新疆棉花的种植面积及产量在全国占有主要地位，新疆棉花产业对新疆经济有着巨大影响，同时对全国棉花市场的稳定也起着关键作用。随着棉花产量的增加和人工劳动力的短缺，机械化采棉成为今后新疆棉花采收的趋势。与此同时近几年来，随着我国农业不断发展，机械化水平不断提高，在我国棉花生产全程机械化过程中，目前没有完全国产化的采棉机，这极大制约了棉花生产的机械化程度，并且现有国产采棉机采摘棉花含杂相对较高，导致后续棉花加工过程中除杂工序增多，棉花纤维变短、棉花的质量等级下降。因此对棉花的分离装置进行研究，对棉花生产机械化具有重要的现实意义。针对统收式采棉机的采摘原理是将棉枝、棉桃、棉叶及棉花一并收获，因此在采摘过程中会混入一些杂质如棉枝、棉桃、棉叶、异性纤维等，这些杂质的混入，影响到棉花的分级等级，如何降低统收式采棉机机采棉的含杂率成为需要解决的问题，本文利用设计与分析软件，对统收式采棉机分离系统中关键零部件中进行优化与设计，对分离系统钉齿滚筒进行基于虚拟样机技术的运动学仿真，得出了具有实际意义的速度数据，为结构优化提高了理论依据。（1）对国外的分离系统、分离方法和分离理论进行探究，明确现有的分离系统有哪些优点和哪些不足之处，分析采摘物料杂质形成的原因，确定采摘物料的分离特点和分离条件，根据统收式采棉机采用了气力和机械相结合的综合分离系统，在输送系统的末端增设气力分离系统，除去棉桃、棉杆、棉壳等重质杂质，较轻的杂质和棉花经气力输送到机械式分离系统，进行进一步的杂质清理。（2）对统收式采棉机中，机械分离系统的基本零部件（如刺钉、刺钉滚筒、格条栅、绞轮等）进行参数确定，使用solidworks软件对机械分离系统的零件进行三维实体建模。对分离系统中滚筒部件进行基于虚拟样机技术的运动学仿真，得出了具有实际意义的速度数据，为结构优化提高了理论依据。