马铃薯是继水稻、小麦、玉米之后的世界第四大粮食作物。中国马铃薯种植历史悠久,产量和种植面积位列世界前茅。目前,大部分小型马铃薯收获机振动筛是通过曲柄连杆机构产生线性振动,振动频率单一,导致土薯分离效果差。本文将混沌振动应用于马铃薯收获机,在参数满足一定条件时,通过输入确定的激励,输出宽频振动响应,使振动有更加剧烈的速度变化,从而提高物料与振动筛、物料与物料之间的碰撞概率,避免筛条间隙堵塞,强化了物料的流动,提高马铃薯收获过程中的土薯分离率。具体研究内容如下:首先,介绍了目前国内外马铃薯收获机的研究现状,分析了小型马铃薯收获机存在的问题;介绍了混沌理论的基本概念和混沌识别方法;建立三偏心轮混沌激振器数学模型和三维模型,确定仿真参数,并通过数值仿真完成对激振器的混沌特征识别。其次,通过建立整机的三维模型,确定了振动筛的具体参数。验证运动参数是否满足马铃薯收获机收获要求;对不同电机转速下振动筛的振动响应进行混沌识别;再对振动筛进行模态分析、谐响应分析并优化振动筛结构,使其满足工作条件;为了进一步验证振动筛具备混沌特性,搭建台架试验,采集加速度数据并通过混沌识别方法进行混沌特性验证。最后,通过离散元法,建立土壤和马铃薯离散元模型,利用离散元软件EDEM与机械系统动力学自动分析软件ADAMS进行耦合仿真。以电机转速和振动筛倾角为因素,以马铃薯的回流位移、所受力最大值、土壤透筛率和透筛效率为指标,进行模拟仿真。结果表明:在电机转速330r/min与振动筛倾角8.2°、电机转速360r/min与振动筛倾角8.2°时,可以兼顾马铃薯输送和土壤分离,并以此参数作为本文所设计的马铃薯收获机混沌振动筛的最优参数;在相同参数下与传统振动筛土壤透筛率作比较,验证了混沌振动筛对土壤具有更好的透筛效果;以仿真结果中最优参数作为马铃薯输送试验的条件,分析薯块的破皮率和输送率。