高含水率玉米籽粒脱粒技术已成为制约黄淮海地区玉米籽粒联合收获机械发展的瓶颈,现阶段所推出的玉米籽粒收获机械面对高含水率玉米果穗时均存在籽粒破碎率及未脱净率高以及果穗喂入量难以提升的问题,极大的影响了玉米收获效果。因此,提升高含水率玉米脱粒效果与脱粒装置工作效率成为玉米籽粒收获机械的研究主题。本文以高含水率玉米果穗为研究对象,对玉米果穗及籽粒进行了力学特性研究,设计了各关键技术参数可快速调整的纵轴流脱粒试验台。并采用单因素试验与正交试验相结合的方式对纵轴流脱粒装置面对不同含水率区间玉米果穗时的工作参数进行了优化,利用高速摄影对玉米果穗脱粒机理进行了分析。本论文的主要研究工作和结论如下:（1）对不同含水率区间玉米籽粒分别进行了静态压缩与剪切性能试验,试验结果表明玉米籽粒侧面、顶面以及腹面受压时,其最小破裂载荷均随含水率的升高而降低,且籽粒顶面的最小破裂载荷在此含水率区间内总低于籽粒侧面与腹面的最小破裂载荷;剪切玉米籽粒侧面时,其最小破裂载荷随含水率的升高而降低,剪切玉米籽粒顶面时,其最小破裂载荷随含水率的升高呈先增大后减小的趋势,剪切玉米籽粒腹面时,其最小破裂载荷随含水率的升高而逐渐增大。随含水率的升高,籽粒抗压强度虽逐渐降低,但其籽粒表面韧性随含水率的变化而变化,造成了剪切玉米籽粒顶面与腹面时其最小破裂载荷随含水率的升高而出现增大的现象。（2）对玉米果穗进行了不同约束条件下的脱粒压缩与弯曲试验,试验结果表明玉米籽粒轴向与切向抗弯强度较小,纵向与侧向抗压强度较大,且纵向抗压强度大于侧向抗压强度。玉米籽粒所受到的纵向与切向力的作用是玉米脱粒的主要因素。（3）对脱粒方式与脱粒装置进行了研究,设计了果穗喂入量、凹板间隙与滚筒转速可快速调整的脱粒试验台。（4）以籽粒破碎率与未脱净率为评价指标,以果穗喂入量、凹板间隙与滚筒转速为考察因素,对26²8%、28³1%两含水率区间玉米果穗行了单因素试验。试验数据结果表明:随果穗喂入量的增大,玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率逐渐增大。26²8%、28³1%两含水率区间玉米果穗均在果穗喂入量为8 Kg2s^-1时达到最低籽粒破碎率3.13%与4.51%;随凹板间隙的增大,玉米籽粒破碎率与未脱净率均先减小后增大。含水率26²8%的玉米果穗在凹板间隙为29 mm时达到最低籽粒破碎率2.97%;含水率28³1%玉米果穗在凹板间隙为31 mm时达到最低籽粒破碎率4.83%;随滚筒转速的升高,玉米籽粒破碎率先减小后增大,未脱净率逐渐降低。含水率26²8%的玉米果穗在滚筒转速为510 r2min^-1时达到最低籽粒破碎率3.51%;含水率28³1%玉米果穗在滚筒转速495 r2min^-1时达到最低籽粒破碎率4.72%。（5）在单因素试验的基础上进行了正交试验,通过方差分析与GLM分析的方式分析纵轴流脱粒装置面对不同含水率区间玉米果穗脱粒时的最优参数配比。通过数据分析得出:钉齿式单纵轴流脱粒装置中影响玉米籽粒破碎率的技术参数主次顺序为:滚筒转速>凹板间隙>果穗喂入量;影响未脱净率的技术参数主次顺序为:凹板间隙>滚筒转速>果穗喂入量。结合方差分析与显著性检验结果,面对含水率26²8%玉米果穗钉齿式单纵轴流脱粒装置的最优参数配比为:滚筒转速525 r2min^-1,凹板间隙31 mm,果穗喂入量13 Kg2s^-1;面对含水率28³1%玉米果穗钉齿式单纵轴流脱粒装置的最优参数配比为:滚筒转速530 r2min^-1,凹板间隙38 mm,果穗喂入量11 Kg2s^-1。（6）利用高速摄影的方式对玉米果穗在脱粒过程中的运动状况进行了分析,并结合玉米果穗在脱粒滚筒中的运动及受力状况对脱粒机理及籽粒破碎机理进行了分析。分析结果表明,果穗脱粒过程主要集中于脱粒滚筒前三分之一段内,果穗在脱粒滚筒内部整体上近似按照螺旋线方向向滚筒后方移动,进入到脱粒滚筒内部的玉米果穗头部与尾部籽粒最先受到冲击而脱粒,剩余籽粒在钉齿的打击作用、及果穗与果穗、果穗与芯轴间的碰撞作用以及果穗与凹板筛、果穗与凹板筛栅格固定板间的搓擦碰撞作用下实现脱粒。籽粒破碎现象主要发生于果穗与凹板搓擦碰撞以及钉齿对籽粒打击碰撞过程之中。