随着我国对农作物秸秆综合利用进程的加快,对农作物秸秆的需求越来越多,将联合收割机收获后的农作物秸秆用机械代替人工快速收集起来,并增大秸秆收集后的密度,减少储存空间,降低运输成本是提高我国农作物秸秆综合利用的根本;经收割机收获后,田间农作物秸秆分布杂乱、松散、含水率高,且田间电力设施匮乏,而目前市面上现有成型机存在能耗高、效率低、寿命短问题,且对原料粒度、含水率要求高等原因,因此在田间不能实现秸秆压缩致密成型加工。针对以上问题,本文的研究本着“利用先进的自动化的装备取代昂贵的人工,进行高效地收集和高密度地加工”原则,旨在研究设计一种全自动集秸秆拾取、粉碎、致密成型功能于一体的装置,田间一人一机即可完成秸秆到生物质成型颗粒燃料商品转变的全过程,加工得到1000kg/m3颗粒燃料,大大降低了收集运输成本,使秸秆资源能够真正实现产业化、商业化和高附加值利用。本文详细分析了秸秆的特性,确定捡拾系统的类型,主要结构形式,对捡拾器中弹齿的运动进行分析,通过对比不同类型成型机,确定成型机的类型、关键参数和主要结构形式,确定整机总体方案;推导并建立压辊挤压物料的力学模型,分析压辊在挤压成型过程中产生的滑移和滑转现象;通过对直压辊的运动学和动力学分析,将其改进设计成锥辊式,并确定了锥辊最大挤压力的产生的条件;并确定选型部分的标准件。应用软件SolidWorks对整机的各零部件进行三维建模,实现其整机虚拟装配;应用Adams软件对改进前后压辊传动系统进行动力学和运动学仿真分析,确定锥辊式成型可以有效减小压辊内外两侧的速度差,验证了在工作过程中成型机构转子运行的连续性和平稳性。运用ANSYS软件对整机核心部件进行静力学分析和模态分析,检验各部件是否满足刚度和强度的要求,模态分析确定该装置在运行过程中不会产生共振,确保其满足加工生产要求,为生物质拾取粉碎致密加工一体装置优化提供依据。