甘蔗生产是广西区农业发展的重要经济支柱,但是广西蔗区大多位于独特的丘陵地域,导致甘蔗生产机械化水平很低,特别是甘蔗收获机械水平仅占甘蔗生产水平的0.05%[1],导致生产效率低,生产成本很高,严重的影响了蔗农的经济收入,严重制约了广西区蔗糖产业的可持续健康发展,严重影响了全区的农业经济发展。因此研制适用于广西地区独特的丘陵地域的整杆式小型甘蔗收获机,对于提高生产效率、降低甘蔗生产成本有着重要的意义。本课题依国家科技部科技人员服务企业项目、广西科技厅攻关项目和广西制造系统与先进站制造技术重点实验室项目,借助和广西钦州力顺机械有限公司提供良好合作的平台,研制出了第一台自主产权的小型甘蔗收割机物理样机,本文重点研究样机的切割系统,以提高切割系统的刚性,降低破头率为目的,具体的工作如下:1、以原有样机为对象进行试验研究,测试收割机的的破头率,甘蔗物流在切割器系统的通过情况,以及切割系统的刚性,分析整个切割系统及其组成部件的合理性,根据测试结果分析切割系统存在的问题,为切割系统的改进提供依据。2、针对试验分析切割系统存在的问题,提出改进方案。采用有限元思想,参数化优化设计方法,对切割系统齿轮箱进行结构优化。另外在试验过程中样机发现切割器动力不足,必须选择合适的液压马达,改进切割器结构,匹配液压马达,提高切割器的动力。3、根据试验结果分析,甘蔗在切倒后切割器进入到物流通道的通过性不好,提出切割器提升修改方案,通过分析确定改进样机的提升方案,并且对提升架的进行设计以及合理的选择液压缸,整合改进的各个模块,确定最终切割系统的采用分段提升方式,增加了切割系统的刚性。4、应用虚拟样机技术,仿真分析改进的切割系统的甘蔗能否顺利通过物流通道,验证改进切割系统是否合理,同时为改进样机的研制提供依据。同时也采用仿真研究切割系统中执行部件对刀盘部分振幅的影响分析。5、研制的物理样机,通过试验对设计结构的合理性进行论证,并且进一步验证理论分析及仿真分析的结论,得出较优状态下的相关参数,为后续样机的近一步优化改进提供了数据支撑。