起苗是苗木出圃的重要环节。起苗质量的好坏直接关系到苗木出圃后造林的成活率。近年来,北美和欧洲等地区已广泛使用联合起苗机。联合起苗机能一次性实现起苗、输送、清土、收集、计数、打捆和包装等多道工序,大大地减轻劳动者的工作强度,提高了工作效率。然而国内的起苗机械水平还较低,起苗机械结构简单,只能完成单一的挖苗工序,然后需要人工拣拾完成收获工作,工作效率低,劳动强度大。为了提高国内起苗机械水平,提高起苗效率,减轻劳动强度,研制出具有工作效率高,能完成多道工序的苗木联合起苗机意义重大。本文首先在国内已有起苗机的基础上,参照国外起苗机技术,确定了苗木联合起苗机的整体结构和基本技术参数。为了使设计出的苗木联合起苗机具有更大的使用价值,对影响苗木联合起苗机工作性能的苗木类型、苗木生长状况、土壤环境和气候条件等因素进行了详细地研究。为了减小起苗阻力,本文对起苗刀的性能参数进行了详细地分析和研究,得出了起苗刀主要性能参数的计算公式。在考虑土壤类型和土壤物理机械性质的前提下,对起苗刀进行了动力学分析,建立了其牵引阻力动力学模型,并利用MATLAB软件作出了起苗刀主要工作参数对牵引阻力的曲面响应图,分析曲面响应图,得出了起苗刀工作参数的最优组合。为了便于对起苗刀的优化,利用三维建模软件Pro/E对起苗刀进行了三维参数化建模,采用ANSYS软件中的多目标优化模块对起苗刀的结构参数进行多目标优化设计,得到了起苗刀最佳结构参数。本文通过建立根上分离的力学模型,阐述了振动脱土的基本原理,得出了振动脱士的基本条件。为了进一步阐述根土分离的机理,通过将苗根和土壤复合体看作为一种纤维型的复合材料,引入要土复合体胞元概念,从细观力学分析方法上对根土分离问题进行有限元分析,模拟苗根和土壤分离的过程。这为根土分离装置的设计提供了一定理论基础。本文还通过苗木和土壤混合物在杆式输送链上的受力分析,确定了杆式输送链和起苗刀的相对位置。对杆式输送链输送速度和机具行走速度的匹配关系进行了分析,确定了杆式输送机输送速度与机具行走速度的关系。通过对机架主骨架进行模态分析,得出了其1-6阶的固有频率和振型图,确定了液压振动分离装置的激励频率不会引起机架主骨架发生共振现象。最后,本文利用三维建模软件Pro/E对苗木联合起苗机进行了整机装配,得到了苗木联合起苗机的三维实物图。