近年来,随着切纵流型联合收获机使用率的提升,对其核心部件脱粒清选装置的工作性能、工作效率等提出了更高的要求。现有产品的切纵流脱粒清选装置传动系统设计不合理,脱粒分离传动系统布局较复杂,脱粒滚筒转速固定,对作物的适应性较差。脱粒清选机架整体结构不紧凑,机架应力分布不均,机架局部地方存在强度冗量的情况。通过优化脱粒清选传动系统及机架轻量化设计,能够提高脱粒清选装置动力传递的可靠性,也有助于提高切纵流联合收获机整机作业的稳定性和通畅性。论文以太湖TH988型切纵流全喂入联合收获机为研究对象,结合理论、仿真分析和试验对脱粒清选装置传动系统及机架进行优化设计,主要工作有:(1)总结现有切纵流全喂入联合收获机脱粒清选传动系统存在的问题,根据切纵流脱粒清选装置工作部件的作业流程、相互位置关系以及传动系统设计原理设定新的传动方案,分析课题组前期对切纵流联合收获机脱粒清选装置田间试验的结果设计传动部件工作参数,并对关键参数进行验证。在切纵流滚筒之间,设计一种两档换向传动箱装置,解决脱粒滚筒转速不可调的弊端。(2)脱粒清选传动系统的可靠性需要机架的强度支撑来保障。以太湖TH988型切纵流全喂入联合收获机为研究对象,运用SolidWorks软件绘制脱粒清选机架三维模型,根据传动部件质量分布以及回转部件的工作参数计算机架承受的应力值,得到机架应力分布情况。基于材料强度理论,运用ANSYS workbench软件静力学模块对机架进行仿真分析,得出机架强度冗量分布情况。以减重15%为优化目标进行机架的结构拓扑优化,根据结构拓扑优化结果,再综合考虑传动部件安装要求、机架载荷分布和制造工艺等设计要求,对脱粒清选机架进行结构和形状的优化设计。(3)脱粒清选机架除了在重量、强度分布上满足设计要求,同时也要有助于传动系统运转的稳定性。运用ANSYS workbench软件对优化后的脱粒清选机架进行模态分析,得到机架低阶模态参数。对低阶模态的固有频率和振型进行分析,为机架结构的优化设计提供参考,同时将模态参数和联合收获机上其他工作部件产生的激振频率进行比较,从而检验机架是否会产生共振现象。通过试验模态测试系统,分析优化后的脱粒清选机架模态参数,并且分别从固有频率和振型两个方面对两种模态分析方法得到的结果进行比较分析,验证有限元模态分析结果的准确性,以及有限元模态分析方法的可行性。(4)对优化后的脱粒清选装置传动部件进行试验检测,检测结果表明:脱粒清选装置在空载和满负荷两种工况下,各个传动部件运转顺畅,传动部件工作参数都符合设计要求,且达到了收获作业标准;对优化前后的脱粒清选机架进行质量对比试验,试验结果表明:优化后的机架减重5.7%,机架轻量化程度较明显。