我国作为农业大国,秸秆产量位居世界首位,其中水稻秸秆为1.15亿吨。然而废弃秸秆大部分直接在田间就地焚烧,既浪费了资源又造成了环境污染。随着现代农业的高速发展,秸秆还田机的研究变得越来越重要。秸秆还田机的功耗也一直是国内外学者们的研究热点,以降低功耗为目标,对秸秆还田机主要工作部件的重要参数进行优化设计。作为一种现代机械优化设计方法,遗传算法的研究热度不减,而且随着优化问题的变化,遗传算法的机理也不断完善,以适应不同领域的要求。本文以降低秸秆还田机的功耗为目标,以遗传算法为优化方法,针对秸秆还田机刀片的结构及运动参数、功耗数学模型以及改进遗传算法策略展开了研究工作,主要研究内容如下:（1）分析了秸秆还田机刀片的结构及运动相关参数,探明了这些参数对秸秆还田机性能的影响,确定了待优化参数;基于达朗贝尔原理,提出将粉碎室内碎秸秆抽象成流体进行研究,并从刀片在粉碎过程中的受力入手,给出了秸秆还田机刀片优化设计方案;建立了刀片功耗数学模型,目标函数以功耗最低为目标,约束条件从质量、挠度以及边界条件等角度设计;最后利用农业部南京农业机械化研究所的试验结果,验证了功耗数学模型的正确性。（2）针对传统遗传算法收敛速度缓慢以及易产生局部最优解等问题,提出了一种改进遗传算法策略,对遗传算法中的遗传算子进行改进,并引入了非线性规划思想;通过四个标准测试函数分别测试改进遗传算法与传统遗传算法,得到了目标函数值变化图和性能对比图等,验证了改进遗传算法性能的优越性。（3）将调试好的改进遗传算法应用到求解刀片功耗数学模型中,得到了秸秆还田机刀片最佳的结构及运动参数,且刀片功耗降低了 6.4%;利用ANSYS Workbench有限元仿真平台,模拟出了优化前后的刀片在施加载荷下的形变及应力分布图,证明了优化后的刀片强度符合要求;然后,对刀片以及刀辊进行了模态分析,得到了前6阶固有频率以及振型图,验证了刀辊不会发生共振现象。