在我国北方平原水稻种植区,作物种植面积相对集中且地块平整,大、中型谷物联合收割机能够较好满足作业要求,因而使用较为普遍,然而由于该机体型庞大,对于占有我国较大国土面积的中部和南部等山地、丘陵地区,这类大中型联合收割机无法适应其深泥脚及小区域作业环境,因而目前亟需研制出体积小、操作灵活、效率高的小型联合收割机。旋风分离清选系统因其结构简单、工作稳定可靠,是目前应用在小型联合收割机上较为普遍的清选装置,但仍存在着清选损失和功耗较大以及湿物料易堵塞清选系统等缺陷。为此本文在传统小型谷物联合收割机基础上,设计了一种旋风分离器与分离组件组合式的清选装置。通过气体-固体颗粒两相流在清选分离筒内部运动规律,得到了不同粒径、密度物料的悬浮速度,并确定了系统清选压力损失；基于脱粒混合物物理特性,对旋风分离清选装置主要工作部件进行了结构设计和参数设计；通过自建清选试验台,以扬谷器转速、吸杂风机转速、分离组件距入口高度为试验参数,谷粒清洁率和清选损失率为性能指标,运用回归分析方法建立了该清选系统的数学模型,优化确定了最佳参数组合：扬谷器转速1112r/min,吸杂风机转速2247r/min,分离组件距入口高度68mm,所得谷粒清洁率为99.36%,清选损失率为0.082%；通过改变清选喂入量、待清选物料含杂率条件,进行了最佳参数下清选系统适应性试验,确定了喂入量在0.25kg/s及以下,含杂率在7%及以下时清选效果较佳；在旋风分离清选装置上,进行了有无分离组件、物料径向切向喂入方式对比试验,得出分离筒中加装分离组件、物料切向进入分离筒可有效减少清选损失,提高清选效率,对于减少生产成本具有重要意义。