【摘要】：由于新疆棉花產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展和優(yōu)勢地位的逐步確立，棉花收獲時的機(jī)械化采收是實(shí)現(xiàn)棉花從種植到生產(chǎn)全程機(jī)械化必須突破的一個重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，國產(chǎn)采棉機(jī)雖已填補(bǔ)了國內(nèi)空白并開始批量生產(chǎn)，但核心技術(shù)仍被國外壟斷，同時國產(chǎn)采棉機(jī)在新疆的占有量逐漸下降。因此，加快國產(chǎn)采棉機(jī)的研究和國產(chǎn)化步伐，對提高國產(chǎn)采棉機(jī)的工作效率、性能可靠性具有積極作用。 國產(chǎn)采棉機(jī)工作性能不穩(wěn)定易造成摘錠或中間軸的破壞，中間軸的破壞可能受交變載荷的原因。中間軸作為中間軸系統(tǒng)的主要工作部件，其結(jié)構(gòu)對整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)造成顯著的影響，因此，對中間軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化顯得尤為重要。本文采用理論力學(xué)與Ansys有限元分析技術(shù)相結(jié)合的方法研究中間軸在工況下的受力情況，并運(yùn)用ADAMS軟件模擬中間軸的工作狀況。研究成果為中間軸系統(tǒng)優(yōu)化和試驗(yàn)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有一定的理論和實(shí)用價(jià)值。本課題研究的主要內(nèi)容如下： （1）分析了采棉機(jī)中間軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)行工況；對采棉機(jī)采棉頭傳動系統(tǒng)的動力分配進(jìn)行分析，分析其動力傳遞路線，，根據(jù)到貴航實(shí)地調(diào)研得到采棉機(jī)分動箱軸的轉(zhuǎn)速范圍和采摘頭各齒輪的齒數(shù)，計(jì)算出水平摘錠、采摘滾筒和脫棉盤的轉(zhuǎn)速范圍。利用理論力學(xué)知識分析中間軸在正常工作狀況下的強(qiáng)度和剛度，檢驗(yàn)它是否滿足設(shè)計(jì)要求。 （2）利用Solidworks三維設(shè)計(jì)建模軟件，對中間軸系統(tǒng)里的關(guān)鍵零部件建立三維實(shí)體模型；因?yàn)镾olidworks軟件對齒輪建模功能較弱，所以運(yùn)用插值法和樣條曲線方法繪制齒輪漸開線，對齒輪的三種建模方法進(jìn)行討論，并對中間軸系統(tǒng)裝配圖進(jìn)行虛擬裝配和干涉檢查。 （3）運(yùn)用ADAMS軟件模擬中間軸系統(tǒng)的工作狀況，分析上離合連接盤位移的變化情況和壓力彈簧受力變化情況。 （4）利用Ansys-workbench軟件對中間軸系統(tǒng)關(guān)鍵零部件進(jìn)行靜力學(xué)分析，采棉機(jī)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，得到中間軸的等效應(yīng)力云圖、應(yīng)變云圖以及位移變化等參量的時間歷程；因?yàn)樵谡麄�傳動系統(tǒng)里齒輪的接觸比較多，利用Ansys-workbench分析一對齒輪副接觸時的受力情況，并對其仿真結(jié)果進(jìn)行分析，為后續(xù)對齒輪副進(jìn)行瞬態(tài)應(yīng)力分析作基礎(chǔ)。
【圖文】：

機(jī)國內(nèi)外發(fā)展情況采棉機(jī)裝備研究狀況中國成立至今，我國各級政府就特別的重視采棉機(jī)技術(shù)的研發(fā)，從國家研、市農(nóng)機(jī)科研所都投入了大量的人力、物力、財(cái)力對采棉機(jī)采摘棉花技術(shù)究。我國采棉機(jī)研究的方法是引進(jìn)國外技術(shù)，結(jié)合我國的棉花種植特點(diǎn)，，研究符合我國國情的采棉機(jī)，經(jīng)過幾十年的研究實(shí)驗(yàn)，各個研究單位積維建模經(jīng)驗(yàn)也掌握了主要的技術(shù)資料，取得了階段性的科技成果。中國建立到現(xiàn)在，先后有新疆兵團(tuán)、新疆自治區(qū)農(nóng)科所、中國農(nóng)科院棉花院農(nóng)機(jī)所、石河子大學(xué)、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)、貴航集團(tuán)等科研單位和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)械進(jìn)行研制和試驗(yàn)[14-15]。，我國自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造的采棉機(jī)機(jī)型主要有：4MZ-3 型自走式采棉機(jī)。由國家科技部組織，新疆聯(lián)合收割機(jī)械集團(tuán)聯(lián)位組成的采棉機(jī)攻關(guān)組研制的國產(chǎn)采棉機(jī)，1998 年生產(chǎn)出第一臺國產(chǎn)自-17]。

水平摘錠中間軸系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的動力學(xué)分析與研究農(nóng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站性能檢測和生產(chǎn)試驗(yàn)，采凈率 95.03%、雜率 6%、可靠性 91%、作業(yè)速度 3.84 km/h。該機(jī)在國際上首創(chuàng)耕作模式進(jìn)行采收，并且整機(jī)成本比國外同類機(jī)型降低 60%左右：工作可靠性不穩(wěn)定，故障率較高，操作不方便，操縱系統(tǒng)布置混，儀表指示不準(zhǔn)確，報(bào)警系統(tǒng)不完善[18-23]。-5 型自走式采棉機(jī)。由新疆石河子貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司自04 年公司生產(chǎn)出我國第一臺貴航 4MZ-5 型自走式采棉機(jī)，并在石行試采獲得成功。該采棉機(jī)的研制成功，填補(bǔ)了國內(nèi)采棉機(jī)制造行種采棉機(jī)已通過國家農(nóng)機(jī)鑒定總站的鑒定，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了世界功率 186 KW，燃油消耗 1.7 kg/h,生產(chǎn)率 0.67-1.0 hm2/h，采凈率為-5.77 km/h，含雜率≤10%。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S225.911

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2659163