马铃薯作为我国的四大粮食作物之一,无论是作为粮食蔬菜还是加工成其他商业、工业用品,都有着极高的利用价值,种植面积逐年提高。马铃薯收获机械作为马铃薯产业中重要环节,对提高马铃薯产量、增加粮食创收有着重要的作用。目前,国内市场上马铃薯收获机械虽然种类繁多,但是针对山地丘陵地区作业的马铃薯收获机械还需加强。本文设计出一种适用于山地丘陵地区作业的滚筒式马铃薯收获机,并制作了关键部件的模型,进行了仿真和试验。主要研究内容和成果如下:首先,通过阅读文献、整理资料,总结了马铃薯收获机械的设计经验和设计标准、马铃薯的生长特性及种植农艺,结合《农业机械设计手册》中挖掘铲和分离装置的类型,确定了滚筒式马铃薯收获机的设计方案,并对其关键部件的结构和参数做了详细介绍。主要是包括挖掘铲、分离输送滚筒筛、角度调节装置等。其次,建立了分离输送滚筒筛的仿真模型,运用离散元素分析法对马铃薯和土壤的分离输送过程进行了运动仿真,结合Design-expert软件对仿真结果进行分析,确定了滚筒式马铃薯收获机的工作参数范围,并对结构进行了优化。最后,制作分离输送滚筒筛部件样机,进行台架试验,结合试验和仿真结果分析了马铃薯的损伤率。综上所述确,滚筒式马铃薯收获机的主要部件包括旋转驱动式挖掘铲:由12个箭型铲组成,铲面长度为438mm,宽度为180mm,铲尖张角70°。分离输送滚筒筛:由螺旋滤网和螺旋叶片组成,滚筒筛直径860mm,长度1200mm,滤网间隙宽度50mm,滤网由16根直径10mm的钢丝在钢架上绕制为螺旋状而成。通过仿真分析得到影响马铃薯分离输送时间和输送率的主次因素分别为切削角度、行进速度、滚筒筛转速,其工作范围为:切削角度10°~15°、行进速度0.3m/s、转速20~45r/min,马铃薯受到的合力在10N~200N之间,马铃薯不会因为碰撞造成机械损伤。