2018年我国大豆产量达到了1528万吨,但种植和收获成本高,劳动强度大,机械化收获程度低,近年来大豆机械化收获水平不足70%,低水平的大豆机械化收获严重制约着我国大豆产业的发展。目前我国黄淮海夏大豆主产区大豆产量仅次于东北大豆主产区,但该地区的种植和收获条件远不及东北地区。黄淮海地区大豆收获主要是用的稻麦联合收获机,通过调整脱粒、清选系统的参数来收割大豆,但割台难以适应大豆植株自身的生长特性,存在着喂入量不均匀、易堵塞、易炸荚、损失率高等问题。因此,研制一种能够适应黄淮海地区大豆收获的专用割台,能够有效降低大豆收获损失,对于提高该地区大豆机械化水平具有重要意义。本文针对黄淮海地区大豆机械化收获中割台技术问题,研制了一种大豆匀流输送割台,以期减少大豆机械化收获中割台损失的问题。主要研究内容包括:(1)研究了大豆机械化收获中与割台相关的大豆种植农艺与形态特性,确定了大豆匀流输送割台的结构设计方案。测量了黄淮海地区主要种植的20个大豆品种的与机械化收获相关的农艺、形态特性,具体结果为:行距为36cm,株距为10~25cm,株高为40~90cm,底荚高度为7~30cm,蓬面直径为10~37cm。针对大豆植株的特性,对割台的工作原理和大豆植株在割台上的运动过程进行理论分析,确定了匀流输送割台总体设计方案:设计安装防炸荚拨禾轮;设计较长的割台长度;切割器与绞龙之间加装匀流输送装置;关键部件的运动参数针对大豆收获进行优化匹配。(2)对割台关键部件的结构及运动参数进行设计。拨禾轮采用偏心六杆式,在拨禾弹齿上安装防炸荚拨禾板,在减轻对大豆茎秆的打击力度的同时,还能增强对落叶后的大豆茎秆的拨送能力;通过理论计算,推导出拨禾轮转速在35~45r/min之间,相对割刀的安装高度为720mm,相对割刀的最大前移距离为196mm;在切割器与割台绞龙之间安装了辅助输送装置,能使割台喂入量更均匀,同时能将堆积在切割器上的大豆茎秆及时输送至绞龙,防止茎秆掉落,根据联合收获机行进速度和大豆种植疏密程度确定了输送带速度范围为0.5~0.9m/s;在割台后部加装防飞溅罩,防止豆粒、豆荚等飞出割台。(3)对割台框架进行了有限元分析。为保证所设计的割台结构的可靠性,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对割台挂接机架和割台框架分别进行了静力学与模态分析。应力分析表明,最大应力出现在割台挂接机架下横梁的中部,最大应力为100.03Mpa,最大变形出现在挂接机架下横梁远离挂接点的部位,为1.97mm,应力与变形不会影响割台的可靠性;通过割台框架模态分析,获取了前六阶模态参数,割台变形集中在左右侧板、左右横梁、底板和刀架横梁处。通过理论计算得到了联合收获机主要运动部件的振动频率并与割台固有频率对比可知,联合收获机自身振动不会引起割台共振现象。(4)针对割台振动大的问题,利用动态信号采集与分析系统进行了振动测试,分析了割台振动特性。振动测试表明,切割器的往复运动是引起割台振动的主要原因,割台前部振动强度大于割台后部,横向振动强度比前后、垂直方向更大。与传统大豆割台相比,匀流输送割台切割器附近振动强度更小,在左右方向及前后方向上振动强度分别减小27.25%和10.67%。因此匀流输送割台不仅可靠性更好,而且能够降低割台的炸荚损失。(5)以割台损失率为目标,通过田间试验优化割台结构参数和运动参数。对拨禾轮水平位置对割台损失率的影响进行了单因素试验,确定了拨禾轮相对割刀水平前移距离为60mm;运用Box-Benhnken试验方法对机器前进速度、输送带速度和拨禾轮转速这三个关键因素进行试验与优化,建立匀流输送割台损失率的回归数学模型并对其进行方差分析,得出对割台损失率造成影响的主次因素依次为拨禾轮转速、机器前进速度、输送带速度。通过响应曲面方法分析各因素交互作用对割台损失率的影响,同时对影响因素进行目标优化,得出大豆匀流输送割台作业参数的最优组合为:前进速度1.35m/s,拨禾轮转速40r/min,输送带速度0.83m/s。将大豆匀流输送割台根据该参数进行调整并进行田间试验,在该条件下割台损失率为1.39%。