随着人工林、次生林生长,成熟木可采蓄积少,抚育间伐作业越来越受到重视,间伐材用量逐年上升。间伐材集材运输作为抚育间伐作业最主要工序在很大程度上决定着整个林间作业的经济效益以及生态效益。间伐区存在地势不平,材积小、株距小、集材地点分散等特点,因此提出一台机动灵活、整体外形尺寸小、集材高效、工作稳定的小型集材拖拉机。本文对现有集材运输设备结构形式、工作原理和集材工艺的进行了研究分析,并对未来发展趋势调查分析,通过采用综合模糊评价方法对几种常见集材方式的对比分析,确定适合于间伐区作业的履带式小型集材拖拉机,并对小型集材拖拉机总体结构与布局进行确定,对小型集材拖拉机的主要参数和传动系统进行设计与选择。对小型集材拖拉机的主要零部件液压绞盘机进行选择,对搭载板和行走机构进行设计,确定“四轮一带”的行走机构结构形式。并采用SolidWorks Simulation软件对上述关键零部件进行校核分析,通过静态分析得出关键零部件应力、应变以及变形云图,验证关键零部件的强度、刚度满足使用需求,通过模态分析得出整机刚性支架固有频率,避免小型集材拖拉机作业时共振现象产生。对小型集材拖拉机行驶性能进行分析,给出整机结构参数与行驶稳定性、通过性能以及越障性能之间关系式并绘制关系图,并求出小型集材拖拉机抗倾翻角,抗侧翻角,可通过壕沟的宽度以及可跨越垂直障碍物的高度,验证整机行驶稳定,性能良好。对小型集材拖拉机进行实验研究和实验数据分析,定义集材作业功率,建立集材作业功率与集材时间、集材距离、趟载量之间回归方程,分析集材作业功率变化原因。本文验证小型集材拖拉机结构合理、性能良好,可适应间伐区的集材作业条件,满足集材作业需求,对提高林业作业效率以及推动林业机械现代化发展具有一定的意义。