玉米机械化收获是玉米全程机械化的关键环节之一,玉米籽粒收获机在玉米机械化收获中应用较为广泛,清选装置是玉米籽粒收获机的关键组成,清选装置的作业性能对玉米籽粒收获质量有着重要的影响,风筛式清选装置由于其作业性能稳定、工作效率高等优点被广泛应用于玉米籽粒收获中。近年来由于玉米单产提高以及收获机作业速度增加,导致玉米籽粒收获机喂入量增大,在清选中会出现振动筛前部玉米脱出物堆积现象,影响清选装置的作业性能。为了解决上述问题,本文基于圆柱凸轮机构设计了一种三维平移振动筛驱动机构,利用ADAMS与MATLAB对三维平移振动筛运动进行了数值模拟,通过CFD-DEM耦合技术对筛上的玉米脱出物运动进行了仿真及分析,通过多因素仿真试验对三维平移振动筛清选装置参数进行了优化,确定了装置参数的最优组合,通过台架试验对仿真结果进行了验证,并且得出相比于平面往复振动筛清选装置,三维平移振动筛清选装置性能得到提升,本研究相关结果可为大喂入量玉米脱出物筛体驱动机构设计提供参考依据,本文主要研究内容与结论如下:（1）基于圆柱凸轮机构设计了一种三维平移振动筛驱动机构,通过理论分析建立了筛体运动模型,确定了影响筛体运动的关键参数,即凸轮高度、凸台的半径和转速。通过ADAMS进行了筛体运动仿真,验证了筛体运动理论模型的正确性。（2）通过CFD-DEM耦合技术进行了三维平移振动筛清选装置内物料运动数值模拟,以玉米籽粒横向速度分散度为指标,量化了筛上玉米籽粒的分散程度,相比于平面往复振动筛,三维平移振动筛筛上玉米籽粒横向速度分散度较高;探究了三维平移振动筛筛上物料横向分散情况和向筛后运移物料能力,相比于平面往复振动筛,三维平移振动筛筛上物料横向分布均匀度提高了29.35%,筛上物料的迁移系数恒大于0,证明三维平移振动筛具备持续向后输送玉米脱出物的能力。（3）以籽粒的清洁率与损失率为指标,进行了单因素仿真试验,结果表明:随着凸台半径增加,籽粒的清洁率与损失率先增大后减小;随着凸轮高度增加,籽粒的清洁率与损失率先增大后减小;随着清选装置入口气流速度增加,籽粒的清洁率与损失率均增大;随着凸台转速增加,籽粒的清洁率与损失率先增大后减小。以凸台半径、凸轮高度、凸台转速及清选装置入口气流速度为因素,进行了二次正交旋转中心组合试验,获得了各因素及其二次项与交互项对指标的显著性影响,建立了各因素与清选性能指标之间的回归数学模型,通过Design-expert软件对获得的回归数学模型进行了多目标优化,获得参数最优组合为:凸台半径26.2 mm,凸轮高度26.3 mm,凸台转速288.1 r/min,清选装置入口气流速度12.6 m/s,此时三维平移振动筛籽粒清洁率为99.16%,籽粒损失率为0.87%,满足国家标准要求。（4）根据优化结果加工圆柱凸轮机构并搭建三维平移振动筛清选装置试验台,通过高速摄像机对筛体前部的玉米籽粒运动进行追踪,提取筛体前部玉米籽粒的横向速度,与数值模拟中的玉米籽粒横向速度进行对比,结果表明,二者规律基本相同;在玉米脱出物喂入量为7 kg/s,凸台半径为26 mm,凸轮高度为26 mm,凸台转速为288 r/min,清选装置入口气流速度为12.6 m/s时,三维平移振动筛清选装置的籽粒清洁率为98.57%,籽粒损失率为1.04%,与优化结果基本一致。相比与平面往复振动筛清选装置,三维平移振动筛清选装置的清洁率提高1.41%,损失率降低1.17%,清选装置性能得到提升。