为提高棉秸秆粉碎还田水平,研究不同参数对棉秆机械化粉碎还田的影响,解决棉秸秆粉碎还田机粉碎率低、掉落率高等突出问题,本文以棉秆为研究对象开展了二次抛送式棉秆粉碎还田关键技术研究,设计了二次抛送装置,为棉结秆还田与残膜回收联合作业奠定基础。论文主要完成的工作有:（1）全文对二次抛送式的棉花秆粉碎还田机械设计的重要零部件进行较为深入的探索。第一步先对粉碎还田机械的构造参数和它的作业特点开展详细的解析和研究,介绍了二次抛送式棉秆粉碎还田机的工作原理,对关键结构进行结构设计,并对易损件甩刀进行了结构分析,该研究对于棉秸秆粉碎还田机的设计以及关键部件的选择奠定基础。（2）针对棉秸秆粉碎还田机棉秆掉落率大的问题,粉碎率过低的问题,设计了一种二次抛送式棉秸秆粉碎还田机。确定了无支撑切割下刀辊的转速可取2463r/min,弧形出料腔的倾斜角度是42°,二次抛送装置的安装高度为1024mm,确定了甩刀排列方式、动定刀间隙的距离、出料口面积等关键参数,对二次抛送装置的主要结构进行定型,为后期的田间试验奠定基础。（3）对二次抛送式棉秸秆粉碎还田机进行Fluent内流场分析。根据棉花的种植模式,确定机具模型基本结构参数,根据流体控制方程进行机具工况的数学模型建立,揭示机具内流场抛送的基本原理,分析出碎秆在不同风速变化下的基本运动特性;在对机具内流场进行仿真模拟研究中,得到初始模型的流场分布,通过改变刀辊转速来变换送风速度,得到不同水平下其流场变化趋势和适宜的抛送参数范围,均满足工作要求,机具的设计比较合理。（4）加工二次抛送式棉秸秆粉碎还田机,进行田间试验。本文选择用刀辊转速、前进速度和离地间隙为试验因素,对二次抛送式棉秸秆粉碎还田机进行田间试验,以棉秆粉碎率和掉落率为响应值对数据进行三因素三水平二次回归正交试验,通过Design-Expert软件对得到的数据进行优化处理,通过计算分析得到机具的工作参数的最优组合为:刀辊转速2490.26r/min,前进速度4.90 km/h,离地间隙76.3mm。得到的目标函数的预测值:棉秆粉碎率为98.56%,棉秆掉落率为3.18%;为了判断预测的准确性,在新疆生产建设兵团第49团银丰现代农业装备有限公司试验棉田进行了 3次验证试验。在机具工作参数设置为刀辊转速为2490.00r/min,前进速度为4.90 km/h,离地间隙为76.0mm作业条件下,试验得到的结果为还田机的棉秆粉碎率为98.78%,棉秆掉落率为2.88%,试验值与软件得到的预测值误差小于5.00%,机具可以较好的完成棉秸秆粉碎还田作业,验证了二次抛送式棉秸秆粉碎还田机的理论参数分析及结构设计的合理性,给今后此类机具的改良与提高提供一种思路。