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马铃薯产业在我国主粮化政策的推行下发展迅速，马铃薯种植面积也逐年增加，马铃薯田间机械化收获装备的研发水平严重阻碍了马铃薯收获作业的质量和效率。本文在研究国内外马铃薯收获技术及装备的基础上，设计了S型链式马铃薯收获机，重点对挖掘、输送分离装置进行了结构设计和性能优化分析，解决了现有马铃薯收获装备输送分离去土关键技术难题，降低了马铃薯机械性损伤等问题，提升了马铃薯收获机械化装备及技术的整体水平。 主要研究内容及结论如下： 1、针对我国马铃薯主产区种植模式及常用挖掘、输送分离技术进行对比与分析，探寻出阻碍马铃薯收获装备技术水平的关键技术点，进行S型链式马铃薯收获机的设计。进行了马铃薯薯块损伤试验研究，通过万能试验机压缩试验得出了薯块的力学特性，为挖掘装置和输送分离装置的关键参数选定提供依据。 2、进行了马铃薯收获机挖掘装置的结构设计，确定了挖掘铲的结构形式、挖掘入土角、挖掘深度等结构参数；借助ANSYS软件进行了挖掘铲静力学分析，分析了挖掘铲入土过程中弹性应变及应力的变化，对挖掘铲装置的强度及可靠性进行了校核。 3、进行了S型链式输送分离装置的结构设计，确定了输送分离装置栅杆材质、直径、栅杆间距等。进行了不同振动装置作业效果的对比分析，确定了振动装置的结构参数。研究分析了马铃薯在该装置S型折转前后运动速度方向、大小及轨迹的变化趋势，确定了输送分离装置倾斜角度、折转落差、转速等结构参数与作业性能之间的关系方程，为后续试验优化提供了理论依据。 4、采用二次正交旋转组合的试验方法对S型链式收获机进行田间试验，通过回归分析得到了试验因素动力输入轴转速、输送分离装置倾斜角度、S型折转落差与试验指标明薯率、伤薯率、含杂率之间的数学关系。经优化可知最优组合：动力输入轴转速为217r/min、输送分离装置倾斜角度为35.8°、S型折转落差为95mm。试验结果平均值为：明薯率99.51%、伤薯率为0.06%、含杂率为1.74%。