本文分析了国内、外联合收割机典型纵轴流脱粒分离装置的工作原理及发展概况和研究重点。测定了小麦的农艺、形态参数。自行设计研制了物料输送脱粒分离、清选仿真与控制试验台架。选取短纹杆板齿—栅格凹板脱粒分离装置、钉齿—栅格凹板脱粒分离装置、矩形齿—栅格凹板脱粒分离装置、钉齿—短纹杆板齿组合式—栅格凹板脱粒分离装置，在试验台上进行小麦脱粒分离、清选对比试验。通过试验比较四种脱粒分离装置脱出混和物(小麦籽粒、杂余)沿滚筒轴向分布规律、脱粒损失率、脱粒功耗、排草口不同长度茎秆所占比例，得出钉齿—短纹杆板齿组合式—栅格凹板脱粒分离装置效果较佳。其次，运用数学模型和DPS数据处理软件建立钉齿—短纹杆板齿组合式-栅格凹板脱粒分离装置脱分损失率、脱粒功耗以及脱出混合物沿轴向分布的数学模型。　　 本课题在对小麦相关特性研究的基础上，对四种不同的脱粒分离装置进行分析研究，得出了四种脱粒分离装置的工作性能差异，这大大加深了对联合收割机不同形式的纵轴流脱粒分离装置工作规律的认识。同时对性能优良的钉齿—短纹杆板齿组合式-栅格凹板脱粒分离装置建立数学模型、优化得出了该脱粒分离装置的最佳尺寸参数。此外，本课题的研究为联合收割机纵轴流复脱脱粒分离装置的研究提供了理论依据。