随着社会的发展、城市人口的增长、化石燃料的燃烧等人类活动,大气环境质量日趋恶化,大气污染已成为影响人类身体健康的主要危害因素之一,世界各国都在加强监管。但是国内的重量法颗粒物采样器主要采用单膜手工更换的方式,费时费力。针对当前空气颗粒物采样器存在的问题,本文做了一种自动换膜空气颗粒物采样器的结构设计,并进行了运行与性能实验研究。针对自动换膜需求,确定了颗粒物采样器系统的功能和性能指标要求,对自动换膜空气颗粒物采样器的自动换膜原理及采样过程进行了分析,尤其是对切割器的原理进行了仔细研究,为后期设计奠定了基础。对采样器整机结构进行分析并对关键部件进行选型,包括切割器,采样风机和多种传动电机的选型。完成对自动换膜空气颗粒物采样器系统的机械结构设计和仿真分析。对整体机械结构进行了分解,根据动作关系将其分解为三个子系统,即滤膜更换子系统、采样子系统和固定框架及外壳。对每个子系统进行详细的结构设计。另外,为了保证设计的科学性和可靠性,对受力最大的底壳进行了仿真分析。对各个子系统进行装配,将各部分设计合成为一个协调的整体。基于以上工作,完成自动换膜空气颗粒物采样器样机的组装和运行,并通过跟不同仪器的比对实验验证了各项设计指标达到了预期要求,有很强的实用性,具有较好的商业化前景。该仪器整机结构已经获得国家知识产权局颁发的发明专利证书。