养分能力增强。土壤有机质、容重和总孔隙度的变化能够增加土壤有机质含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。对土壤团聚体和结合态腐殖质的影响使土壤中的微团聚体提高，小于0.01mm的微团聚体减少，对土壤的物理性质和营养条件具有良好的作用。 1.1.5有效增产
根据一些单位进行的秸秆还田试验结果表明，实行秸秆还田后一般都能增产
10％以上。
总之，将各种秸秆机械化还田，可有效处理秸秆的焚烧问题。夏收夏种季节秸秆焚烧问题严重，而处理秸秆的技术和机具相对成熟，既有效节约农时，又能解决焚烧问题。大力推广秸秆的机械化还田不仅是变废为宝，同时还可以保护环境使人与自然关系和谐健康的发展。
1.2 国内外发展现状
秸秆是粮食生产中的主要副产品之一，同时也是工、农业生产的重要资源，是极为丰富并能直接利用的可再生资源。作为一种资源，作物秸秆可用作肥料、饲料、燃料及造纸、制炭、建材等的原料。
目前，我国的秸秆开发利用主要是从三个方面来进行的：一是秸秆还田，包括整株还田和粉碎还田两种：二是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂；三是作为相关工业原料利用，如用于造纸、制炭、编织等。据统计，我国目前秸秆年产量约为6.2亿吨，利用率仅为33％，约2亿吨，而在这被利用的部分中，大部分未经处理，经过技术处理后利用的约为1600万吨，仅占被利用部分的2.6％。一方面，土壤有机质含量在逐年减少；另一方面，大量的农作物秸秆被弃之不用，放火焚烧，既造成浪费又污染环境。把多余的秸秆还到农田中去，是解决这个问题的有效途径。
提高农作物秸秆的综合利用，是发展高产、优质、高效农业和帮助农民致富的迫切需要和重要途径。农作物秸秆资源的利用涉及到整个农业生态系统中的土壤肥力、环境安全以及农村能源的有效利用问题，引起世界各国的普遍关注，成为发展
可持续经济的重要方面。因此，开发利用秸秆， 已经成为一个刻不容缓的问题，已经成为农业生产资源开发的新焦点。秸秆资源数量巨大，开发价值大，开发利用前景十分可观。
持续农业已成为世界各国农业发展的共同趋势。面持续农业就是：“管理保护自然资源基础，并调整技术和机构改革方向，以便确保获得和持续满足目前几代人和今后世世代代人的需求，这种(农业、林业和渔业部门的)持续发展能保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，并且不会造成环境退化，同时技术上适当，经济上可行，能够被社会接受。”作物秸秆问题也涉及到土壤肥力、水土保持、环境保护、再生资源有效利用等可持续发展问题。土地作为农业生产的最基本生产资源，其可持续利用是永恒的主题。我国大部分农田由于长时间以来耕作方式单一，使土壤底部形成了坚硬的犁底层，加之多年不施用农家肥，以及大量使用化肥和农药，造成了土壤的污染，致使我国土地的有机质逐年下降，农作物减产或产量不稳，不利于可持续农业和生态农业的发展。农田生态环境恶化将带来不堪设想的灾难，因此加强秸秆还田的工作必须予以足够的重视。
机械化秸秆还田方式主要包括机械化秸秆直接粉碎还田、机械化整秆还田、机械化整秆覆盖和机械化根茬粉碎还田等。机械化秸秆直接粉碎还田方式是利用秸秆直接粉碎还田机，将摘穗后仍直立于田间的秸秆，用秸秆粉碎还田机粉碎并抛撒在田间，随后用犁将秸秆翻埋入土还田，它适用于各种土壤条件，秸秆腐解时间短，对农作物生长见效快。机械化整秆还田方式是将摘穗后直立于田间的秸秆，直接用高柱犁或重型犁沿前进方向推倒，同时深耕翻埋，将秸秆在深耕时翻埋入土还田，实现秸秆整秆还田。目前这一技术已在很多地方推广应用。机械化整秆覆盖方式是利用整秆覆盖机，将摘穗后直立于田间的秸秆，按照一定的规律编压覆盖在作物的行间，起到秸秆还田与蓄水保墒共举的目的，这种方法特别适用于降雨量很少的旱地。并且这种方法和机械化整秆还田方式都具有减少一次粉碎程序、保持秸秆水份、降低生产费用等优点。机械化根茬粉碎还田方式是将作物割去茎秆后剩余的根茬用机具就地粉碎混合于耕作层土壤中的一项机械化秸秆还田技术。这种方法比较适用于玉米根茬的粉碎还田处理。
秸秆还田机械有多种形式，不同的秸秆应配套使用不同的机械。秸秆还田机械
主要有秸秆还田旋耕机，甩刀式碎土灭茬机，装有覆茬器的铧式犁、深翻犁以及秸秆粉碎抛撤机等多种类型。秸秆还田旋耕机与一般的旋耕机结构基本相同，其采用反转旋转，即刀轴的旋转方向与作业机行走轮旋转方向相反，工作时旋耕刀从土壤底部开始向土壤表面逆向切土，机组负荷较均匀，无漏耕现象。作业后地表平整，碎土率高，一次可完成灭茬、秸秆还田、埋青、旋耕碎土、掩埋以及覆盖等作业，作业质量满足要求。甩刀式碎土灭茬机整机结构与一般水平横轴式旋耕机相似，只是工作部件是甩刀而不是刀齿，甩刀用活动铰链与转轴联结，甩刀式碎土灭茬机甩刀逆滚动方向回转，将茎杆切断后拾起后抛，并利用高速旋转时的惯性力来打碎根茬、硬土块或草皮层。装有覆茬器的深耕犁、高架深耕犁，在主犁体上方安装覆茬器，使土垡尚未翻转时，先将土垡表面长有残茬并容易外露的一角切去并使其落入犁沟底部，然后犁体翻转土垡将其掩埋。覆茬器是协助犁体在翻垡时，将地表面的残茬、杂草埋入士中不外露，使秸秆杂草腐烂还田。高架深耕犁可将秸秆整株深埋 还田。其工作原理是悬挂了高架犁的机组在摘果后仍保持秸秆直立状态 的田间行进时，主机先将秸秆推压倒，在秸秆还未反弹起时犁己将秸秆的根部深耕覆盖在土壤里，同时也带动整株秸秆在犁体翻动土壤过程中都被覆盖在土壤中，从而实现秸秆的整株还田。
机械化秸秆还田技术既可以减少化肥施用量，培肥地力，又能增产稳产。但目前秸秆的处理设备及应用技术的程度还远远不够，一方面对秸秆还田的理论研究还不足，设计比较盲目，对其结构参数、运动参数和动力参数的配置与选择没有理论和实验依据。另一方面，秸秆处理设备还有待于进一步开发，小麦秸秆还田机械产品较少，复式作业机具相对也较少。这项技术是农机推广部门为解决剩余秸秆的利用问题而大力推广的项目。但是在实际操作中，许多农民对机械化还田方式接受程度较低，其原因是农民对秸秆还田可以增肥地力、改善土壤结构、增强农业后劲、改善农业生态环境认识不足，仅限于秸秆还田能否产生明显、直接经济效益；另外，采用现有的秸秆还田技术粉碎效果往往不太理想，部分秸秆还田机械的粉碎效果不如人意：有的地面上留茬；有的抛出的秸秆太长，且无法被翻入土中；还有的虽能将抛出的秸秆翻入土中，但由于未能打碎，致使播种机排种器插入土中深度不够，或阻碍其前进。秸秆还田作业必须与深耕、深翻及农业措施配套，相应的机械化秸
秆还田机具的投资也就比较大。农民怕麻烦也不愿再投入生产资金，因而对推广秸秆还田机械化作业技术造成一定困难。因此，整套设备投资大，这将影响机械化秸秆还田的广泛推广。
发达国家在还田机具的研制和生产上起步较早，美国万国公司于20世纪60年代初首次在联合收割机上采取切碎机对秸秆进行粉碎还田，其后研制了与90 kw拖拉机配套的60型秸秆切碎机。英国在20世纪80年代初在收获机上对秸秆进行粉碎，并采用犁式耙进行深埋。日本采用的是在半喂入式联合收割机后面安装切草装置，一次能完成收获和秸秆粉碎。在一些发达国家(如德国等)具有严格的法律禁止秸秆焚烧。美国、加拿大等国家的小麦、玉米秸秆大部分用于还田。许多国家(如加拿大等)普遍采用秸秆机械粉碎还田。在南亚、东南亚等一些不发达国家作物秸秆则是动物饲料的主要来源。在美国，秸秆还田十分普遍。不仅小麦、玉米等秸秆大量还田，而且像大豆、番茄等作物秸秆也尽量还田。据美国农业部统计，每年生产作物秸秆4.5亿吨，占整个美国有机残物生产量的70.4％，秸秆还田量占秸秆生产量的68％。这是一项了不起的成就，对于保持美国的土壤与土壤肥力起着十分重要的作用。而英国秸秆直接还田量则占其秸秆生产总量的73％。日本微生物学家 岛本觉也先生研究发明的酵素菌技术在日本广泛应用于种植业、养殖业、环境保护等领域，还可直接用于秸秆liEN作，达到秸秆还田目的，具有良好的经济效益，社会效益和生态效益，目前已在世界上二十几个国家得到迅速推广应用。目前，国外一些国家秸秆还田的研究与利用已处于领先水平。但是，世界上许多国家，甚至一些发达国家，仍然存在着秸秆田间直接焚烧的现象。
1.3 研究内容和方法
1.3.1研究内容
（1）确定还田机的整体功能 （2）还田机的结构设计
（3）秸秆还田机的主要结构参数的设计和校核
1.3.2研究方法
本文研究的秸秆还田机的主要功能是对秸秆及碎茬进行有效的粉碎还田，达到
较高的覆盖率，秸秆还田机的基本参数和性能参数符合农艺要求，因此我们需要设计合理的主机机构和部件，来实现不同的功能。例如要使机具具有较高还田覆盖率就需要将刀片的结构和机具的结构及运动参数相结合，为了使机具耕经济节能，就需要对机具的传动、运动等部分进行优化设计、使机具结构紧凑、工作质量高。经过对机具的功能分析和部件设计后，将要采用适宜的连接承载部件使得机器的各个功能部件得以合理的组合搭配，在完成了上述的几个步骤后就进入到了各个主要部件的校核阶段以满足工作时的强度要求。
在设计过程中，需要使用CAD、Proe等主要软件及数学软件，借助理论分析和时间相结合的方法，对机械整体结构和性能参数进行辅助设计，对刀片、刀轴及一些重要的位置参数进行设计，并设计出秸秆还田机使其能实现它的功能。 1. 3.3研究技术路线
本文的技术路线如下图1-1所示
玉米秸秆粉碎机设计
