近年来水稻主要采用机械收割,相比横轴流收割机,纵轴流全喂入联合收割机因其具有更好的收获性能被广泛使用。市场机型主要以喂入量2.0以上的大型机具为主,难以适应我国南方丘陵地区小田块收割,而小型机具因受脱粒滚筒长度的限制,导致脱粒时间短,存在损失率大的问题。本研究对小型水稻收割机纵轴流脱粒分离系统进行了系统设计与试验。针对南方丘陵山区田块面积小,大型机具通过性差和损失率大的难题,采用了弹性脱粒的水稻脱粒方法,设计了4LZ-1.6型全喂入水稻联合收割机,为实现水稻的脱粒分离工作工序,设计了一种小型纵轴流水稻联合收割机脱粒分离系统;对该系统运用Design-Expert数据分析软件进行试验,试验研究了基于水稻损失率的单因素试验和多因素二次正交旋转组合试验,通过对模型的方差分析和二次回归模型拟合,得到了水稻损失率对3个自变量影响因素的二次多元回归方程,得到了3个自变量影响因素对水稻损失率的显著性顺序从大到小依次为导条螺旋倾角、凹板筛直条倾角、弹性脱粒杆齿齿距;应用响应曲面法分析了3个因素对水稻损失率的影响规律,得到了该系统基于水稻损失率最低时的最优参数组合分别为:弹性脱粒杆齿齿距a=90 mm,导条螺旋升角α=23°,凹板筛直条倾角θ=14°;此时的水稻损失率软件预测值为1.51%。并进行验证试验得出了水稻损失率实际试验值与软件预测值的差值为0.12%;实际试验值与软件预测值基本相符。最后,将设计为弹性脱粒杆齿齿距a=90 mm,导条螺旋升角α=23°,凹板筛直条倾角θ=14°的脱粒分离系统装配在益阳资江联合收割机开发有限公司生产的,已获国家农机购机补贴资格,可在全国范围内销售和推广的4LZ-1.6全喂入联合收割机上。