油菜是中国面积最大的油料作物。针对我国油菜联合收获技术研究中存在的脱粒分离装置结构复杂、性能较低,尤其是损失率、含杂率居高不下的现实问题,研究设计了一种新型油菜脱离系统,将传统割台的割断、输运和脱粒等功能进行集成。利用虚拟样机技术设计集成作业滚筒,并设计制作台架试验装置；建立油菜输运的动力学模型,利用MATLAB软件进行模型的分析与模拟,探求油菜运送机理；利用离散元方法分析油菜在脱粒腔内的受力状态与运动规律,揭示油菜脱粒机理；开展了集成作业滚筒脱粒效果的台架试验。主要研究内容有如下几个方面：(1)开展了油菜茎秆与果荚基础力学特性的测试实验,阐释了油菜茎秆与果荚在剪切和压缩作用下的力学特性。结果表明：茎杆剪切力和压缩力随时间的变化并不明显,靠近最后收获期的油菜茎杆剪切力并不是实验测得的最大值,因而在确定油菜收获时间时可以不将割断功耗作为影响因素。油菜果荚挤压力变化和其生长日期有一定关联,随着成熟度的提高,果荚含水率逐步降低,其生物质结构变得易于发生变形和开裂,这有利于油菜的脱粒作业。(2)开展了不同脱粒方式对收获期油菜果荚脱粒效果的对比分析研究,阐释了不同脱粒方式对油菜果荚的脱粒效果。结果表明：果荚脱净率和脱粒功耗之间呈对数关系,在脱粒功耗较低时,油菜果荚脱净率随脱粒功耗的增加而大幅度提高,但是随着脱粒功耗继续增加,增加速率逐渐变缓并趋于其极限值。同时功耗的增加也易于导致果荚壳的破碎和籽粒的破损,进而增大分离和清选过程的难度和降低收获油菜籽粒的品质,因而不宜为了提高脱净率而一味地增大脱粒功耗；搓擦脱粒油菜果荚脱净率高达99%,而碾压脱粒脱净率小于86%,冲击脱粒脱净率小于66%,在单位脱粒量功耗大于0.5J/g后,相同脱粒功耗下,揉搓脱粒的脱净率高于碾压脱粒和冲击脱粒,油菜联合收割机脱粒装置宜选择冲击脱粒和搓擦脱粒组合的脱粒方式。为此论文选择脱粒钉齿和编织筛网组合、轴流方向自下而上的技术实施油菜联合收获后的脱离。(3)设计了一种新型的组合式油菜脱离系统。在传统收获机割台的割断和输送功能的基础上,在割台滚筒上增设脱粒钉齿和切刀,使得割台滚筒在输送功能的基础上同时具有脱粒和割断功能；取消传统机型中的链耙式输送装置,将纵轴流脱离滚筒的喂入机构直接和割台滚筒的伸缩拨齿机构相接,缩短了物料传送环节,简化了结构。为有效开展该系统的试验研究,分别配套设计并试制了纵轴流脱离试验装置和组合式脱离试验装置。(4)利用高速摄影技术和离散元分析方法,对油菜在伸缩拨齿机构作用下进入到纵轴流脱离系统以及在该系统中运动的过程进行了观察和分析。结果表明：油菜在伸缩拨齿作用下按抛物线轨迹运动到纵轴流脱离系统,并在该脱离系统内作不规则圆周螺旋运动,其轴向运动速度呈现出近似脉动变化特征,受到的作用力主要来自于和脱粒钉齿与顶盖螺旋撞击产生的间歇震荡的冲击力。籽粒在脱离滚筒内的轴向运动速度较快,螺旋轨迹线的螺距较大,秸秆的轴向运动速度慢于籽粒,其螺旋轨迹线的螺距较小。物料在上升时段的速度较低,在下落阶段和遭受撞击后的速度较高。(5)开展了纵轴流脱离滚筒对完熟期油菜的脱离试验。结果表明：脱粒滚筒转速、钉齿间距、脱粒间隙和滚筒轴线倾斜角等因素都影响到筛下籽粒脱出比率。筛下籽粒脱出比率与滚筒转速之间呈现出抛物线关系,转速为771r/min时筛下籽粒脱出比率最高。钉齿间距取为100Omm、225mm、前半段间距200mam与后半段间距为100mm组合三种形式均可得到较高的筛下籽粒脱出比率；脱粒间隙取为25mam和滚筒轴线倾斜角度为250的筛下籽粒脱出比率较高；筛下物由籽粒、颖杂和茎杆等成分组成,筛下脱出各成分沿滚筒轴线呈现出小尺寸脱出物前多后少、大尺寸脱出物前少后多的分布规律,籽粒、杂余等几何尺寸较小的脱出物在滚筒前端脱出量较大后端脱出量较少,几何尺寸较大的茎秆则在滚筒前端的脱出量较小后端脱出量较大。