随着我国对玉米秸秆综合利用技术的研究进程加快,玉米秸秆的需求量不断增加。玉米秸秆的综合利用不仅可以保护地球的生态环境,而且降低了对不可再生能源的依赖,缓解了能源危机。提高我国玉米秸秆综合利用的根本措施在于用机械代替人工、减少储存空间和降低运输成本。目前的收割机普遍存在能耗高、效率低以及收获后的秸秆杂乱松散等问题,针对上述问题,在以往对收割机的研究基础上,设计了一种集玉米秸秆捡拾、切割、压缩功能于一体的机械装置,降低了人工劳动强度,提高了玉米秸秆资源的综合利用效率,在提高农业机械现代化方面有着重要的意义。通过对玉米秸秆捡拾切割压缩一体机工艺过程的研究,确定了其主要工作机构包括:捡拾机构、切割机构、输送机构以及压缩机构等。根据各机构的设计原则和特点进行选型,确定玉米秸秆一体机的总体方案。对玉米秸秆一体机的关键部件进行了结构设计和力学分析。对玉米秸秆捡拾切割压缩一体机进行产量上适配计算,确保整机工作时的稳定性。针对捡拾结构捡拾性能上的问题,对其关键部件进行运动上的分析和参数上的设计。针对切割机构切割性能上的问题,通过回转刀盘的理论设计动刀,确保动刀切割时无漏切;通过等滑切角理论来设计定刀,提高切割效果、降低切割能耗;建立力学方程得到影响切割效果的因素,优化切割机构的设计参数。针对压缩机构压缩性能上的问题,通过偏心曲柄滑块的理论设计活塞结构的参数。对玉米秸秆一体机的各零部件进行三维建模,实现对一体机的虚拟装配。对活塞结构进行动力学和运动学仿真,验证活塞结构各部件是否满足设计要求,保障玉米秸秆一体机压缩机构工作时的稳定性。对玉米秸秆一体机中关键零部件进行静力学分析和模态分析;通过静力学分析检验各部件是否满足刚度和强度的要求;通过模态分析确保玉米秸秆一体机在运行过程中不会产生共振,满足加工生产要求,为玉米秸秆捡拾切割压缩一体装置优化提供依据。