新疆具有独特的光热和水土条件,种植的加工番茄具有产量高、品质好等特点,已成为世界第二大加工番茄种植区。经过数十年的国外引进和自主研发,机械化采收已成为新疆加工番茄采收的重要手段。果秧分离装置是加工番茄收获机的核心工作部件之一,国内外现有加工番茄收获机果秧分离振动发生器存在运动参数易受载荷影响、易堵塞等诸多问题,已严重影响加工番茄收获机整机性能。本文从现有加工番茄果秧分离装置入手,获取果秧分离时滚筒的运动、转矩等参数需求,设计并试制非圆轮系振动发生器,通过试验验证其工作性能,结果表明非圆轮系振动发生器可满足果秧分离需求。研究结果为加工番茄收获机进一步优化和改进提供了依据。主要研究内容及结论:(1)测定了加工番茄收获机工作速度和加工番茄产量,确定分离滚筒喂入量为9.33~14.14 kg/s;试验确定了影响分离率和破损率的因素最优组合为纯小时生产率35 t/h,振动发生器输入转速400 r/min,喂料输送链速度0.8 m/s;在最优因素组合下,利用高速成像和转速转矩测量系统确定分离滚筒运动形式为周期0.180 s的摆转,最大转矩为。5.2 N·m,输入、输出角位移拟合函数为(2)结合W-W型非圆齿轮行星轮系传动比分析,确定了非圆轮系振动发生器总体方案;在(1)中输入、输出角位移拟合函数的基础上,结合非圆齿轮角位移函数处处连续、可导的特性,对拟合函数进行修正,获取了非圆齿轮节曲线数学模型及图像,对非圆齿轮节曲线进行分段分析,验证了节曲线封闭性和凹凸性,并利用齿廓法线法设计了非圆齿轮齿廓;对非圆轮系振动发生器进行了具体结构设计和动力学分析,获取了各部件动力学数学模型。(3)结合Solid Works和Adams分别对非圆轮系振动发生器进行三维模型建立和虚拟仿真分析,对比仿真和需求角位移、角速度曲线并对各零部件进行动力学分析,结果表明:仿真分析角位移和角速度曲线与需求曲线较吻合,且各零部件能够满足机构强度需求,验证了理论分析和仿真模型的正确性;试制了非圆轮系振动发生器,替换现有双偏心块式振动发生器,设定输入轴转速为333 r/min,并利用高速成像系统进行了运动学特性试验与分析,试验结果表明:试验角位移和角速度曲线与需求曲线基本吻合,验证了非圆轮系振动发生器的合理性。