地膜覆盖栽培技术引入我国以来,广泛应用于农业生产中,该项技术在给农业生产带来巨大发展的同时,残留在田间的地膜不能够及时回收处理,使得残膜严重污染了土壤和环境。目前市场上的残膜回收机具可达几十种,但是作业时依然存在残膜回收效果差、可靠性低等问题。本研究针对现有的杆齿式残膜回收机不适用于棉田残膜回收、卸膜机构工作不可靠等问题,对机具进行了改进设计。对改进设计后的机构进行了运动学、动力学仿真,制作拾膜、卸膜机构试验台并进行了响应面分析试验和卸膜过程的高速摄像试验,根据试验分析得到的最优因素组合制作了杆齿式残膜回收机整机。研究内容主要归纳为:(1)根据新疆一膜四行机采棉种植模式(660+100mm)和秋后棉田实际作业情况改进设计了杆齿式残膜回收机,通过对机具关键部件的设计分析,确定了拾膜机构、卸膜机构以及起膜装置的关键设计参数。通过对杆齿式拾膜、卸膜机构的受力分析,得出了拾膜、卸膜机构可靠工作的条件。(2)建立了拾膜、卸膜杆齿的运动模型方程,并利用ADAMS软件对拾膜、卸膜机构进行仿真分析,得出机构在工作时不会发生干涉,确定了拾膜、卸膜杆齿在工作时的运动轨迹和卸膜杆齿在卸膜过程中的速度、加速度变化情况;对卸膜杆齿工作状态下进行仿真分析,结果显示卸膜杆齿满足工作要求。对卸膜杆齿与拾膜齿在接触时进行动力学仿真,确定了卸膜杆齿端部为发生变形最大的位置,最大变形量为2.54mm,应力和应变主要集中在两杆齿接触的区域和卸膜杆齿与卸膜轴连接的区域,最大应力为536.64MPa,最大应变为0.0032,卸膜杆齿和拾膜齿都满足强度要求。(3)对杆齿式拾膜、卸膜机构试验台进行了三因素三水平响应面分析试验,得到试验因素对拾膜率影响的大小顺序为:机具行进速度>速比>拾膜齿入土深度,并利用Design-Expert中Numberical Solutions模块对指标进行优化分析,优化结果为当机具行进速度为1.2m/s,速比为1.0、拾膜齿入土深度为55mm时,拾膜率、卸膜率可达到最优值。(4)利用高速摄像试验系统对不同工况下的杆齿式卸膜机构和刮板式卸膜机构进行了卸膜试验,试验结果显示杆齿式卸膜机构的卸膜效果较好,当机具行进速度为1.2m/s,速比大小为1.0时,平均卸膜率为87.2%。