青贮玉米较籽粒玉米而言,经济价值方面有较明显优势,随着2015年国家“粮改饲”政策的实施,青贮玉米被广泛种植。传统的青贮玉米方形压缩打捆机需配置大飞轮来平衡活塞运动,空间占比大,活塞在压缩过程中产生冲击和振动,工作稳定性不够。针对现有青贮玉米圆形压缩打捆机压缩时形成的物料捆内外密度不均匀的问题,本文对螺旋输送压缩机理进行了分析,搭建了螺旋输送压缩试验台并进行了试验,得到了各因素水平的最佳参数组合,根据最佳参数组合设计了一款螺旋式青贮玉米压缩打捆装置,对物料的输送压缩过程进行了EDEM离散元仿真,对关键部件进行了有限元仿真。主要研究内容及结论如下:（1）对螺旋静力学摩擦理论进行了分析,得到了使用螺旋机构对物料进行输送压缩时,物料运动的动力由物料与螺旋机构间的摩擦力、物料与机筒内壁间的摩擦力、螺旋叶片对物料的推力提供。对螺旋机构输送压缩物料的运动状态和受力情况进行了分析,得到了物料速度与螺旋叶片外径及螺距有关,法向加速度、切向加速度、轴向加速度的增加,均会引起对应方向上的物料压缩程度增加。通过对物料的运动状态和受力分析,得到了螺旋输送压缩过程中物料受到的压缩力和压缩密度关系式,并搭建了试验台,试验台整体尺寸长1795mm,宽420mm,高608.5mm,试验台可实现对物料输送压缩过程中的压缩力和输送损失率数据采集。（2）以螺旋转速、含水率、喂入量和进料速度为试验因素,压缩力和输送损失率为试验指标,压缩密度为青贮农艺技术指标,设计4因素3水平二次回归正交试验。由方差分析得到了各因素对各指标的影响显著性结论。试验结果表明:螺旋转速、含水率、螺旋转速与喂入量交互作用对压缩力影响极显著,喂入量、螺旋转速与含水率、喂入量与进料速度交互作用对压缩力影响显著。螺旋转速、含水率、螺旋转速与含水率交互作用对输送损失率影响极显著。各因素对压缩力的影响顺序为喂入量＞螺旋转速＞含水率＞进料速度,对输送损失率的影响顺序为螺旋转速＞含水率＞喂入量＞进料速度。输送压缩过程的最佳因素水平组合为:螺旋转速245.90r/min、喂入量1.40kg、含水率68.39%、进料速度39.93mm/s,此时压缩力、输送损失率、压缩密度的最佳取值分别为290.92N、6.20%、571.64kg/m~3,压缩密度满足青贮农艺技术要求。（3）根据正交试验获得的最佳因素水平组合结果,设计了一种螺旋式青贮玉米压缩打捆装置,确定了关键零部件的结构和参数,对整机结构进行建模和装配。青贮玉米螺旋压缩打捆装置的基本参数为:总体尺寸2720 700 1450mm（长宽高）,输送压缩出料仓的总体尺寸为2420×416×900mm,物料捆长度控制调节装置尺寸为520×60×320mm,压缩密度572kg/m~3,每捆质量50kg,喂入料斗倾斜角度70°,螺旋轴直径100mm,螺旋叶片直径400mm,螺旋结构为变螺距等深结构,各段螺距长度分别为355mm、315mm、250mm、160mm、125mm,长径比3:1,螺旋转速246r/min。打结器的总体尺寸205 85 195mm,夹绳卡盘分支自由度为1,打结嘴分支自由度为2,割刀分支自由度为1,该装置生产效率为21.31t/h,总功率为14.75k W。（4）引入相似原理,求得输送压缩过程中原模型所受各力为缩比模型的64倍。建立了青贮玉米粉碎物料离散元模型,并对物料的螺旋输送压缩过程进行了EDEM仿真分析和关键部件受力分析。结果表明:仿真过程所表现出来的物理特征和力学行为与实际压缩情况接近,误差较小,模型可用来描述青贮玉米粉碎物料的输送压缩过程。根据离散元分析结果,对原模型中螺旋机构、输送压缩仓、压缩挡板进行有限元仿真。结果表明:螺旋机构总体变形量0.40mm,总等效应应力107.87MPa,输送压缩仓的总体变形量0.02mm,总等效应应力6.33MPa,压缩挡板总体变形量0.04mm,总等效应应力192.16MPa,第一阶模态振动频率为19.20Hz,对应临界转速为1152.03r/min,三者总体变形较小,总等效应力值均小于所用材料屈服强度,结构强度满足设计要求,实际工作中螺旋机构转速远小于第一阶临界转速,螺旋机构不会发生共振,设计合理。