为满足“保护性耕作”的要求,玉米根茬粉碎还田技术有着重要意义。刀具是还田类机械的重要组成部分,而刀具系统不仅包括刀具等零件组成的刀辊,还包括刀具的装配方式。本文设计了一种玉米根茬粉碎还田刀具系统,并对其进行动力学仿真,平衡性分析,自由模态分析和结构静力学分析。针对国内灭茬刀存在灭茬质量不好、能耗较大、刀具寿命较短等现状,设计了一种基于阿基米德螺旋线的灭茬刀片。刀片的刃口曲线为“阿基米德螺旋线”和“L型曲线”的合成,保证了刀片逐渐入土灭茬时进行滑切,从而减少冲击,降低了能耗,延长了刀具寿命。刀片入土时,滑切角逐渐减小,满足了不同深度根茬的切碎要求。设计了刀轴、刀盘。并用Pro/E对刀片、刀轴、刀盘建立三维模型。根据灭茬要求,提出了“螺旋线型”、“人字型”和“双人字型”三种装配方案,并在Pro/E中对各方案进行装配。分别对各个方案以“x-t”格式导入动力学仿真软件ADAMS2010中,施加合理的约束和驱动,设置合理的标记点,并进行动力学仿真分析其平衡性,得到各仿真结果的图像,并对各仿真结果的指标进行参照对比,确定“双人字型”装配方案为最佳方案。对“双人字型装配”用有限元分析软件ANSYS14.0Workbench进行八阶自山模态分析,得出八阶固有频率,结果显示与工作频率差距颇大,故不会发生共振而引起机器损坏,并得出了各阶频率激励下的振型。对刀片进行了结构静力学分析,得出了在工作载荷下的总变形、等效应力、剪切弹性应变,结果显示变形和应变微小,等效应力远小于屈服极限,满足工作要求。此刀具系统的设计和研究为玉米根茬粉碎还田机械的设计提供了一定的技术参考和理论支持。