当前,随着水果产业需求量的提高和果园种植面积的增加,果园生草刈割技术的优势日益凸显,传统的“清耕制”逐渐退出舞台。果园管理需要机械化的设备来提高工作效率,解放劳动力,目前国内的果园生草刈割机多数只适合平原地区果园或者是草坪割草。为了有效地减少果园刈割草种的损失,提高割草效率,本论文基于紫花苜蓿植株的物理、力学特性以及国内外对于果园生草刈割机的研究现状,研制了一款适合我国果园的前置双圆盘果园生草刈割机,主要研究内容及结论如下:(1)根据果园生草的情况及刈割性能的要求,明确了轻便型果园生草刈割机的设计原则,依据设计原则确定了刈割机的总体结构包括汽油机动力系统、带与齿轮传动系统、前置式双圆盘切割系统;对切割器的切割方式和原理进行分析,确定刀盘数为2个,刀盘直径为400 mm,刀片伸出长度为50 mm,刀片为每个刀盘上各4片,并利用workbench对切割装置进行了模态分析,得到发生共振的临界转速为7170 r/min,为实际工作中避免弯曲振动提供依据。(2)以多年生豆禾科牧草之一的紫花苜蓿为研究对象,分析其拉伸、剪切、压缩和弯曲力学特性,总结出了苜蓿植株茎秆的力学材料模型参数,其中,苜蓿草茎秆的弹性模量约为37.79 MPa,压缩模量约为101.3 MPa,弯曲模量约为9.6 MPa,最大剪切强度约为9.21 MPa。(3)基于ANSYS/LS—DYNA软件对单根苜蓿草茎秆的切割过程进行有限元分析,研究刈割机不同工作参数对于切割过程中的应力和切割力的影响规律,结果为:切割器转速的升高会引起苜蓿茎秆根部应力的增大,可能会使根部破裂,不利于再生长;当旋转速度过快或过慢时都不利于刀片的刈割,容易使刀片产生径向振动。(4)研究了切割器运动参数对重割率与漏割率的影响。论文在分析了双圆盘式旋转切割器结构的基础上,利用ADAMS软件对虚拟样机进行运动仿真,研究切割器割刀的运动轨迹和切割面积图。以重割率与漏割率为评价指标,通过正交试验得到了刈割机切割前进速度、刀片旋转速度与刀片数的最优组合:前进速度为2.74 km/h,转速为2000r/min,刀片数为3片。(5)经过田间的样机试验发现,运动参数优化后,重割率和漏割率分别比优化前减少了5.83%和1.1%,所以,虚拟样机的仿真数据真实可靠。