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马铃薯是粮菜兼用型作物，也是仅次于小麦、水稻、玉米的世界第四大粮食作物。当前，我国马铃薯综合机械化水平仅有30％。国内市场上马铃薯挖掘机种类、可靠性等也参差不齐，本文在分析国内外马铃薯收获机的优缺点的基础上，了解了国内外农业机械可靠性试验以及牵引阻力测量方法，结合湖北地区马铃薯种植的农艺模式，通过田间功能性试验、牵引阻力测量试验以及关键部件的应力-应变测量试验对小型振动式马铃薯挖掘机的整体的结构、零部件的强度做出优化改进，使其能更好的适应湖北地区的工作条件。 本课题研究基础是一种适合湖北地区的小地块马铃薯种植区域的小型振动式马铃薯挖掘机具。这种小型振动式马铃薯挖掘机主要由动力输入连接部分、挖掘部分、振动分离筛三大部分组成。其中动力输入连接部分有偏心盘、连杆、花键轴；挖掘部分主要有挖掘铲、连接臂；筛分部分主要有栅条式振动筛、振动臂。本课题的具体研究内容如下： （1）分析了国内外振动式马铃薯挖掘机的优缺点，了解马铃薯可靠性试验和牵引阻力测量的研究方法； （2）对整机进行初步的田间挖掘试验，检验机器能否进行正常的挖掘、筛分功能。在此基础上参照国家标准《NY-T648-2015马铃薯收获机质量评价技术规范》，通过初步的田间挖掘机结构强度试验，测得单台马铃薯挖掘机在80小时内轻微故障一共出现过15次，一般故障出现过5次、严重故障出现过3次、致命故障0次。首次故障前作业时间为0.5h，首次故障前的作业量0.5亩，有效度为80%；找出整机容易出现故障的零部件，提高零部件的强度并结合湖北地区马铃薯种植特点和农艺模式优化传动部分、连接部分结构，提高机器的稳定性； （3）将改进优化后的马铃薯挖掘机进行田间试验测量出牵引阻力，在条件相对恶劣（土壤含水率比较高，粘度大）得出平均牵引阻力，以及最大牵引阻力，与马铃薯挖掘铲理论牵引阻力值相对比之后，可以给静力学强度仿真的提供参考值； （4）通过马铃薯挖掘机田间的应力-应变测量试验得到挖掘铲，上、下振动臂五个点的最大应力-应变值，与ANSYS静力学强度分析挖掘铲和机架的应力-应变分布相比较，结合之前田间功能性试验零部件断裂情况，可以评价关键性零部件的强度，对以后的改进提出方向。