小区试验是田间育种的必经环节,而小区收获是田间育种试验获得正确试验结果的重要环节。为解决现有谷物联合收获机收割小区作物时存在割台有残留、不易清机等问题,本研究设计研制了适用于小区谷物联合收获机的气吹式割台。首先根据力学原理设计割台气吹式系统:利用空气动力学的阻力公式以及材料力学挠曲线微分方程建立均匀气流吹禾模型,推导出小麦茎秆挠度与气流速度的关系式;同时根据气体射流动力学计算出气流支管出口速度与小麦禾挠度的关系,确定气流支管的尺寸;根据多分支管道系统静压复得法计算出气流总管的锥度,使每个气流支管的出口气流速度均匀一致。理论计算结果表明:当气流总管锥度为1:14.29时气流支管出口风速较均匀,气流支管内径为30mm,间距为100mm分布在气流总管上,气流支管出口风速为48.73 m/s、小麦禾与气流支管出口距离300 mm的条件下,小麦茎秆的挠度为188.33 mm,能够达到顺利进入割台而不掉落的要求。其次,为使气流支管出口气流速度更加均匀,对气吹式系统进行了数值模拟与结构优化。分析了气流管道内部和射流流场的速度分布规律;当气流支管锥度α为11°时效果最好,此时气流支管出口速度在45.00-48.7 6m/s之间,速度偏差比的最大值和速度不均匀系数分别为3.70%、3.01%,并对最优模型进行了试验验证,最大误差为6.28%。最后,进行了气吹式割台田间小麦、水稻单因素试验和正交试验。小麦单因素试验表明:气流支管离割刀的垂直和水平距离在15-27 cm内对割台损失率的影响呈现先降后升的趋势,气流支管离割刀的水平距离对残留量影响较小且缓和,而垂直距离对残留量影响较大,当距离越高残留量越多,甚至有断穗残留。气流支管与水平的夹角对割台损失率和残留量的影响在0-10°内缓慢减小,在10-20 °内增加较快;小麦正交试验表明:气流支管离割刀的垂直距离对割台损失率影响最大,而气流支管与水平的夹角对割台残留量的影响最大,其最优组合为气流支管出口离割刀的垂直距离21 cm,气流支管与水平的夹角10 °,气流支管出口离割刀的水平距离21 cm,总损失率为0.88%,割台残留量为1.21 g。水稻田间单因素试验与小麦一致,损失率略大。最佳的组合为:气流支管出口离割刀的水平距离21 cm、气流支管出口离割刀的垂直距离23 cm、气流支管与水平的夹角10 °,其总损失率为1.24%,残留量为1.19 g。气吹式割台残留量少,总损失率低,能够达到小区谷物种子收获技术要求。