我国是世界上主要的棉花生产国之一,但是棉花的机械化生产率特别是机械化收获率一直处于较低水平。现有采棉机主要分布于新疆棉区,多以进口采棉机为主,国产采棉机的市场占有率较低,且质量与进口采棉机仍有差距。针对中小型农户对采棉机的需求,研制一款结构简单、便于维修且价格合适的轻简型统收式采棉机有利于提高棉花的机械化收获率。统收式刷辊采棉机有着结构简单、操作方便等优点,为了能大面积推广使用,需要对其结构参数和工作参数进行优化试验,使其作业性能满足相关标准的要求。主要内容和结论:(1)按照采摘工艺对采棉机进行了分类并介绍了每一类的工作原理,总结了国内外常见的采棉机品牌和产品,调研了黄河流域棉区机采棉栽培模式,针对当地种植的棉花品种测定了籽棉的基本物理特性。(2)利用CREO、ADAMS等软件,对关键零件和结构进行了三维造型,对清杂锯齿滚筒进行了动力学分析,仿真了不同速度下清杂锯齿滚筒的运动情况。(3)用正交试验对清杂系统结构进行选型,确定了当一级锯齿滚筒直径为420 mm,齿条间距为38 mm,排杂间距为10 mm时,“一清”含杂率和损失率最优;当“二回”部分的锯齿滚筒直径为420 mm,齿条间距为38 mm,排杂间距为20 mm时,整个清杂系统总含杂率和总损失率最优;且通过试验验证选型后的结果符合实际生产的要求。(4)对工作参数进行了单因素试验,确定了影响显著的因素和范围;用回归试验分析了刷辊转速、一级锯齿滚筒转速和行走速度对含杂率和损失率的影响规律,得到了各因素对含杂率影响的顺序为刷辊转速>行走速度>一级锯齿滚筒转速,对损失率影响的顺序为行走速度>一级锯齿滚筒转速>刷辊转速;得到了数学模型和优化结果,优化结果为:当刷辊转速为300 r/min,一级锯齿滚筒转速为280 r/min,行走速度为0.78 m/s时,此时含杂率为9.11%,损失率为6.99%,并用试验验证了优化结果的正确性。