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本文介绍了国内外水稻联合收割机清选装置的发展现状，对比分析了各种清选装置特点，针对丘陵地区水稻收割特性，选择风筛式清选装置进行优化设计。以某型号水稻联合收割机清选装置为原型，综合分析了清选过程中水稻受到的气流和筛面作用力，建立了水稻从脱粒凹板筛到振动筛面运动数学模型，并且分析了物料在筛面上的相对滑动和抛掷等运动形式及其必须满足的运动条件。通过分析水稻在两层振动筛面的透筛情况，建立了水稻透筛概率模型，为寻找清选装置最优工作参数和改进设计提供了理论基础。该清选装置采用双风机加双层振动筛结构，利用三维设计软件Pro/E对振动筛主要结构进行实体建模，并借助于ADAMS软件进行虚拟样机运动分析，研究不同工作参数下物料颗粒在振动筛中运动情况。以水稻透筛概率和损失率为清选指标，以曲柄转速、曲柄长度、风机风速、风向角和筛面安装夹角作为试验因素，采用均匀设计试验方法进行多因素多水平仿真试验，得出不同工作参数下各指标值和最佳参数组合。通过回归分析建立清选指标与各因素的数学模型，再利用MATLAB提供的优化工具箱进行多目标优化，从而找到最优工作参数，最后在仿真软件中对虚拟样机进行改进，再次仿真试验检验优化结果。本文基于清选装置中水稻运动规律和筛分效果的理论分析，利用动力学仿真软件进行虚拟样机的仿真试验，建立了清选指标与各影响因素数学模型。通过参数优化改进了清选装置结构和工作参数，这为提高清选质量和改进水稻联合收割机的整机性能提供了参考。