水平摘锭中间轴系统关键零部件的动力学分析与研究

发布时间：2020-05-11 22:29

【摘要】：由于新疆棉花产业不断发展和优势地位的逐步确立，棉花收获时的机械化采收是实现棉花从种植到生产全程机械化必须突破的一个重要环节。当前，国产采棉机虽已填补了国内空白并开始批量生产，但核心技术仍被国外垄断，同时国产采棉机在新疆的占有量逐渐下降。因此，加快国产采棉机的研究和国产化步伐，对提高国产采棉机的工作效率、性能可靠性具有积极作用。国产采棉机工作性能不稳定易造成摘锭或中间轴的破坏，中间轴的破坏可能受交变载荷的原因。中间轴作为中间轴系统的主要工作部件，其结构对整个系统的工作状态造成显著的影响，因此，对中间轴系统结构进行优化显得尤为重要。本文采用理论力学与Ansys有限元分析技术相结合的方法研究中间轴在工况下的受力情况，并运用ADAMS软件模拟中间轴的工作状况。研究成果为中间轴系统优化和试验研究提供基础数据，具有一定的理论和实用价值。本课题研究的主要内容如下：（1）分析了采棉机中间轴系统的结构特点及运行工况；对采棉机采棉头传动系统的动力分配进行分析，分析其动力传递路线，，根据到贵航实地调研得到采棉机分动箱轴的转速范围和采摘头各齿轮的齿数，计算出水平摘锭、采摘滚筒和脱棉盘的转速范围。利用理论力学知识分析中间轴在正常工作状况下的强度和刚度，检验它是否满足设计要求。（2）利用Solidworks三维设计建模软件，对中间轴系统里的关键零部件建立三维实体模型；因为Solidworks软件对齿轮建模功能较弱，所以运用插值法和样条曲线方法绘制齿轮渐开线，对齿轮的三种建模方法进行讨论，并对中间轴系统装配图进行虚拟装配和干涉检查。（3）运用ADAMS软件模拟中间轴系统的工作状况，分析上离合连接盘位移的变化情况和压力弹簧受力变化情况。（4）利用Ansys-workbench软件对中间轴系统关键零部件进行静力学分析，采棉机处于稳定工作状态，得到中间轴的等效应力云图、应变云图以及位移变化等参量的时间历程；因为在整个传动系统里齿轮的接触比较多，利用Ansys-workbench分析一对齿轮副接触时的受力情况，并对其仿真结果进行分析，为后续对齿轮副进行瞬态应力分析作基础。
【图文】：

自走式采棉机,采棉机

机国内外发展情况采棉机装备研究状况中国成立至今，我国各级政府就特别的重视采棉机技术的研发，从国家研、市农机科研所都投入了大量的人力、物力、财力对采棉机采摘棉花技术究。我国采棉机研究的方法是引进国外技术，结合我国的棉花种植特点，，研究符合我国国情的采棉机，经过几十年的研究实验，各个研究单位积维建模经验也掌握了主要的技术资料，取得了阶段性的科技成果。中国建立到现在，先后有新疆兵团、新疆自治区农科所、中国农科院棉花院农机所、石河子大学、新疆农业大学、贵航集团等科研单位和生产机构械进行研制和试验[14-15]。，我国自主研发设计制造的采棉机机型主要有：4MZ-3 型自走式采棉机。由国家科技部组织，新疆联合收割机械集团联位组成的采棉机攻关组研制的国产采棉机，1998 年生产出第一台国产自-17]。

自走式采棉机

水平摘锭中间轴系统关键零部件的动力学分析与研究农机产品质量监督检验站性能检测和生产试验，采净率 95.03%、杂率 6%、可靠性 91%、作业速度 3.84 km/h。该机在国际上首创耕作模式进行采收，并且整机成本比国外同类机型降低 60%左右：工作可靠性不稳定，故障率较高，操作不方便，操纵系统布置混，仪表指示不准确，报警系统不完善[18-23]。-5 型自走式采棉机。由新疆石河子贵航农机装备有限责任公司自04 年公司生产出我国第一台贵航 4MZ-5 型自走式采棉机，并在石行试采获得成功。该采棉机的研制成功，填补了国内采棉机制造行种采棉机已通过国家农机鉴定总站的鉴定，技术指标达到了世界功率 186 KW，燃油消耗 1.7 kg/h,生产率 0.67-1.0 hm2/h，采净率为-5.77 km/h，含杂率≤10%。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S225.911

【参考文献】