饲草揉碎机是我国自主研发的饲草加工设备。目前饲草揉碎机普遍存在着故障率高、整机可靠性较低以及故障数据信息不全等问题。目前对饲草揉碎机主要进行功能设计,没有开展可靠性设计,故其整机质量特别是可靠性是明显短板。因而对饲草揉碎机进行系统可靠性设计与优化,提升其质量与可靠性水平就显得尤为重要。针对饲草揉碎机可靠性较低的问题,首先,结合模糊数学理论对饲草揉碎机进行故障模式及危害性分析（FMECA）,明确饲草揉碎机的关键部件与薄弱环节。其次,将贝叶斯网络与故障树相结合,计算揉碎机顶事件发生概率以及各底事件的重要度。第三,通过专家评分法对饲草揉碎机系统可靠度进行预测,基于饲草揉碎机可靠性预测结果与可靠性目标,利用再分配法对设备进行可靠性分配。最后,对饲草揉碎机薄弱环节进行可靠度校核与结构优化。研究结果表明:（1）采用模糊FMECA方法获得了揉碎机故障模式的综合危害度排序,其中抛送叶片疲劳断裂、锤片过量磨损和转子转动不平衡等故障模式的危害度较高。并确定了影响揉碎机可靠性的关键部件与薄弱环节为转子部分。（2）根据饲草揉碎机故障数据,采用贝叶斯网络与故障树相结合的方法,计算得到揉碎机发生故障的概率为4.87×10-5/h。对饲草揉碎机故障概率的变化影响较大根节点分别为抛送叶片或锤片疲劳强度不足、锤片使用寿命达到极限和锤片不均匀磨损等。（3）运用专家评分法预测饲草揉碎机的系统可靠度为0.75,不满足农牧机械可靠性指标要求。其中转子部分可靠度预测值为0.808,为各子系统可靠度预测中的最低值。为提高揉碎机可靠度,利用再分配法对饲草揉碎机进行可靠性分配可知,转子部分可靠度达到0.85时,揉碎机系统可靠度满足设计要求。（4）根据饲草揉碎机工作时转子部件所受载荷谱,利用Matlab软件进行转子部件最大应力分布规律拟合与K-S假设检验。获得应力分布规律后通过应力-强度干涉模型求得转子部分的结构可靠度为0.785,不满足可靠性指标要求,故需对转子部分进行结构优化。（5）基于Isight优化平台由数据库样本点建立设计变量与优化目标的近似模型,采用序列二次规划法进行全局寻优,得到优化后转子的最大应力值为87.618MPa。优化后转子的可靠度为0.8508,满足可靠度设计指标的要求,优化结果可行。该研究为饲草揉碎机故障维修与优化设计提供参考依据。