本文研究的课题源于国家自然科学基金项目“甘蔗收获机械的运动机理及可视化虚拟设计的研究”，主要是对甘蔗收获机械的“瓶颈”部件——断尾机构进行创新设计及仿真的研究。国外的大型甘蔗收获机械，其断尾机构设在整个机械的前部，在甘蔗直立状态切尾，由操作人员目测，通过液压机构调节刀具的升降来控制被切断的蔗尾的长短。据了解在实际使用中，由于甘蔗的高低不一，致使操作人员无法实时调整断尾机构的高度，致使断尾误差很大。在国内，绝大部分甘蔗收获机械不设断尾机构，因此研制具有自动判断蔗尾位置的小型甘蔗收获机械的断尾机构意义重大。 1、本论文通过对甘蔗直径的测量、分析，发现甘蔗具有以下生长特点：蔗尾直径相对恒定，其直径变化率远比蔗径直径变化率小许多。从而提出了一种设计断尾机构的新思路即：通过直径的不同判别蔗尾的位置。 2、通过概念设计的方法，对断尾机构进行功能分析，得到了三种具有同一基本原理的新型的断尾机构：侧挂式螺旋断尾机构、腹卧式螺旋断尾机构、直立式断尾机构。 3、对其中两种螺旋断尾机构进行了结构设计及初步的仿真分析，并对侧挂式螺旋断尾机构设计了实验装置，进行实验，验证其可行性。 4、对直立式断尾机构进行了虚拟设计，并利用虚拟样机技术对其进行了详细的仿真分析。得到了机构的主要参数：甘蔗的倾斜角、锥辊的锥底角、锥辊的转速、夹持带的夹持方案对断尾性能的影响规律，并进行了优化，对优化机构进行了实验验证。 本文提出了设计断尾机构的新思路，并利用虚拟样机技术对创新机构进行了仿真分析及结构优化，对新型断尾机构的研制开发具有一定的参考价值。