田间育种试验是一个十分耗费劳力的农业系统工程,为了提高育种工作的工作效率水平、加速试验进程、提高试验进度采用机械化作业是必然趋势。大豆育种脱粒不同于常规商品豆脱粒,育种工作中试验材料种类多、样本量小、籽粒珍贵,既要提高作业效率,又要防止材料间的混杂。传统碾压、打击式人力脱粒和通过非专用普通商品粮脱粒机进行脱粒仍然是现今中国大豆育种工作的主要脱粒方式,传统人工手动脱粒的工作周期长,且劳动强度大,普通脱粒机对籽粒的破坏较为严重,破碎率高,而且常规机器并没有清种功能,机器内部清理极为困难,无法保证各品种之间不混杂。提高效率以缩短脱粒工作周期,解放劳动力,避免品种混杂以提高育种精确性,已成为大豆育种机械化的发展方向。因此,研制一种符合中国大豆田间育种试验脱粒农艺要求、机构简单耐用、籽粒低破碎率、完全防混种的大豆育种专用脱粒机具有非常重要的现实意义。本文阐述了国内外育种机械的研究现状及其主要特点,比较分析了各种脱粒装置、分选装置结构主要区别、适用范围及优缺点。针对育种脱粒机存在的问题,结合大豆育种工作的具体要求,对快速清理装置、脱粒装置、清选装置及整机进行了结构设计与分析计算。完成的工作内容和取得成果如下:(1)切流式大豆育种脱粒机结构设计。设计一种快速清理装置,能够通过简便的操作使机器内部完全开放,以便于清理残留;对脱粒装置、清选装置及整机进行总体结构设计以及工作参数计算分析,通过soildworks软件对整机进行三维建模,应用ANSYS有限元分析软件对整机进行静态力学分析和预应力模态分析以寻求安全转速范围。(2)参数优化试验。采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,选择滚筒线速度、脱粒间隙、喂入量、植株体积含水率为影响因素,以破碎率、含杂率、夹带损失率、未脱净损失、飞溅损失率为响应函数,对影响该样机性能的结构与工作参数进行了优化试验研究。结果表明:当参数组合为植株体积含水率17.5%、喂入量2.1~2.4kg/min、脱粒间隙为12~18mm、滚筒线速度7.4 m/s时,脱粒的含杂率不高于0.03%,破碎率不高于0.15%,未脱净率不高于0.35%,夹带损失率不高于1.15%,飞溅损失率不高于0.25%,符合NY/T1014-2006脱粒机作业性能标准。研究结果为切流式大豆育种脱粒机的后期产品定型设计提供了依据。(3)样机加工试制与生产考核。完成工程图绘制、工艺设计、小批量生产和10万份育种材料脱粒生产实际考核。