本文在对国内外灌木割灌机的发展历史、现状以及发展趋势进行深入分析的基础上,对比各类割灌机的优缺点,提出一种适合我国人工灌木林发展现状的人工灌木林履带自走式四圆锯割灌机方案设计。针对灌木林的生长特性和种植环境,本文设计一种以履带式行走机构为载体的割灌机。结合加工需要及加工工艺,最终确定该割灌机的整体布局结构,并对该割灌机的行走机构、割灌机构、传动系统和翻转调节装置等进行了深入研究,确定各个结构部件的组成形式、连接方式及安装尺寸。研究该履带式割灌机的整体性能参数,并对灌木切削理论进行研究,结合切削要素计算出切削力与切削功率。在对加工主轴的切削力和切削功率设计的基础上,运用ANSYS有限元分析软件对割灌机的关键零部件进行有限元分析,包括静力分析和模态分析及拓扑优化分析。在静力分析的基础上得出了关键零部件的应力、应变与变形云图,对关键零部件的强度和刚度进行了检验,在模态分析基础上得出了关键零部件的低阶固有频率与振型,从而对关键零部件结构设计合理性进行验证,在拓扑优化中在保证一定刚度和强度的前提下,降低了材料的质量。运用MATLAB软件对锯切主轴进行优化分析,撰写优化程序,设定优化参数,获得优化后主轴的结构参数,并对原有的设计进行了改进和优化,以提高本设计的割灌机的整机性能。最后针对这种形式的作业方式,利用ADAMS对翻转机构进行运动仿真分析,以分析割灌翻转机构的运动学性能。