青海省作为北方春油菜种植优势区,一直沿用传统手工劳作方式,以及先割后脱等半机械分段方式进行油菜收获。油菜联合收获机少,机收水平低。存在的少量改装机型,性能不完善,适应性差,损失率和含杂率高,不能从根本上解决油菜收获的难题。所以研制高效率,低损失率,强适应力的油菜联合收获机迫在眉睫。本课题针对青海省内的油菜种植方式,作业环境,以及油菜的植株特性和收获油菜时的相关农艺要求,利用理论计算分析,计算机辅助设计,计算机仿真等方法,借鉴现有的稻、麦联合收获机,以及其改装机型,设计出一种损失率与含杂率双低的4LZY-7型油菜联合收获机。本研究主要内容与结果如下:(1)相关文献查阅及现状介绍。在充分调研及查阅梳理与油菜联合收获机相关文献资料的基础上,对油菜联合收获机国内外研究现状进行了介绍。对于收获过程中损失率过高的问题,提出新的设计改进方案,通过田间试验进行结构优化和运动参数优化,相应的给出研究方法与技术路线。(2)油菜联合收获机结构特点分析。对油菜联合收获机割台部分的输送绞龙、拨禾轮、纵向割刀、连接过桥;脱粒部分的双滚筒、凹板筛;清选部分的风筛式组合及其传动机构,等关键部件进行结构设计和参数计算。并在此基础上阐述了油菜联合收获机的工作原理和动力传动路线。(3)对纵向割刀切割过程进行动力学分析。利用ADAMS软件对切割机构进行动力学分析,结果表明:纵向割刀动刀片的切割位移量,满足切割行程大于动刀片间距的条件;纵向割刀动刀片的切割速度,满足油菜茎秆切割特性要求,可以完成切割分禾作业。(4)对割台框架进行静力学分析。基于Solidworks-Simulation模块对割台框架进行静力学分析与模态分析,得到割台框架最大应力集中于拨禾轮液压装置支撑处,约27.7Mpa,远小于材料的屈服极限,最大位移变形为5.430mm,位于底板前端。割台框架整体满足强度要求,且割台纵向割刀安装位置避开拨禾轮液压装置支撑处。(5)对割台框架进行模态分析。对割台框架前十阶非零模态进行分析,求得割台框架前十阶固有频率范围在30~113Hz之间,而且都会对割台框架两侧板造成弯曲变形。为了避免与安装在割台框架左侧板的传动机构发生机械干涉与碰撞,选取变形最小的右侧板位置,作为割台平面五杆纵向切割机构的安装位置。求得纵向割刀动力输入曲柄激励频率为8.74Hz,不在割台框架前十阶固有频率范围之内,不会发生机械共振。(6)对样机进行田间试验验证与分析。记录试验数据,对数据进行极差分析和方差分析。得到影响割台损失率最大的因素依次为,机器前进速度、偏心拨禾轮转速和偏心拨禾轮轴高度。优化一组最佳水平参数组合进行田间试验,试验结果表明:收获机的整体性能良好,各项指标均能达到油菜收获机械作业规范要求,其中,割台损失率最大为2.35%,籽粒总损失率<3.95%,籽粒破碎率<0.5%,籽粒含杂率<2.8%,实现了一代样机所要达到的目标。