油菜是我国的第一大油料作物,其种植面积及总产量均居世界首位,且兼有饲用、菜用、肥用、花用、蜜用等多功能开发利用价值。在长江中下游冬油菜区,油菜种植以稻油轮作为主,前茬水稻收获后,土壤坂结且含水率波动大、秸秆留存量大且韧性强,传统旋耕作业后秸秆埋覆率较低、种床耕深较浅,不利于直播油菜的种子触土、根系深扎,长此以往,导致土壤耕层变浅、土壤质量退化。针对该区域油菜直播时的生产实际,本文基于油菜直播种床整理农艺要求,集成犁翻、旋耕、开畦沟等传统耕作技术,提出了一种“犁组左翻埋茬、刀辊反转碎土、犁铧两侧开沟”的种床整理工艺方案,并设计了一种驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机,能一次作业实现厢面平整、种床细碎、秸秆还田、开沟作畦等功能,形成适宜直播油菜生长的合理耕层结构。主要研究内容及结论如下:（1）基于油菜直播种床整理农艺要求,分析了油菜直播合理耕层结构组成与种床整理作业工序,明确了种床整理作业目标与耕作部件集成关系,提出了一种“犁组左翻埋茬、刀辊反转碎土、犁铧两侧开沟”的种床整理工艺方案,并开展了整理机总体方案设计与分析,确定了整理机的传动方案与技术参数。（2）开展了驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机的关键部件设计与参数分析。主要包括:（1）分析了犁组与前犁、刀辊与后犁间的水平空间布局,得出了犁组与前犁在动土幅宽上应具有一定距离差、刀辊与后犁在工作幅宽上应具有一定重叠量的设计要求;（2）根据稻油轮作区油菜直播耕深要求,确定了驱动圆盘犁耕深为150～180mm,圆盘半径为280mm,曲率半径为560mm,犁组工作偏角为27°,犁片安装间距为280mm,犁片安装数量为4;（3）根据配合犁组埋茬的侧边开畦沟作业要求,设计前犁犁体曲面形状为半螺旋型,确定了前犁入土角为30°,犁底入土隙角为5°,导曲线上端夹角为83°,导曲线直线段长度为50mm,导曲线圆弧段半径为278mm,导曲线开度为180mm,导曲线高度为300mm,起始元线角为35°,最小元线角为32°,最大元线角为42°;（4）根据犁组与前犁的水平空间布局,提出了侧向输土区段I和对中输土区段II相复合的耕刀排列方式,确定了区段I耕刀数量为36,对应耕刀转角间隔为20°,螺旋线升角为73°,区段II耕刀数量为12,对应耕刀转角间隔为60°,螺旋线升角为66°,两区段通用耕刀类型为IIT245,刀座安装间距为81mm,复合交错角为90°;（5）根据油菜直播开畦沟农艺要求,提出了翻土曲面与整形曲面相复合的曲面设计思路,确定了翻土曲面导曲线形状为圆弧形,其半径为271mm,高度为320mm,开度为120mm,后犁入土角为30.4°,导曲线上端夹角为71.5°,整形曲面导曲线形状为折线形,其垂直段高度为120mm,倾斜段角度为25°;（6）建立了犁片侧向翻垡与耕刀撞击抛土的运动学模型,得出了驱动犁翻侧向翻垡的临界条件和反转旋耕向后抛土的临界条件,并结合顺次作业时犁翻起土高度对旋耕实际耕深的影响,对两者的速度参数与耕深参数进行了匹配设计,确定了驱动圆盘犁转速为94～131 r·min^-1,机组前进速度为1.72～4.40km·h^-1,犁旋垂直耕深差为30mm,犁旋回转速度比为3。（3）开展了驱动犁翻与反转旋耕组合式油菜直播种床整理机的田间试验。主要包括:（1）田间工况特性试验结果表明:耕作层厚度平均为15.7cm,犁底层厚度平均为9.3cm,0～30cm耕层土壤坚实度为494.7～1068.3 k Pa,土壤含水率为20.1～29.7%,土壤容重为1.05～1.33 g·cm^-3,秸秆留茬高度为239～426mm,平均为320.2mm,秸秆留存量为1.14～1.73 kg·m^-2,平均为1.39 kg·m^-2,秸秆含水率为33.4～51.9%,平均为40.4%;（2）整理机作业功耗试验结果表明:整理机作业时的牵引功耗、驱动功耗以及总功耗分别为6.84 k W、34.41 k W和41.25 k W,功率分配系数为0.83,具有牵引阻力小、功率利用率高的作业特点;（3）整理机作业质量试验结果表明:整理机作业后的种床耕深、畦沟沟深、畦沟沟宽、厢面平整度、种床碎土率以及秸秆埋覆率的均值分别为173.2mm、190.2mm、401.4mm、11.6mm、95.9%和90.2%,种床耕深稳定性系数、畦沟沟深稳定性系数以及畦沟沟宽稳定性系数的均值分别为85.6%、86.7%和84.6%,相比于传统旋耕作业,其种床耕深与秸秆埋覆率均有所提高,可满足油菜直播种床整理农艺要求。