉米秸秆资源的有效利用率却不高,绝大部分玉米秸秆弃置堆放或者直接焚烧,这样不仅造成能源浪费而且还会加剧环境污染。为了有效的利用玉米秸秆资源,减轻因秸秆焚烧带来的环境污染,同时为了能够改善东北地区土壤肥力下降的情况,本文结合2014年辽宁省农业综合开发省级重点推广项目“辽宁省玉米机械化水肥跨季节调控技术示范与推广”,在凌源市、阜蒙县、喀左县和建平县等地区进行的机械化秸秆深埋还田技术实践基础上,研究了一种能够在东北地区应用的秸秆深埋还田开沟机,对其进行了关键部件设计及理论分析,研制了样机并进行了田间性能试验,确定了秸秆深埋还田开沟机的最优结构参数,为东北地区机械化秸秆深埋还田提供了参考。论文在对国内外相关文献综述的基础上,采用理论与试验相结合的方法,主要进行的研究内容和取得结果如下：(1)根据东北地区秸秆深埋还田开沟的农艺要求对旋耕式秸秆深埋还田开沟机进行了整体结构及关键部件设计,采用了右侧抛土,反转开沟的作业方式,合理布置开沟刀在刀轴上排列方式,并对开沟刀轴进行了消耗功率计算。(2)进行了旋耕式秸秆深埋还田开沟机关键部件运动学分析,建立运动学方程,分析其运动轨迹以及正旋耕作业条件下能够正常作业的条件,对比分析正反转开沟的不同点,对比分析了正反转沟底凸起高度,为旋耕式秸秆深埋还田开沟机旋向的选择提供理论依据。(3)对旋耕式秸秆深埋还田开沟机关键部件进行了有限元和仿真分析,基于UG三维软件对旋耕式秸秆深埋还田开沟机开沟刀、开沟刀轴等关键部件进行三维建模,同时对关键部件进行了结构强度分析和模态分析。基于ADAMS动力学仿真软件,对开沟刀轴进行运动学仿真分析,分析了开沟刀随刀轴转动加速度变化过程,优化了开沟刀轴刀片排列方式。(4)以拖拉机为动力,进行样机田间性能试验,测定了开沟宽度、开沟深度、碎土率、抛土距离、覆土厚度；为了优化机器结构参数和工作参数,以旋耕开沟刀转速、机器前进速度、导土板角度为试验因素,以抛土距离为试验指标,进行了正交试验。确定了抛土平均距离为86cm时,旋耕开沟刀转速为1m·s-1、机器前进速度为330rpm、导土板角度为60°。