马铃薯是继小麦、玉米、水稻之后的世界第四大主粮作物,是种植业结构调整、保证国家粮食安全、农民增收的主要作物之一。我国马铃薯生产在整地、种植环节中基本实现了机械化作业,但收获环节机械化水平不高,机械收获过程中马铃薯损伤严重,造成巨大经济损失,严重制约了马铃薯产业的发展。本文设计了一种适应于中小地块的,集薯块挖掘、薯土分离、薯秧分离、薯块收集等作业工序于一体的悬挂式马铃薯联合收获机,并对马铃薯损伤机理进行了试验研究。主要研究内容及结论:(1)马铃薯损伤机理研究利用万能试验机对质量为250-280 g、平均含水量为77.36%的夏波蒂长椭球状马铃薯进行力学特性试验,测得马铃薯坚实度极?=1.7629MPa,通过跌落冲击试验得到马铃薯自由跌落的安全高度为40 cm,分析马铃薯不同跌落高度下冲击力与变形量的关系,得到冲击力最大的点不是变形最大的点,具有应力松弛特性,其变形为非弹性变形,表现出一定的粘弹性,所受最大冲击力与高度符合线性关系451.947783.9maxhF??;(2)总体方案设计结合我国马铃薯种植工艺、收获现状以及收获机设计要求,进行多方案比较,确定了马铃薯联合收获机的总体设计方案和传动路线;(3)关键部件设计对挖掘装置、薯土分离装置、薯秧分离装置、集薯装置等关键部件进行设计,建立了挖掘动铲运动轨迹方程,确定了动铲铲架与机架最佳铰接点的位置r=550 mm,建立垂直升运链卸料的几何模型,进行了可行性分析,分析结果可行;(4)三维建模及虚拟装配运用Pro/E软件对各个零件进行三维造型,并完成了整机的虚拟装配,结果显示结构合理,装配无干涉;(5)关键部件有限元分析利用ANSYS软件对挖掘铲进行静力学分析,结果显示在第一段挖掘铲面螺钉固定处应力最大,最大应力为43.329 MPa,远小于材料屈服强度335 MPa,在挖掘铲铲尖位置变形量最大,为0.077925 mm,均满足设计要求;对挖掘动铲进行模态分析,得到前十阶固有频率和振幅,进行谐响应分析,确定了动铲抖动频率为8 Hz,凸轮的转速为480 r/min。