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本文简述了国内、外联合收割机的研究现状和典型脱粒分离装置的工作原理。设计并研制出纵轴流脱粒分离-清选试验台切流脱粒分离装置和强制喂入装置，在自行研制的纵轴流脱粒分离-清选试验台上，对钉齿和刀形齿切流脱粒分离装置进行台架试验。通过试验比较两种切流脱粒分离装置、配置两种不同形式切流脱粒分离装置的切流与纵轴流组合式脱粒分离装置的脱净率、脱粒功耗，从而得出脱粒分离性能较佳的切流脱粒分离装置和切流与纵轴流组合式脱粒分离装置。其次，运用回归分析方法和DPS数据处理软件建立刀形齿切流脱粒分离装置脱净率、脱粒功耗的数学模型。最后，应用MATLAB优化工具箱对所建立的数学模型进行多目标优化，使该切流脱粒分离装置的工作参数得到综合优化。另外，建立物料在强制喂入轮的螺旋叶片输送过程中的运动模型，通过仿真得到了螺旋叶片的结构和运动参数对物料的轴向移动能力的影响。
本课题在对小麦相关特性研究的基础上，对两种不同的切流脱粒分离装置进行分析研究，得出了两种切流脱粒分离装置的工作性能差异，这大大加深了对纵轴流联合收割机不同形式切流脱粒分离装置工作规律的认识。同时对性能较佳的刀形齿切流脱粒分离装置建立数学模型、优化得出了该切流脱粒分离装置的最佳工作参数。此外，本课题的研究为纵轴流联合收割机的研究提供了理论依据，对进一步提高和完善我国纵轴流联合收割机具有重要的现实意义。