作物秸秆是一种重要的生物资源,其利用涉及到整个农业系统的土壤肥力及水土保持,也涉及到环境安全以及可再生资源的有效利用等可持续发展问题。秸秆还田是增加土壤有机质、培肥地力、改善土壤结构、增强保水保肥能力、防止地表板结、增强农业后劲的实用技术措施,不但解决了目前化肥施用过多带来的后果,也解决了因秸秆“过剩”而堆集、焚烧造成环境污染的问题。农作物秸秆通过机械方式直接还田对合理利用自然资源、改善农业生态环境和生态效益有重要意义,符合农业部“秸秆还田工程”要求。目前,我国研制的秸秆还田机机型少,应用不普遍,且秸秆还田率低。针对以上存在的问题,本文在1ZT-210型整株秸秆还田机的基础上,对关键部件进行了静态仿真及模糊可靠性优化设计,提高了机器的可靠性,使机具结构更加合理,具有一定的经济性和实用性。主要研究工作为:(1)采用ABAQUS软件对埋草刀轴进行静力仿真,以便得到刀轴薄弱部位。(2)通过刀轴瞬态动力学分析结果,得出刀轴在不同的埋草刀入土时,刀轴中部的具体应力值。(3)利用传感器技术及DH5937测试系统,对刀轴和刀片进行弯、扭矩数据的采集,编制刀轴的综合载荷谱。(4)利用综合载荷谱,结合材料的疲劳曲线及Miner线性累积损伤理论,估算刀轴的寿命等主要参数。(5)建立部件的力学模型,将可靠度作为约束条件之一,利用MATLAB软件对刀轴和弯刀进行模糊可靠性优化设计。(6)对刀轴进行模糊综合评判,确定刀轴的最佳厚度;利用可靠性灵敏度分析的数值方法,有效地反映影响刀轴功能的各随机变量对其失效的影响程度。本文通过上述的仿真、设计及试验,得到刀轴的薄弱部位为其中部;编制了刀轴的弯扭矩载荷谱,估计出了刀轴的寿命为2113h:对刀轴和弯刀进行了模糊可靠性优化设计,得到了最佳参数组合并提高了可靠性。结果为提高机器的可靠性、优化机具结构、提高机具寿命及进一步研究提供了重要的理论依据。