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近年来,我国马铃薯产业飞速发展,现有马铃薯机械化收获水平远远满足不了产业的发展,尤其是收获的机械化水平低,机型与农村现有大量中小动力拖拉机不配套、基础理论研究及设计制造水平低等问题引起越来越广泛的重视。因此,论文拟设计一款适合小型手扶拖拉机配套、更适应中粘性土壤的作业环境的马铃薯挖掘机。在研究了目前马铃薯收获机械两大关键部件——挖掘部件和分离部件的理论及应用发展现状的基础,本文进行了两大部件的理论分析和计算,通过三维造型、虚拟样机动态仿真等手段完成设计。论文主要结论有：(1)以三维造型软件Pro/ENGINEER为主要工具,通过对种植规范的分析,以及挖掘、分离部件的设计计算,完成马铃薯挖掘机的整机设计及造型。(2)设计一种幅宽为500mm,工作面倾角18°-25°可调的挖掘部件,通过Pro/ENGINEER完成其零部件建模和装配,并且以Pro/ENGINEER自带的Mechnica有限元模块完成挖掘铲组的静力学分析,通过结构及参数优化,铲片、铲座通孔的位置的最大应力下降到165MPa左右,其余大部分位置应力值在66MPa以下,最大位移下降到1.7mm左右,满足技术要求。(3)为了让小型马铃薯挖掘机能更加适应中粘性土壤的作业环境,设计了一种椭圆滚筒式分离部件,通过Pro/ENGINEER中的Mechanism机构模块完成滚筒运动仿真,确定滚筒的轴距；在多体动力学软件Adams中建立分离部件的虚拟样机,完成薯块——滚筒分离部件相互作用体系的运动学、动力学仿真,最终确定了其主要参数——滚筒转速、杆条间距、椭圆单体几何形状、轴距等。