基于高地隙通用底盘的棉花打顶机设计

基于高地隙通用底盘的棉花打顶机设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｏｔｔｏｎ ｔｏｐｐｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｈｉｇｈ—ｄｉｓｔａｎｔ
Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｆｒａｍｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｔｔｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｒｏｐｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｂａｃｋｗａｒｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｃｏｔｔｏｎ ｔｏｐｐｉｎｇ ｓｔｉｌｌ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｔｏ ｗｉｔｈ ｍａｎｕａｌ ｐｉｃｋｉｎｇ．Ｍａｎｕａｌ ｐｉｃｋｉｎｇ ｄｅｍａｎｄｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈｉｇｈ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｌａｂｏｒ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｍｏｒｅ ｌａｂｏｒ ｆｏｒｃｅ，ａｎｄ ｌｏｗ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｆｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈ ｄｅｌａｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ．Ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ，ｃｏＲｏｎ ｔｏｐｐｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｈａｎｇｅｄ ａｆｔｅｒ仃ａｃｔｏｒ ｅｘｉｓｔ ｌｏｗ ｔｏｐｐｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｂａｄ ｔｒａｆｆｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｃｏｔｔｏｎ ｆｉｅｌｄ，ｂａｄｌｙ ｄａｍａｇｅ ｃｏｔｔｏｎ ｌｅａｖｅｓ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ａｌｏｎｇ、丽ｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｃｈｉｎａ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｌａｂｏｒ ｃｏｓｔ，ｔｈｅ ｃａｌｌ ｆｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｕｌｔｉ－ｔｏｐｐｉｎｇ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｈｉｇｈ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｇｏｏｄ ｔｒａｆｆｉｃａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｃｏｔｔｏｎ ｔｏｐｐｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈａｔ ｈａｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ，ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｅｓｉｇｎｓ ａ ｃｏｔｔｏｎ ｔｏｐｐｉｎｇ
山东农业大学硕士学位论文
摘要
棉花是我国最主要的农作物之一，其产量居世界首位。然而，由于技术相对落后， 目前国内棉花打顶依然以人工处理为主。人工打项不仅劳动强度高、劳动力需求大，而 且工作效率低、耽误生产时间，从而影响了棉花的产量。我国现有的后悬挂式棉花打顶 机又存在打顶效率低、棉田通过性差、棉株损伤严重等缺点。随着我国棉花生产的日益 集中以及劳动力成本的逐渐提高，实现机械化高效打顶的呼声越发高涨。因此研制开发 一种棉田通过性强、作业效率高、工作稳定可靠的新型棉花打顶机，对我国棉花产业的 发展具有极其重要的现实意义。
３．２．１整体结构………………………………………………………………………………１８ ３．２．２工作原理………………………………………………………………………………１８ ３．２．３升降机构设计…………………………………………………………………………１９ ３．２．４升降调节油缸计算及选型……………………………………………………………１９ ３．２．５割刀器的设计…………………………………………………………………………２３ ３．２．５．１切割方式的选择……………………………………………………………………．２４ ３．２．５．２割刀转速试验及理论转速计算……………………………………………………．２５ ３．２．６割刀马达的选型………………………………………………………………………２６ ３．２．７传动机构的设计………………………………………………………………………一２７ ４液压系统设计……………………………………………………………………………。３０ ４．１液压回路设计……………………………………………………………………………３０ ４．２液压泵选型………………………………………………………………………………３ ｌ ４．３液压油管设计……………………………………………………………………………３３ ５虚拟样机三维建模与分析………………………………………………………………。３５ ５．１技术背景…………………………………………………………………………………３５ ５．２棉花打顶机虚拟装配……………………………………………………………………３６ ５．３工作部件的运动仿真与分析……………………………………………………………３９ ５．４关键部件的有限元分析…………………………………………………………………４１ ５．４．１ ＡＮＳＹＳ简介……………………………………………………………………………４１ ５．４．２创建有限元模型………………………………………………………………………４１ ５．４．３结果与分析……………………………………………………………………………４２ ６样机的试制和割刀参数试验……………………………………………………………。４５ ６．１割刀试验台的制作………………………………………………………………………４５ ６．２割刀参数确定试验………………………………………………………………………４６
（１）分析国内外棉花打顶机械的研究现状以及发展趋势，总结归纳国内外棉花打 顶技术与设备的发展概况以及工作特点；
（２）根据我国棉田种植模式的发展趋势以及农机、农艺相结合作业要求，确定了 基于高地隙通用底盘的棉花打顶机的整体设计方案，分析了该棉花打顶机工作原理并介 绍主要工作参数；
（３）对高地隙通用底盘的动力部分，以及对棉花打顶装置的设计进行重点介绍。 对关键零部件进行分析计算及设计选型，包括通用底盘的动力系统、传动系统及车桥， 打顶装置的升降机构、行距调节机构、割刀器以及传动机构等。对割刀工作参数试验进 行重点介绍，通过试验数据确定割刀合理转速、角度及尺寸参数；
（４）介绍了液压控制系统的设计，阐述了液压系统的系统组成，并对其工作原理 和液压回路的功能及特点进行分析；
（５）基于虚拟样机技术，借助三维设计软件Ｐｒｏ／Ｅ对打顶机进行设计和虚拟装配。 通过ＡＤＡＭＳ和ＡＮＳＹＳ对三维模型进行了运动学仿真，并对关键零部件进行有限元分 析，根据仿真和分析的结果对设计进行优化和改进。 关键词：棉田；打顶机；高地隙；升降；虚拟样机；有限元分析
针对上述现状，本课题研究设计了～种基于高地隙通用底盘的棉花打项机。该打顶 机采用高地隙自走式结构，大大提高了在棉田中的通过性和机动性；采用割刀水平旋转 的打顶方式，提高了棉花打顶质量：打项割刀高度、行距可调，适应不同生长时期的打 顶需求；通用底盘一车多用，降低生产成本。本文主要在以下几个方面展开研究：
６．２．１割刀转速试验……………………………………………………………………：……４６ ６．２．２割刀角度试验…………………………………………………………………………４７ ６．３棉花打顶机样机的试制……………………………………………………………４６ ７结论与建议…………………………………………………………………………………．５０ ７．１工作总结…………………………………………………………………………………５０ ７．２主要创新点………………………………………………………………………………５０ ７．３建议…………………………………………………………………………………………………………………．．５０ 参考文献…………wk.baidu.com…………………………………………………………………．．．…５ｌ 至｜【谢…………。……………………．…………．．……………………。………………………………。．………………５５ 研究生期间发表论文以及专利………………………………………………………………”５６