【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)涉及了4MSG–3型這種新型刷輥式采棉機(jī)，研究了其基本。方式和數(shù)量等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核。在這新型的采棉機(jī)，一對(duì)平行布置的刷棉輥?zhàn)?。為摘采部件，它將以往的被?dòng)收獲方式，改進(jìn)為首創(chuàng)的主動(dòng)刷輥方式。質(zhì)量雖然依舊趕不上人工，但是得到了很大改善。學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。2．開題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報(bào)告不合格者不得參加答辯。3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫。后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報(bào)告。并已形成規(guī)模經(jīng)營(yíng)。自主研發(fā)的采棉機(jī)與國(guó)外的采棉機(jī)有著不小的差距，核心技術(shù)方。因而，需要著手研發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的采棉機(jī)或者結(jié)合我國(guó)國(guó)情。刷輥式采棉機(jī)用刷輥組間距與棉鈴?fù)庑尾顚⒚?。中，在采棉機(jī)制造這方面還沒有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。選收機(jī)主要有水平摘錠自走式采棉機(jī)和。目前美國(guó)采棉機(jī)市場(chǎng)。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)自1954年，先后引進(jìn)

　　

【正文】 到 軸 心的 距 離 ）由 可 采 摘高 度 h、縱向刷板的容積空間（縱向刷板高度，即刷板邊界至刷棉輥心軸外徑 間 的 距 離） 、 棉 株最 下 部 低結(jié) 桃 高 度和 棉 花 種植 模 式 等決 定 [4]。為了兩刷棉輥之間有適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)間距，使刷棉輥對(duì)棉株產(chǎn)生適度擠壓，同時(shí)確保采摘部件底部有合適的離地間隙，該半徑大小應(yīng)以大于棉株窄行兩株間距，同時(shí)考慮行內(nèi)棉株橫向傾斜時(shí)的最低棉鈴高度 。依 據(jù) 目 前 施行 的 種 植方 式 和棉 花 種 類 ，窄行 行 距 100mm，棉 鈴株最低高度約 180mm，充 分 考 慮棉 株 橫 向傾 斜 的 因素 以 及 在其 結(jié) 構(gòu) 和本事強(qiáng)度允許的條件下應(yīng)盡可能小，現(xiàn)刷棉輥的 半徑 R 取 125mm。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁 圖 刷棉輥 縱向刷板 摘采頭中，刷棉輥上繞其旋轉(zhuǎn)軸上布置有多排縱向刷板，縱向刷板是和棉株直接發(fā)生作用的零部件，物料從棉株上脫落是在縱向刷板和物料充分接觸的情況下，它們間的相互作用使物料受擠壓和擊 打 時(shí) 所 承受 的 載 荷超 過 其 所能 承 受 的極 限 后 ，呈 現(xiàn) 出 一種 受 擠斷 、拉 斷 或 折 斷的 形 態(tài) ?？v 向 刷 板是 園 弧 狀的 鋼 板 ，園 弧 半徑 r 的 選擇 ，應(yīng)保證刷板的曲面能夠和待采摘物料充分的發(fā)生接觸并且使物料不是粘在刷棉輥上而是落到輸棉裝置中。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。為提高采摘效率，保證對(duì)待摘采物料受到充分的擠壓和擊打次數(shù)，刷棉輥圓周方向上可以排列 6 到 10 個(gè) 縱向 刷 板 。 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(zhǎng)度 L/mm： 1800 刷棉輥半徑 R/mm： 125 刷棉輥傾斜角α /(176。 )： 30 刷棉輥中心距 a/mm： 260 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁 縱向刷板排列數(shù)量 /排： 6 作業(yè)速度對(duì)擊打力和擊打次數(shù)的影響 作業(yè)速度和擊打次數(shù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的關(guān)系，但對(duì)擊打力沒有較大的影響。理論上，作 業(yè) 速 度 越 慢 ， 擊 打 的 次 數(shù) 也 就 越 多 ， 縱 向 刷 板接觸吐絮的幾率就越高，采摘下來的籽棉也越多；反之則相反。 小結(jié) 通過對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇，一系列參數(shù)的選取，初步確定了本設(shè)計(jì)刷輥式采棉機(jī)某些主要結(jié)構(gòu)的具體數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)過程，為接下各部件的設(shè)計(jì)做好前期了準(zhǔn)備。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 18 頁 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)框架材料選用： Q235 鋼 主要部件有：刷棉輥、側(cè)斜輸棉攪龍、氣力輸棉部件、防拔輥、傳動(dòng)系統(tǒng) 刷棉輥：由傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪帶動(dòng)做繞其軸心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一對(duì)刷輥運(yùn)動(dòng)方向相反，主要利用其上的縱向刷板對(duì)棉花進(jìn)行擠壓和擊打從而使棉 花從從棉株上脫落下來。 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(dòng)系統(tǒng)的齒輪帶動(dòng)做繞其軸心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過螺旋板將棉花輸送到出料口。 氣力輸棉部件：輔助側(cè)斜輸棉絞龍把棉花輸送到出料口。 防拔輥：位于刷棉輥下側(cè)，由傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪帶動(dòng)做繞其軸心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與刷棉輥運(yùn)動(dòng)方向相反。產(chǎn)生向下的力，防止棉株根部被拔出。 傳動(dòng)系統(tǒng)：由液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，再將動(dòng)力通過齒輪傳動(dòng)，輸送到各部件中。 采棉裝置刷棉輥間距的確定 刷棉輥和棉鈴接觸的機(jī)會(huì)雖 然不僅僅受工作室的寬度的影響。刷輥?zhàn)鳂I(yè)時(shí)必須把棉株壓緊，防止棉株和刷輥接觸時(shí)棉株會(huì)向一傾斜，從而接觸不充分，同時(shí)也是為了減少刷輥的長(zhǎng)度。當(dāng)棉株進(jìn)入 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 19 頁 工作室后就被壓緊，刷輥之間的寬度必須小于已開的棉鈴直徑，以確保刷棉輥有充分和完全開放的棉鈴接觸的時(shí)間，但兩刷輥間的距離亦不能過小，應(yīng)留有充足的空間讓未開放棉鈴從中通過，等其完全 開 放 后 再次 進(jìn) 行 摘采 。所 以刷 輥 之 間的 距 離 可以 確 定 下來 現(xiàn) 取兩刷輥中心之間的距離 D=260mm 采棉裝置采棉通道距離的確定 常 見 的 用 作 機(jī) 器 采 棉 的 棉 鈴 直 徑 有 以 下 數(shù) 據(jù) ： 棉 鈴 未 開 時(shí)2535mm， 半開 時(shí) 3545mm，完 全 開 放時(shí) 6080mm。 根 據(jù)已 開 棉 鈴的直徑，采棉通道距離取 80mm。 刷棉輥轉(zhuǎn)速的確定 采棉機(jī)工作時(shí)，刷棉輥一邊自主繞其軸心旋轉(zhuǎn)，另一方面由采棉機(jī)帶動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，因此，在刷棉輥上的縱向刷板邊緣處的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是由刷棉輥的自主旋轉(zhuǎn)和采棉機(jī)向前運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。在采棉機(jī)前進(jìn)（作業(yè)）速度恒定的情況下，刷棉輥轉(zhuǎn)速的變化會(huì)導(dǎo)致縱向刷板的加速度有一個(gè)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。 當(dāng)刷棉輥的轉(zhuǎn)速過高時(shí)，采摘下的籽棉又會(huì)被刷輥拋出落到地面上 ，所以速度不宜過大。 通過分析，設(shè)計(jì)和選擇適當(dāng)?shù)乃⒚掭佒行木?、同時(shí)確立合適的刷棉輥轉(zhuǎn)速和采棉機(jī)前進(jìn)速度，對(duì)于提高采棉機(jī)摘采凈率，降低棉殼、棉桃、棉稈等雜質(zhì)的含量十分有幫助。 在 當(dāng) 前 采 棉機(jī) 作 業(yè) 速度 為 （ ）時(shí) ，選 擇 刷棉 輥 的轉(zhuǎn)速在 300r/min 較為適合適。 小結(jié) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 對(duì)采棉機(jī)的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)等方方面面進(jìn)行了充分考慮并著手設(shè)計(jì)具體零件和零件布局，至此設(shè)計(jì)過程基本完成，接下來就是對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行 3D 實(shí)體構(gòu)建并進(jìn)行研究和參數(shù)調(diào)整。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁 第五章 3D 建模 與裝配 本設(shè)計(jì)中采用 SolidWorks 進(jìn)行 3D 建模 。 單一零件建模過程 新建“零件圖” ,切換到 “ 草圖 ” 模板 ,選取 “ 基 準(zhǔn)面 ” ， 繪制零件草圖。草圖繪制完畢后，再切換到“特征”模板，通過“拉伸凸臺(tái) /基體”或是“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體 ” 將 草圖 轉(zhuǎn) 化 成 3D 實(shí) 體零 件 。 螺紋孔制作過程 對(duì)已有的實(shí)體零件進(jìn)行倒孔，先打開實(shí)體零件圖，在“特征”模 塊 選 擇“異 型 孔 向?qū)?”，接下 來 就 要配 置 孔 的規(guī) 格 ，螺紋 孔 有“底部 螺 紋 孔 ”，“ 直 管螺 紋 孔 ”和“螺 紋 孔 ” 3 類 ，本 設(shè) 計(jì)中 通 常 就選用 “ 螺 紋 孔” ,然 后 再根 據(jù) 實(shí) 際參 數(shù) ，輸 入 “ 孔規(guī) 格 ” “給 定 深 度”確定即可。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 22 頁 零件裝配過程 新建“裝配體”，選擇“插入零部件”，插入作為主體進(jìn)行裝配的零件，在本設(shè)計(jì)中插入的是框架的底板。緊接著依次插入與底板相鄰配合的零件，右擊選取“以三重軸移動(dòng)”，調(diào)整好合適的位置，以便裝配需要。切換到“裝配體”模板，單擊“配合”進(jìn)行零件裝配。配合有不同的方式，列如“重合”“平行”“垂直”“同心圓”等等，我們就是利用這些條件，使零件之間形成相互的制約關(guān)系從而固定住。由外向內(nèi)，從主要傳動(dòng)部件到從動(dòng)零件依次有序的裝配起來。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 24 頁 第六章 強(qiáng)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(gè)零件的相對(duì)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(qiáng)度計(jì)算 本設(shè)計(jì)中相距較遠(yuǎn)的齒輪間的運(yùn)動(dòng)傳送采用鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)方式。鏈傳動(dòng)具有精準(zhǔn)的傳動(dòng)比、良好的傳動(dòng)效率、較緊湊的結(jié)構(gòu)以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有傳動(dòng)平穩(wěn)性差、會(huì)脫齒和 跳 鏈 、 噪 聲較大等缺點(diǎn)。 選取鏈輪 5 進(jìn)行計(jì)算 z z2 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dòng)的中心距太大亦或是太小都不行。太大的話鏈條松邊下垂 量 過 多 ，傳 動(dòng) 時(shí) 會(huì)上 下 晃 動(dòng)和 加 劇 拍打 。 太 小的 話 ， 總長(zhǎng) 度 過短 ，單位時(shí)間嚙合次數(shù)過多。 初定中心距 0a =48P，由式 63 得 式 63 ?cos11wRv? 節(jié) 節(jié) 計(jì)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。 wRv? 19112112 ???? zznnizz)2 12(2 )21(2 0039。 ? zzapzzpaL p ?????0PKKK PKP LMZ Aca ??1 1 5)2 1919(482 1919482 2 ?????? ?ppp p 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 26 頁 表 65 工況系數(shù) AK 由表 65 選取 AK = 估 計(jì) 此 鏈 傳動(dòng) 工 作 在圖 66 所 示 的 曲面 左 側(cè) （即 可 能 會(huì)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(zhǎng)系數(shù) LK 鏈傳動(dòng)在圖 56 的位置 工作在圖 66 中高峰 值 左 側(cè) 時(shí) （ 鏈 板疲勞） 工作在圖 66 中高峰值 右 側(cè) 時(shí) （ 滾 子 、 套筒沖擊疲勞） 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) zK 鏈長(zhǎng)系數(shù) LK 當(dāng) z1=19 時(shí)， zK =1；當(dāng) pL =116 時(shí)， LK =。 采 用單 排 鏈， 由 表68 查的 MK =1 )191(z )191(z)100( PL )100( PL 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 27 頁 表 68 多排鏈的排數(shù)系數(shù) MK 排數(shù) m 1 2 3 4 5 6 排數(shù)系數(shù) MK 1 故所需的額定功率為 kWPca