履带式谷物联合收获机作为一种大型田间收获机械,能够显著地提高农业生产率及减轻劳动强度,同时对于保障我国粮食丰产丰收具有重要的意义。虽然现有国产谷物联合收获机已经基本满足收获作业需求,但与进口机型相比仍然存在着可靠性差、振动噪声大、结构易损坏等缺陷,严重制约着国产联合收获机向高效、可靠及高适应性方向发展。脱粒滚筒的主要功能是对水稻进行脱粒与分离,其脱粒分离性能的优劣直接影响着谷物联合收获机的可靠性。联合收获机水稻脱粒过程诱发的滚筒振动存在于整个脱粒过程中,由于水稻喂入量具有时变特性,导致滚筒振动特性复杂且难以被控制。脱粒滚筒的振动不仅会影响自身的脱粒性能,还可能导致机架、振动筛、风机、割台等结构发生共振,影响联合收获机的结构可靠性。此外,脱粒滚筒在高速旋转过程中产生的弯曲和扭转振动,会导致自身结构发生变形、影响脱粒杆齿击打力、破坏谷物籽粒结构,影响脱粒效果等。因此,本文针对水稻脱粒过程容易诱发谷物联合收获机脱粒滚筒受扰振动的难题,全面的分析了脱粒滚筒的振动特性,根据脱粒滚筒的振动特性确定了隔振装置的总体结构,分析了正负刚度并联结构的原理和可行性,并设计了多种负刚度屈梁,通过试验验证了负刚度屈梁的隔振能力,设计出一种既可以保证承载能力,又具有隔离低频振动能力的新式复梁。本文的研究工作主要由以下四个部分组成:(1)针对脱粒滚筒受到水稻茎秆缠绕诱发滚筒振动的问题,参照脱粒滚筒振动系统建立了联合收获机脱粒滚筒动力学模型。通过对脱粒滚筒中心轴弹性形变建模、传动链拉力分解、水稻茎秆缠绕阻尼分解等方式建立了脱粒滚筒不平衡振动系统模型;对脱粒滚筒振动系统模型及其傅里叶变换方法进行了分析,并求解了脱粒滚筒振动系统的初始参数。(2)通过建立横轴流滚筒的有限元模型对横轴流滚筒进行了模态分析,并求解了横轴流滚筒的振型及固有频率。再通过试验对横轴流滚筒的模态进行测试,对比并分析了模态试验结果与有限元分析结果间的异同,以此验证有限元分析结果的准确性,为后续对于脱粒滚筒振动特性的分析工作提供基础。结果表明,脱粒滚筒的前3阶模态振型为幅盘处的局部振型,3阶以上的模态振型为整体振型。当外部激励频率处于50-75Hz的范围内时,中间幅盘有可能成为局部偏弱之处。当脱粒滚筒的转速发生波动时,其转速频率与自身一阶固有频率相近,可能引发复杂的振动耦合与共振,容易对脱粒滚筒上的关键零部件造成破坏并减少其工作寿命。(3)通过监测脱粒滚筒在空载与脱粒状态下的轴端振动,阐述脱粒滚筒在两种状态下的轴心轨迹,并探究了水稻茎秆缠绕对轴端振动的影响。采用在滚筒上添加配重块的方式,模拟水稻茎秆在脱粒杆齿上的缠绕状态,通过监测脱粒滚筒的轴心轨迹探寻了水稻茎秆沿滚筒轴向与径向分布不均对其轴端振动特性的影响。进行水稻脱粒试验,测试脱粒滚筒在空载与脱粒状态下的脱粒滚筒的转速变化与两端轴承座的振动状况,由此探究水稻茎秆形成的偏心质量对脱粒滚筒轴端振动特性的影响;结果表明,脱粒过程会导致脱粒滚筒的转速下降,且波动范围增大;轴承座振动信号中包含有不平衡振动及碰撞、摩擦特征,为正负刚度并联隔振梁结构的设计提供依据和数据支持。(4)为控制水稻脱粒过程诱发的滚筒振动,本文基于准零刚度结构的隔振原理提出采用负刚度屈梁与正刚度承载梁并联构成隔振梁,进行了共机架多滚筒间振动耦合与扰动测试的试验,结合脱粒滚筒的轴端振动特性及振动在机架上的传递特性,设计了多种负刚度屈梁,通过静力学分析验证了屈梁的强度。通过单正刚度梁振动传递特性试验与正负刚度并联隔振梁振动传递特性试验,验证并对比了不同负刚度屈梁的隔振性能。