随着政府对杂粮经济作物的重视,农业生产机械化变得更加重要。白芸豆作为杂粮作物,有很高的经济价值,但收获困难是制约白芸豆种植发展的重要原因。目前白芸豆收获存在的问题主要有:传统人工脱粒的方法工作时间长,且劳动强度大;传统豆类的脱粒机对籽粒的破坏较为严重;改装后的白芸豆联合收获机具有良好的收获效果,但是成本高。针对以上问题本文将通过白芸豆物料特性,设计一种符合脱粒农艺要求、低破碎率、低成本的小型白芸豆专用脱粒装置并进行试验研究,主要研究内容如下:(1)探究白芸豆的物料特性:白芸豆的株高、株重、茎秆直径、草谷比;白芸豆的三轴尺寸、百粒重、自然休止角、滑动摩擦角随含水率的变化规律;利用万能材料试验机探究白芸豆籽粒和豆荚受到压缩载荷作用时,含水率和放置方式对力学特性的影响。(2)根据白芸豆的物料特性,设计脱分装置的滚筒顶盖、脱粒滚筒、凹板、风机叶轮、机架等,利用UG10.0完成脱分装置的模型建立,应用ANSYS软件对整机和机架进行有限元分析。(3)以滚筒转速、脱粒间隙、喂入量、植株含水率为影响因素,以破碎率、夹带损失率、未脱净损失率、含杂率为性能指标进行单因素试验。根据单因素的试验结果,设计多因素试验方案,分析各因素对性能指标的影响规律,探究各因素对指标影响的主次顺序,应用Design-Expert软件进行试验优化设计,确定最佳参数组合,并进行试验验证。