马铃薯是一种重要的粮食作物,对增加农民收入,助力贫困地区打赢脱贫攻坚战,保障国家粮食安全具有十分重要的意义。近年来我国马铃薯种植面积逐渐增大,但是马铃薯收获机械化程度不高。为此,本研究基于马铃薯收获和分级的农艺要求,提出了“杆组平动输送,前段薯土分离,后段变距分级”的技术思路,设计一种小型马铃薯输送分级装置,可以实现马铃薯的输送、薯土分离、分级和收集。主要研究内容和结论如下:（1）采用输送和分级联合作业的方案,设计了马铃薯输送分级装置。通过对作业目标的分析,明确输送分级装置的设计要求,然后,分析比较多种输送装置和分级装置的差异,确定输送分级装置的整体结构和工作原理,并在调研、试验的基础上,完成对输送链、导薯板和收集箱的设计,并对机架进行频率分析确定机架不会发生共振。（2）开展了输送分级的机理研究。分析马铃薯在输送分级装置上的运动轨迹,确定升运Ⅰ阶段的倾斜角取值范围为12°～32°;通过分析马铃薯在输送分级装置的受力情况,确定影响马铃薯向上运动的因素为转动板对马铃薯的支持力、转动板与马铃薯接触点到马铃薯质心的距离、转动板与马铃薯接触点与马铃薯的夹角;通过分析马铃薯在分级阶段的运动情况发现,转动板的转动惯量越大,转动板的半径越小和两转动板间的位置夹角越大,马铃薯与转动板间的挤压力和摩擦力越大,马铃薯的损伤几率也越大。（3）确定了输送分级装置最佳结构参数。建立输送分级装置-马铃薯相互作用的离散元仿真模型,以马铃薯分级准确率为评价指标,采用单因素和二次正交旋转回归组合的试验方法进行仿真试验。仿真结果表明:影响分级准确率的主次因素依次为输送链速度、进薯量、输送链提升角度,对输送分级装置的结构参数进行优化,当输送链提升角度为13.74°、输送链速度为1.24m/s和进薯量为3.93kg/s时,输送分级装置分级性能最优,分级准确率为93.5%。（4）验证了输送分级装置的田间工作性能。田间试验结果表明,样机的工作性能稳定,平均分级准确率为88.06%,平均伤薯率为1.97%,各项试验评价指标均能满足马铃薯收获机的农艺要求。