中国是世界上大葱的最大出口国,但目前国内大葱收获主要以人工为主,机械化水平低。针对市面上的大葱收获机械伤葱率高、收获效率低等问题,基于国内大葱种植农艺与大葱物理机械特性,对大葱联合收获机各关键部件进行了理论计算和结构设计,使用计算机对多级分层挖掘抖土装置和二次清杂清土装置进行了仿真分析,确定了大葱联合收获机的整机结构,解决了大葱联合收获过程中的关键技术难题,促进了大葱产业发展。本文主要研究内容如下:（1）设计了多级分层挖掘抖土装置,对旋耕分土装置、挖掘铲和多级清土装置进行了理论分析,阐述了多级分层挖掘抖土装置可降低挖掘阻力的作业机理。利用离散元技术,构建了葱垄仿真模型,对旋耕分土装置和挖掘铲进行了单因素仿真试验,验证了旋耕分土装置设计的可行性,并分析了旋耕刀轴倾斜角度和挖掘铲入土角度对作业效果的影响,为大葱收获机挖掘抖土装置的设计提供理论基础。（2）设计了柔性夹持输送装置,对扶持喂入装置、夹持输送装置、二次清杂清土装置以及换向装置进行了理论分析,阐述了大葱夹持输送的作业机理,验证了夹持输送装置的可行性,对二次清杂清土装置进行了运动学仿真,绘制了运动轨迹并分析了曲柄转速对二次清杂清土装置的影响,对提升二次清杂清土装置的研究具有借鉴意义。（3）设计了收集卸料装置,再结合其他关键部件设计了自走式大葱联合收获机整体结构和传动系统。对样机进行了田间试验,以作业速度、挖掘铲入土角度、清送链传动速度作为试验因素,以大葱含杂率和损伤率作为评价指标,得到最优参数组合:挖掘铲入土角度30°,清送链传动速度0.50 m/s,作业速度0.36 m/s,田间试验大葱含杂率1.59%、损伤率2.77%、作业效率0.13 hm~2/h。验证了样机的可靠性,满足大葱收获要求。