【正文】 5 工況系數(shù) AK 由表 65 選取 AK = 估 計 此 鏈 傳動 工 作 在圖 66 所 示 的 曲面 左 側(cè) （即 可 能 會出 現(xiàn) 鏈板疲勞破壞），由表 67 中 的 公式 求 得 ： 表 67 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) zK 和鏈長系數(shù) LK 鏈傳動在圖 56 的位置 工作在圖 66 中高峰 值 左 側(cè) 時 （ 鏈 板疲勞） 工作在圖 66 中高峰值 右 側(cè) 時 （ 滾 子 、 套筒沖擊疲勞） 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) zK 鏈長系數(shù) LK 當(dāng) z1=19 時， zK =1；當(dāng) pL =116 時， LK =。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 21 頁 第五章 3D 建模 與裝配 本設(shè)計中采用 SolidWorks 進行 3D 建模 。 側(cè)斜輸棉攪龍：位于刷棉輥兩側(cè)下方的位置，棉花被刷棉輥擠壓和擊打脫落，掉落到輸棉絞龍中，側(cè)斜輸棉絞龍同樣由由傳動系統(tǒng)的齒輪帶動做繞其軸心旋轉(zhuǎn)運動，通過螺旋板將棉花輸送到出料口。 刷棉輥的長度也受刷棉輥作業(yè)時的傾角α取值的影響。機 械 傳 動系 統(tǒng) 包 括 1 對標 準 直 齒圓 柱 齒 輪傳 動 及 5 組 滾 子 鏈傳動。 棉株的植株特性 棉 株密 度 棉花種植的行距和株距決定了棉株的密度。至 今 棉 花 摘采 機 械 化進 程 已有 160 年 的 歷史 ， 當(dāng) 前世 界 上約 30％的棉花是由采棉機摘采的。 棉 花 收 獲 用 工 約 占 總 用 工 量 的 1/5 ～ 1/3，且多在農(nóng)忙季節(jié) 【 8 】 。所以棉農(nóng)渴望棉花摘采能夠?qū)崿F(xiàn)機械化。據(jù)國 際 棉 花咨 詢 委員 會（ ICAC ）20xx 年 1 月 平 衡 表 數(shù)據(jù) ， 20xx/15 年度 我 國 棉花 產(chǎn) 量 萬 t，環(huán)比減 %；消 費 量 萬 t ，環(huán) 比 增 %；產(chǎn) 銷 缺口 147 萬 t【 4 】 。其中選收式以水平摘錠式采棉機和垂直摘錠式采棉機為主要代表；而統(tǒng)收式主要有梳指桿式、摘輥式、氣吸振動式采棉機。相對國外，國內(nèi)的機采棉技術(shù)不完善，但國內(nèi)巨大的市場潛力 必能推動該技術(shù)的發(fā)展使用進程。美國和蘇聯(lián)是世界上棉花生產(chǎn)和出口大國，也是棉花生產(chǎn)機械化水平最高的國家。采收工作基本上還是靠人工完成。采棉機的種類繁雜，本設(shè)計研究的采棉機型式為自走刷輥式，型號為 4MSG – 3。 這種采棉機進一步解決機器摘采含雜較多，摘采后清花困難等難題，并且機器摘采的 棉花質(zhì)量雖然依舊趕不上人工，但是得到了很大改善。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 學(xué)生姓名 曹云柯 學(xué) 號 20xx10803 專 業(yè) 機械電子工程 指導(dǎo)教師 袁建寧 職 稱 研究員 所在院 (系 ) 機械工程學(xué)院 課題來源 自然科學(xué) 基金與部、省、市級以上科研課題 課題類型 工程技術(shù)研究 課題名稱 刷輥式采棉機棉稈防拔起及橫向輸送裝置設(shè)計與仿真 畢業(yè)設(shè)計的 內(nèi)容和意義 課題背景： 中國是棉花生產(chǎn)大國，中國目前有新疆棉區(qū)、黃淮流域棉區(qū)和長江流域棉區(qū)三大產(chǎn)棉區(qū)。有助于棉花采摘過程的機械化，同時能提高采棉機的采棉質(zhì)量和效率。使用可靠性還不夠理想。由國家科技部組織，從 1996 年開始研制國產(chǎn)采棉機， 1997 年第 1 臺國產(chǎn)自走式采棉機 4MZ3 問世， 1998 年第 2 臺研制成功，該機驅(qū)動和工作部件傳動采用靜液壓系統(tǒng)無級變速、電磁閥操作控制，光電循環(huán)監(jiān)控主要運轉(zhuǎn) 工作部件，報警顯示故障部件。從摘采途徑來看，人工摘采費時費力，而且人力資源短缺，如果在棉花開放的一個半月時間內(nèi)不能摘采下來，棉花就荒廢了。是我國大約兩億農(nóng)民的主要的經(jīng)濟來源，又關(guān)系到紡織業(yè)將近兩千萬人員的就業(yè)問題。 20xx年 ， 僅 僅 石河 子 一 個小 縣 城 就缺 少 棉 花摘 采 工 10 萬 人 ，如 果 不 采取機 械 采 摘 的話 ， 將 有幾 十 萬 畝棉 花 沒 法及 時 收 采。所以其周邊產(chǎn)業(yè)眾多，涉及加工、紡織服裝、貿(mào)易出口、食用油、醫(yī)藥等多個行業(yè)，是上億人民的生活來源。氣候條件，田地狀況，棉花品種種種因素的不同所需的采棉機的功能亦有所差異。 1975 年的美國，機械采棉完全取代了人工摘采的方式。 棉鈴的開放程度 棉鈴并不是統(tǒng)一開放的，其完全開放時間有先有后，按照開放規(guī) 模 的 大 小可 以 分 為 3 類 ：初 開 、 半開 和 全 開， 棉 鈴 的開 放 程 度對采棉機摘采有重大影響，在不同時期進行摘采，其采凈率有很大差異 。因此，此方案確認為最終方案。應(yīng)保證縱向刷板頂端邊緣有足 夠 的 厚 度（即 鋼 板 厚度 ），不 可 過小 以 免 劃傷 棉 鈴 ，一般 取 2~3mm。 根 據(jù)已 開 棉 鈴的直徑，采棉通道距離取 80mm。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 23 頁 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 24 頁 第六章 強度校核 螺紋緊固件聯(lián)接的基本類型及應(yīng)用 螺紋緊固件聯(lián)接的基本類型 應(yīng)用 1 螺栓聯(lián)接 用于通孔，損壞后容易更換 2 螺柱聯(lián)接 多用于不通孔，聯(lián)接需經(jīng)常拆卸零件 3 螺釘聯(lián)接 多用于不通孔，聯(lián)接很少拆卸零件 4 緊定螺釘聯(lián)接 用以固定兩個零件的相對位置，可傳遞不大的力和力矩 5 自攻螺釘聯(lián)接 用于輕工產(chǎn)品的聯(lián)接 低速鏈強度計算 本設(shè)計中相距較遠的齒輪間的運動傳送采用鏈傳動的傳動方式。 選取鏈輪 5 進行計算 z z2 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 25 頁 假定鏈速 V=～ 3m/s,由表 62 選取 表 62 小鏈輪齒數(shù) z1 的推薦值 鏈速 V/(m/s) ～ 3 3～ 8 8～ 25 ≥ 25 齒數(shù) z1 ≥ 17 ≥ 21 ≥ 25 ≥ 35 z1=19 0a ， 確 定 鏈 節(jié)數(shù) pL 鏈傳動的中心距太大亦或是太小都不行。在采棉機前進（作業(yè)）速度恒定的情況下，刷棉輥轉(zhuǎn)速的變化會導(dǎo)致縱向刷板的加速度有一個很大的改變，其所產(chǎn)生的擠壓和擊打力也將隨之變化，從而直接影響到棉花的摘凈率。 由上述討論，可初步確定采摘部件結(jié)構(gòu)如 圖 所 示 ， 其 主 要 結(jié) 構(gòu)參數(shù)如下： 刷棉輥長度 L/mm： 1800 刷棉輥半徑 R/mm： 125 刷棉輥傾斜角α /(176。 各種數(shù)據(jù)參數(shù) 外形尺寸 (長 寬 高 ） 2500mm x 采收行數(shù) 3 行 作業(yè)速度 棉花種植行距 760mm/660+100mm 雙行種植 株距 ~200 – 230 mm 雙行交錯 植株高度 750 – 1500 mm 適摘最低棉鈴高度 ≥ 180 mm 最高棉鈴高度 1100 mm 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 14 頁 平均采摘力 (斷柄 ) 22N 采摘輥工作轉(zhuǎn)速 300r/min 傾斜螺旋輸送器 (攪龍 )轉(zhuǎn)速 n=200r/min 水平螺旋輸送器 (攪龍 )轉(zhuǎn)速 n=180200r/min (出口 )撥輥轉(zhuǎn)速 n=180200r/min 防拔輥轉(zhuǎn)速 n=200r/min 主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 刷棉輥長度及半徑 在刷輥式采棉機中刷棉輥是重要工作部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞及相關(guān)參數(shù)的優(yōu)劣直接關(guān)系到采棉質(zhì)量和采摘效率。 采摘頭（摘采裝置）的基本構(gòu)成 4MSG － 3 型 刷 輥 式采 棉 機 共安 裝 有 3 組 相 同的 采 摘 部件 ，各 組間的間距布置與當(dāng)前等行距棉花種植制度間距相對應(yīng)。采棉機按摘采部件的工作原理及其 結(jié) 構(gòu) 特 征可 分 為 4 大 類 ，一 是 美 國約 翰 迪 爾公 司 、 凱斯 公 司 生產(chǎn)的水平摘錠采棉機，二是前蘇聯(lián)（現(xiàn)烏茲別克斯坦）塔什干棉花機械局設(shè)計制造的垂直摘錠自走式采棉機，三是美國約翰迪爾公司生產(chǎn)的刮板毛刷統(tǒng)收采棉機，四是阿根廷生產(chǎn)的梳脫不對行統(tǒng)收采棉機 【 11】 。同時，機器摘采棉花前有一個重要的環(huán)節(jié)，那就是化學(xué)脫葉催熟過程，那么自然一種合適的脫葉催熟劑及其應(yīng)用方式也十分重要。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理，產(chǎn)業(yè)鏈的缺失，采棉工藝的不完善再加上近幾年來棉花價格不斷上漲都給這個行業(yè)帶來了 眾多問題。 石 河子 作 為 新疆一 個 重 要 的植 棉 墾 區(qū)， 每 年 到了 棉 花 摘采 期 間 就需 要 拾 花工 20 多萬人 ， 最 多 時人 數(shù) 高 達 24 萬 人。 目前我國 主 要 有 三大 產(chǎn)棉 大區(qū) ,即新疆 棉區(qū) 、黃 淮 流 域 棉區(qū) 和 長江 流 域 棉區(qū)【 1 】 ， 其 中 最 先 發(fā) 展， 最 具 有 代表 性 的 就 是新 疆 棉 區(qū) 了。 從 20 世紀 50 年 代 研 究 采 棉機 以 來 ，通 過 不 斷引 進 國 外先 進 的采棉機，研究和仿制核心零件，我國的采棉機有了很大的發(fā)展，但是依舊存在很多問題，我國地域?qū)拸V，棉花品種眾多，各地氣候條件，田地狀況不同，種種原因限制了我國采棉機機械化的道路。摘凈率不小于90%，含雜率不大于 10%。選收機主要有水平摘錠自走式采棉機和垂直摘錠自走式采棉機兩種類型。國 家科技部“九五”科技 攻關(guān)項目之一就是棉花采收機械化 [2]。其中新疆棉區(qū)生產(chǎn)的機械化，現(xiàn)代化水平較高，并已形成規(guī)模經(jīng)營。本設(shè)計涉及了 4MSG– 3 型這種新型刷輥式采棉機，研究了其基本結(jié)構(gòu)及工作原理，并對其各部分參數(shù)，例如刷棉輥的傾角、的長度和半徑，排列方式和數(shù)量等進行了設(shè)計和校核。此外，隨著社會的發(fā)展，時代的進步，愿意做采棉工的人數(shù)正在逐年的減少，這將導(dǎo)致棉花采摘出現(xiàn)巨大的問題，有可能出現(xiàn)大量棉花會無人采摘的現(xiàn)象。并且盡量減少國外行業(yè)如迪爾、凱斯等公司在專利上的進攻和因知識產(chǎn)權(quán)而產(chǎn)生的糾紛 [3]。但采摘后的子棉含雜率高．質(zhì)量等級下降．優(yōu)質(zhì)皮棉獲得率低下。為促進中國棉花產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展，還需政府在機采棉營銷和促銷環(huán)節(jié)采取相關(guān)優(yōu)惠、補貼政策，使出口暢通才能真正加快其推廣工作。為了推著這健全市場的發(fā)展，更應(yīng)該推出新型的能夠廣泛運用的采棉機。 播 種 面積 縮 減 ，導(dǎo)致 20xx 年 棉花 總 產(chǎn) 量下 降 。近年來拾花工越發(fā)難招，雇傭費用卻一路飆升，導(dǎo)致了棉花成本增加，棉農(nóng)無 利 可 圖 。 通過技術(shù)創(chuàng)新，提高棉花單產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高我國棉花參與世界棉花市場的競爭力，是我國棉花生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要保證，也是二十一世紀新疆棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵 【 7】 。但是相 信，完全機械化采棉的那一天終將會到來。 棉株特性 棉鈴在枝干上的分布位置及其大小對摘采頭（摘采裝置）的設(shè)計具有重要意義。安 裝 ， 每個刷 棉 輥 的 軸線 方 向 分布 這 6 條 縱 向 刷板 ， 刷 棉輥 間 互 相平 行 排 列。；β為棉株在被采摘時因受到刷棉輥外力的作用而會向前傾斜一定角度的余傾角 (換而言之就是棉株與地面之間的夾角 )，一般選取β =40176。 小結(jié) 通過對設(shè)計方案的選擇，一系列參數(shù)的選取，初步確定了本設(shè)計刷輥式采棉機某些主要結(jié)構(gòu)的具體數(shù)據(jù)和設(shè)計過程，為接下各部件的設(shè)計做好前期了準備。 在 當(dāng) 前 采 棉機 作 業(yè) 速度 為 （ ）時 ，選 擇 刷棉 輥 的轉(zhuǎn)速在 300r/min 較為適合適。 初定中心距 0a =48P，由式 63 得 式 63 ?cos11wRv? 節(jié) 節(jié) 計算鏈節(jié)是應(yīng)盡量取整并且最好是偶數(shù)，以防止過渡鏈節(jié) 所以取 pL =116 節(jié) 由式 64 得 式 64 ?sin1139。切換到“裝配體”模板，單擊“配合”進行零件裝