随着水稻产量的提高以及高产水稻的普及，要求联合收获机在保证性能良好的前提下，向高效、大功率、大喂入量方向发展，以提高生产率。为了解决现有全喂入式联合收获机收获秆青叶茂难脱的高产水稻时脱粒分离损失大且容易出现堵塞的问题，创新提出了阶梯式单切双横流脱粒分离装置，并以此为基础开展阶梯式单切双横流联合收获机的总体设计和脱粒分离性能试验。本文的研究内容主要包括以下几个方面:　　1、阶梯式单切双横流脱粒分离装置结构设计。在对国内外各种脱粒分离装置进行分析以及前期台架试验的基础上，以提高喂入量、物料运动顺畅性、脱粒分离效率和降低脱粒分离功耗为目标，提出了阶梯式单切双横流脱粒分离装置，确定了阶梯式单切双横流脱粒分离装置的总体结构和主要工作部件的结构参数。　　2、阶梯式单切双横流联合收获机总体设计。根据阶梯式单切双横流联合收获机的总体结构和工作原理，计算确定了联合收获机的主要参数，并对联合收获机的切割输送装置、清选装置以及其他辅助装置进行设计和配置。　　3、阶梯式单切双横流联合收获机传动系统和载荷测试系统设计。根据各工作部件的位置关系和运动参数，对整机的传动系统进行“模块化”设计，即通过中间轴的动力分配作用把发动机的动力分别传到输送-脱粒分离系统、清选系统和切割喂入系统;根据确定的传动方案，分别基于北京威斯特中航的CYB-807S型扭矩传感器和霍尔传感器对脱粒分离装置的扭矩和转速测试系统进行设计。　　4、阶梯式单切双横流联合收获机脱粒分离性能试验与分析。分别以第Ⅱ横轴流脱粒间隙和第Ⅲ横轴流滚筒转速为试验因素进行单因素对比试验，分析试验因素对脱粒分离损失率和脱粒分离功耗的影响;在单因素对比试验分析结果的基础上，以喂入量、脱粒间隙和滚筒转速为试验因素进行正交试验，运用模糊综合评价法和极差分析得出试验范围内单切双横流水稻脱粒分离装置的优选工作参数为:喂入量7.5kg/s，第Ⅰ切流、第Ⅱ横轴流和第Ⅲ横轴流脱粒间隙依次为30mm、20 mm、30mm，滚筒转速依次为610r/min、738 r/min、886r/min。　　该研究是在对联合收获机核心工作部件脱粒分离装置进行设计的基础上，对联合收获机其它工作部件进行匹配设计，并对整机传动系统和脱粒分离装置载荷测试系统进行设计，最后通过田间试验对脱粒分离装置的工作参数进行优化，试验结果表明阶梯式单切双横流联合收获机在优选工作参数下的性能指标为:脱粒分离损失率0.45％，脱粒分离功耗37.21kW，清选损失率0.72％，破碎率0.36％，含杂率0.66％，达到了大喂入量(7～8kg/s)、高效率、低损失率的收获要求。