本文主要对联合收割机脱粒分离装置各部件进行了设计,对设计后的机构进行了有限元仿真分析;在确认所设计的各部件合理性后加工制造了样机,并进行了试验研究,得到了联合收割机最优工作参数组合。从而解决联合收割机在生产中存在的问题,并使其收获性能更加优越。首先,针对联合收割机脱粒分离机构在收获过程中存在的滚筒喂入口物料输入不流畅、易堵塞、功耗大等问题,以及对脱粒性能指标要求更高的需求,设计了一种从前端至后端辐盘直径逐渐增大的脱粒滚筒;并重新设计了脱粒元件;在脱粒滚筒喂入端设计了喂入螺旋;并进一步对脱粒分离装置顶盖、凹板筛等机构进行了设计。为适应不同作物、不同环境的收获要求,设计了滚筒转速无极变速装置、顶盖导流板角度调节装置、脱粒间隙调节装置。根据相关理论,对各部件的尺寸参数进行了优化计算。其次,对脱粒分离装置各部件结构及相应尺寸参数优化后,利用三维软件对设计后的各部件进行三维建模,对其各部件结构及各部件装配合理性进行初步验证后,对其静、动态性能进行了有限元仿真分析,校核了结构强度及振动特性,验证了所设计结构的合理性。最后,对设计后的脱粒分离装置加工制造了样机。进行了田间单因素试验、多因素正交试验,通过对试验结果的分析及研究,得到了影响脱粒分离装置收获性能的主要因素,并得到了最佳工作参数组合。并进行了验证试验,试验结果显示设计后的脱粒分离装置脱粒能力增强,解决了喂入不流畅、易堵塞问题;且脱粒功耗降低,性能更加优越。并可适应不同农作物的收割需求。