甘蓝是我国的主要蔬菜品种之一，种植面积逐年增加，成为农民的一大收入。目前，甘蓝完全靠人工收获，收获的甘蓝由人工剥去烂叶后装箱销售。收获环节费工、费时，需要较多的劳动力才能及时收获。随着城镇化进程的加快，农村劳动力短缺，限制了甘蓝种植的进一步发展。因此，很有必要为甘蓝种植区研究一种适合的甘蓝收获机械，解决甘蓝收获的瓶颈问题。本文设计的甘蓝收获机主要适合于甘肃定西地区的甘蓝种植模式，从实际出发，分析研究了甘肃定西地区种植的甘蓝品种和所种甘蓝的物理特性。在前期课题研究的基础上，对4YB-I型甘蓝收获机总体方案进行了改进设计；并对4YB-I型甘蓝收获机的关键部件进行了改进设计。主要内容如下：1)改进设计了4YB-I型甘蓝收获机的总体方案，其中有提升输送装置、引拔装置、切割器，增加设计了高度调整装置和悬挂架，对改进后的收获机进行了传动系统设计。2)为了减轻甘蓝收获过程中造成的机械损伤，改进设计了甘蓝提升输送装置，将之前方案中的压顶装置集成到了甘蓝提升输送装置当中。该装置基于人手拔取甘蓝时的形状设计，采用橡胶皮带作为传送介质，靠近甘蓝一侧装有压紧弹簧，保证甘蓝输送过程中的方向稳定；并进行了相关参数的确定。3)4YB-I型甘蓝收获机是挂接到拖拉机上的，收获时的离地高度和运送过程的离地高度对工作效率都有很大影响。因此，设计了整机离地高度调整装置，进行了相关参数的确定，最大受力方向为垂直方向：所受力为2.2×103N，调整速度在0.02～0.8m/min的范围内无极调速，快速放下时的速度为2m/min。4)引拔装置改进设计。通过实地试验得出甘蓝根埋入地下部分纤维结构较复杂，切断较费力。因此，在引拔装置上设计了松土刀片，使甘蓝拔起功耗减少，整个根部在切割装置处完全切除。对松土刀片进行了应力分析。5)为了保证各装置正常运行，必须要提供合适的动力。因此，对改进后的整机进行了动力分配计算。提升输送装置所需功率为P1=5×10-3kW；水平输送装置所需功率为P2=44.1×10-3kW；切割器所需功率为P3=34kW。收获机行驶所需功率为P4=71×10-3kW；甘蓝收获机总的功率P=P1+P2+P3+P4=0.15kW。6)为了合理设计4YB-1型甘蓝收获机切割装置，使其对甘蓝根切割效果更好。本文在微机控制多功能试验机上，进行单因素和多因素正交试验，研究了切割方式、切割刀片形式、切割速度和切割位置对甘蓝根茎切割力的影响。结果表明，切割位置对切割力的影响最大，切割力随着切割位置接近甘蓝顶层叶而减小，较优的切割位置距顶层着叶5～40mm处，根径为22～30mm用锯齿刀滑切时能大大降低甘蓝根茎的切割力；切割力随着切割速度的增加而减小，切割速度为150mm/min时有利于顺利切割，此时最大切割力为97.8N；甘蓝根茎切割采用锯齿刀、滑切方式为宜。研究结果为4YB-I型甘蓝收获机切割器的设计和安装提供了理论依据。7)根据甘蓝根茎切割力的试验对切割器进行了改进设计，设计参数为：直径236mm，厚度2mm，刃角为30°，锯齿之间的夹角为45°，转速为452r/min。