随着我国农业的发展,农业生产所产生的大量秸秆的合理使用是我国生态农业发展所面临的重要问题。秸秆还田不仅能够解决焚烧所带来的问题,还能改善土壤质量,提高土壤肥力,降低施肥量。针对目前农业生产的需求以及耕作机械所存在的问题,本文提出一种既具有良好翻土埋茬性能,又具良好碎土深耕性能的斜置潜土逆转深旋耕方法,并对斜置潜土逆转旋耕机理进行研究,重点采用计算机建模与有限元分析结合的方法对其抛土情况进行了分析研究,在此基础上设计了斜置潜土逆转深旋耕机并进行田间试验。本文首先从运动学的角度分析得出了斜置潜土逆转旋耕时旋耕刀的运动方程和轨迹以及运动速度和加速度,并根据运动规律对斜置潜土逆转旋耕时的切土节距和沟底凸起高度进行理论分析,得出斜置潜土逆转旋耕时的切土节距与机具前进速度、刀轴转速以及刀辊的斜置角度有关,且斜置角的存在可以相对减小切土节距;旋耕后的沟底凸起高度与旋耕刀的回转半径、旋耕刀的排列数量、机具的前进速度、刀辊的转速以及刀轴的斜置角度有关,并且刀辊斜置角度增大会能一定程度增大沟底凸起高度,降低耕作质量。此外,还通过理论分析,证明了斜置潜土逆转旋耕相对具有更好的碎土和抛土性能。为了进一步研究斜置潜土逆转旋耕抛土性能,本文采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,结合SPH算法,建立了斜置逆转旋耕虚拟仿真模型,并设计了相应的斜置旋耕试验台对仿真模型的可靠性进行了试验验证。本文采用验证好的仿真模型,结合正交试验设计方法,以斜置角、前进速度、潜土深度以及刀辊转速作为试验的四个因素,并对每个因素取三个水平,以后抛土率为试验指标进行斜置逆转旋耕虚拟抛土重复取样的正交试验。针对试验结果,依次采用直观分析法、方差分析法以及回归分析法对试验结果分析并得出了影响后抛土率因素的主次顺序以及各因素对试验结果影响的重要程度,还得出了影响后抛土率显著的因素之间的相互关系。为了了解斜置潜土逆转深旋耕机的实际耕作性能,本文还重点介绍了斜置潜土逆转深旋耕机的基本结构和工作原理,确定了斜置角度,并设计了相应的悬挂架,详细介绍了旋耕刀辊、防缠草装置和平整装置等部件的结构和工作原理。此外,为了得出刀辊斜置对机具平衡的影响,本文采用ADMAS软件对所设计的机具受到的侧向力进行了分析,分析结果表明该机具可以通过挤压侧面土壤进行相应的平衡,不会影响机具的正常使用。在此基础上加工制造了斜置潜土逆转深旋耕机样机并分别在有茬和无茬的条件下进行了田间试验,对耕后土壤的耕深、耕深稳定性、碎土率以及残茬覆盖率等试验指标进行了的测量,结果表明该机具不仅能够一次性完成细碎土壤、翻埋残茬等多道工序,满足国家标准的要求,还能够实现短刀深耕,满足深耕的要求。本文研究结果为今后深旋耕的设计提供了理论依据。