甘蔗属于宿根性植物，切割质量的好坏不仅影响甘蔗的收割质量，同时也影响甘蔗第二年的生长。作为甘蔗收割机的关键部件，切割装置设计的好坏将对甘蔗收割机的整机性能产生直接的影响，而目前国内现有的切割装置由于设计参数不尽合理，存在甘蔗破头率较高、收割效率较低等，设计质量满足不了用户需求。为此，本文从结构设计、仿真分析和试验研究三个方面对甘蔗收割机的切割装置进行了深入的研究，以提高切割装置的切割性能，降低甘蔗的破头率，增加甘蔗的产量。主要研究内容和结果如下：首先，分析了甘蔗收割机和切割装置的工作原理，对其结构设计方法进行了深入的研究，在对甘蔗收割机整机和切割装置结构研究的基础上，找出了切割装置设计过程中影响切割性能的主要因素（如刀盘转速、前进速度、刀片刃角和刀片切割角等），确定了切割装置合理的设计方案，对切割装置的关键零部件进行了设计，并建立了切割装置的虚拟模型；其次，根据实际工况利用有限元分析软件对切割装置进行了动力仿真分析，经过对甘蔗切割过程的分析，得到了甘蔗在切割过程中的应力变化云图、切割装置的位移云图和切割力曲线等分析结果，为甘蔗收割机的现场切割试验奠定了理论基础。根据调查研究运用正交试验的方法对影响切割装置切割性能的影响因素进行了试验研究，确定了甘蔗切割试验方案，进行了现场甘蔗切割试验，得出在不同刀盘转速、前进速度、刀片刃角和刀片切割角情况下的试验数据，通过对试验数据的分析和优化，改善了模型，并对该模型能够进行了试验验证。最后，对在现场试验过程中存在的问题进行了总结，为切割装置的结构进一步改进提供了理论依据。