每到收获季节，大量多余的秸秆便随处堆放，影响下茬作物播种和栽种，焚烧秸秆成为农民处理多余秸秆最简单和最方便的方式，但这样却带来了严重环境污染。因此，在做好秸秆有效利用上，已引起社会的广泛关注。秸秆中含有作物生长所必需的各种矿物质营养元素及有机质成分，是一种完全肥料。从发展循环农业角度考虑，秸秆还田是一项具有重要意义的作业模式。把秸秆粉碎机直接配套联合收割机使用，可以实现一次性秸秆抛洒还田，可以很好的地解决收获期农时和劳力的矛盾，使秸秆直接抛洒还田技术成为解决秸秆焚烧地有效方法。基于以上目的，本文主要进行了以下几个方面的研究：首先，鉴于农机产品的特殊性，试制的样机只能选择在收获期进行田间实验。这样就对农机的设计研发提出了更高的要求。基于秸秆还田循环利用的需要，以高效、节能为目标，研究现有的秸秆粉碎方法和原理、秸秆粉碎机切碎特性，确定了秸秆粉碎机的设计方案，设计了一款配套联合收割机使用的秸秆粉碎机。其次，本文中把刚柔耦合联合分析方法，应用于农业机械中，使用CATIA和ADAMS软件建立粉碎机的虚拟样机动力学模型，并对其进行了多体动力学仿真。利用ADAMS软件输出的载荷谱，应用有限元原理，通过在ABAQUS中导入了刀片的有限元模型，利用载荷谱计算出刀片在实际工作中承受的应力和应变。其研究结果为联合仿真技术在农业机械中的实际应用提供了参考。再次，进行滑切运动学仿真，在粉碎机模型建立后，需要的就是秸秆模型了。秸秆模型的建立方法有刚性梁法和柔性梁法。用柔性梁法建立秸秆作为粉碎机切割的工作对象，其与粉碎机上刀片的相互作用得出的仿真数据对粉碎机的运动、动力都有重要意义。为了提高粉碎机刀片的性能，需要得到刀具倾角与切割速度对切割力，切割功耗率的影响。最后，通过搭建秸秆粉碎机试验平台对制造的样机进行实验测试，测试粉碎效果。并且对不合理的方面进行了改进后，进行田间试验。