棉桃收獲與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)采摘輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)大學(xué)論文

機(jī)械電氣工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：棉桃收獲與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)采摘輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究院（系）：專(zhuān)業(yè)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：摘要新疆地區(qū)是中國(guó)最重要的棉花生產(chǎn)基地，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年新疆棉花總產(chǎn)量為340萬(wàn)噸，已超過(guò)全國(guó)棉產(chǎn)量的50%，居全國(guó)第一。但是，由于新疆光熱資源不穩(wěn)定及棉花個(gè)體特性差異，部分棉桃不吐絮，據(jù)調(diào)查，棉花收獲后，平均每株棉花上留有棉桃0.8個(gè)，若將其全部收獲，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀(guān)。但是，隨著棉花種植面積的不斷增加，勞動(dòng)力嚴(yán)重不足，霜后的棉桃大多放棄不收，損失很大。如果我們利用棉桃收獲機(jī)械將半開(kāi)或未開(kāi)的棉桃采摘下來(lái)，就可以節(jié)約勞動(dòng)力、降低成本從而減少大部分的經(jīng)濟(jì)損失。目前，國(guó)外并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的棉桃收獲機(jī)械，而我國(guó)對(duì)于棉桃收獲機(jī)的研究還不夠成熟，所以還沒(méi)有大量投入生產(chǎn)的棉桃收獲機(jī)。因此，研制出一種工作可靠、采凈率高、效率高的棉桃收獲機(jī)對(duì)于提高新疆棉花的產(chǎn)量具有重大的意義和作用。本設(shè)計(jì)通過(guò)分析計(jì)算確定了采摘滾筒的直徑和滾筒一周安裝彈齒的排數(shù)，還對(duì)彈齒的尺寸和外形進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后采用刮板式輸送帶進(jìn)行輸送。結(jié)構(gòu)合理而緊湊，通過(guò)有效模仿人工采摘的動(dòng)作，能快速高效的采摘棉桃，因此極大的提高了工作效率，降低了工作強(qiáng)度。關(guān)鍵詞：棉桃收獲；采摘裝置；輸送全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)含《裝配圖》《零件圖》聯(lián)系QQ：153893706 -PAGEII- AbstractXinjiangisthemostimportantproductionbaseforcottoninChina,accordingtostatistics,Xinjiang'scottonproductionwas3.4milliontons,morethan50%ofthenationalcottonproductionandrankingfirstinthecountryin2013.However,duetotheinstabilityinthelightandheatresourcesinXinjiangandthe

differentcesofcottonindividualcharacteristics,someofthecottonbollscannotopen.Accordingtothesurvey,itleaves0.8cottonbollsperplantonaveragethecottoafternharvest.Ifallofcottonbollswereharvested,theeconomicbenefitsaresubstantial.However,withthecontinuousincreaseincottonacreageandaseriousshortageoflabor,mostofthefrostcottonbollsarenotharvestedandthelossisgreat.Ifweusethecottonbollharvesterpickedthehalf-openbollsandthenotopenbolls,wewillsavelaborandreducecostsandthusreducemostoftheeconomiclosses.Atpresent,thereisno

cottonbolls

harves–tingmachinery

specialized,

andourresearchon

cottonbolls

harvester

isnotmatureenough,so

no

cottonbollsharvester

massproduction.Therefore,

todevelopa

workreliable,

highpic–kingrate,

highefficiency

of

cottonbolls

harvestingmachinehasgreatsignificance

andeffec-tsforimprovingthebollcottonproductioninXinjiang.The

designdeterminesthe

picking

roller

diameterand

drum

week

installedspringtooth

rows

byanalysisandcalculation,

thesizeandshapeof

the

springtooth

isdesigned,

finallythe

conveyerbelt

forconveying.

Reasonableandcompactstructurebyeffectively

imitateartificial

pickingthe

action,

canpickingcottonquicklyandeffci-entlythus

greatlyimprovestheworkefficiency,reducetheintensityofwork..Keywords:cottonharvest;pickdevice;transportation 目錄1874摘要 ⅠAbstract1874 Ⅱ目錄 Ⅲ1緒論 1176311.1本課題研究的目的意義 11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1165731.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 1181611.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2160461.3本課題的研究?jī)?nèi)容 389272棉花物理特性的研究 453142.1棉株的特性 486132.2棉花栽培及農(nóng)藝 5229192.3收獲棉桃力的測(cè)定 6173242.4本章小結(jié) 7199393棉桃采摘原理分析與采摘裝置的設(shè)計(jì)研究 8148833.1設(shè)計(jì)思路 8165733.1.1設(shè)計(jì)方案的選擇 8165733.1.2設(shè)計(jì)方案的確定 10165733.1.3設(shè)計(jì)方案流程圖 1148833.2采摘裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理 11134973.3關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及部件的設(shè)計(jì)研究 11130243.3.1滾筒中間軸的設(shè)計(jì) 14130243.3.2軸的校核 15148833.4彈齒 16130243.4.1工作原理 173.5本章小結(jié) 1813497325364輸送部分的設(shè)計(jì) 19148834.1輸送原理 19148834.2V帶及帶輪的設(shè)計(jì) 19148834.3軸承的設(shè)計(jì) 22148834.3.1中間軸的軸承設(shè)計(jì) 22148834.3.2滾筒中間軸的軸承設(shè)計(jì) 23148834.4軸承的校核 23148834.5軸承座的選擇設(shè)計(jì) 25148834.6連接零件的選擇和計(jì)算 25148834.6.1螺紋連接 25148834.6.2鍵的連接 2625235結(jié)論 2776256參考文獻(xiàn) 2834687心得體會(huì) 30322678致謝 311緒論1.1本課題研究的目的意義新疆地區(qū)是中國(guó)最主要的產(chǎn)棉地區(qū)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年新疆棉花種植總面積2538萬(wàn)畝，總產(chǎn)量為340萬(wàn)噸，其棉花總產(chǎn)量已超過(guò)全國(guó)棉產(chǎn)量的50%，居全國(guó)第一。但在棉花增產(chǎn)豐收的背后，棉桃的廢棄狀況也帶來(lái)了巨大的損失。由于新疆光熱資源不穩(wěn)定及棉花個(gè)體特性差異，部分棉桃不吐絮，據(jù)調(diào)查，棉花收獲后，平均每株棉花上留有棉桃0.8個(gè)，若將其全部收獲，每畝地大約可以收獲7公斤皮棉，那么2013年損失了約177660噸皮棉，以每噸18000元來(lái)算，損失約31.98億元。因此，利用機(jī)械采摘半開(kāi)或未開(kāi)的棉桃是減少損失與提高單產(chǎn)的有力措施，同時(shí)還可起到節(jié)約勞力、降低成本的雙重作用。據(jù)調(diào)查分析，在我國(guó)棉桃收獲機(jī)的推廣應(yīng)用前景十分廣闊，尤其對(duì)于提高棉花產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入和促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重大的意義。同時(shí)新疆棉區(qū)屬荒漠綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，在傳統(tǒng)有機(jī)肥源不足、發(fā)展綠肥又受水制約、農(nóng)田養(yǎng)分主要靠化肥補(bǔ)充的情況下，棉稈還田能降低耕層土壤容重、硬度，提高土壤通氣透水性能，改善作物生長(zhǎng)的土壤環(huán)境，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，從而提高土地生產(chǎn)力實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研制出棉桃收獲與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)利用機(jī)器采摘棉桃是增產(chǎn)增收的有力措施，同時(shí)棉桿還田可以提高土壤肥力，減少化肥的使用，減少環(huán)境污染。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀據(jù)現(xiàn)有資料分析，第一個(gè)摘棉桃機(jī)專(zhuān)利約出現(xiàn)于1871年，第一臺(tái)摘棉桃機(jī)大概在1914年出現(xiàn)在美國(guó)德克薩斯州西北部，這種機(jī)器的工作部件是梳齒，梳齒是鐵絲做成，機(jī)器通過(guò)棉行時(shí)由梳齒把棉桃摘下，但采下的棉桃含鈴殼、果枝、葉片等雜質(zhì)很多，所以沒(méi)能推廣使用。1926年出現(xiàn)了梳指式及溝槽式的摘棉桃機(jī)具，1930年摘棉桃機(jī)投入生產(chǎn)。1943年，產(chǎn)生了雙行拖拉機(jī)懸掛的摘棉桃機(jī)，這種摘棉桃機(jī)的采摘部件摘棍式的。1943年以后的摘棉桃機(jī)大部分都是懸裝在拖拉機(jī)上的，其摘棉桃部件有摘輥式和梳指式的?？偟膩?lái)看，這種機(jī)器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，收獲成本較低，但是不能分次采棉，采摘后的籽棉含有大量的鈴殼、斷果枝、碎葉片等大小雜質(zhì)，造成籽棉等級(jí)降低。接下來(lái)的十余年，摘棉桃機(jī)在原理上沒(méi)有什么變化，只是在機(jī)器上采用了液壓和自動(dòng)控制等新技術(shù)。在摘棉桃機(jī)各種原理中，摘棍式發(fā)展比較快，尤其是毛刷摘棍出現(xiàn)以后，梳指式摘棉桃機(jī)逐漸淘汰，但是直到1973年迪爾公司還保留了一種牽引式梳指式摘棉桃機(jī)。另外，窄行密植栽培制度在美國(guó)得到了普遍重視和推廣，棉花行距15cm一30cm，密度3一5萬(wàn)株，為適應(yīng)窄行密植，梳指式摘棉桃機(jī)又得到發(fā)展。迪爾公司和阿利斯一查默斯公司的摘棉機(jī)，都可以裝窄行摘棉桃附件，如，760XTB型摘棉桃機(jī)改裝的窄行摘棉桃機(jī)，迪爾一99型水平摘錠采棉機(jī)改目前，國(guó)外有兩種棉花收獲機(jī)械機(jī)—選收式和統(tǒng)收式[1]。選收式機(jī)有選擇地用帶刺的錐形棒從吐絮的棉鈴中將棉纖維采下來(lái)。一塊棉田可以針對(duì)不同層次的棉鈴分幾次采摘。統(tǒng)收式采棉機(jī)無(wú)選擇性，它一次性地將吐絮的棉鈴與未吐絮的、破裂的棉鈴以及漿果等雜質(zhì)一起收走。選收式采棉機(jī)的采棉效率能達(dá)到95%，但通常人們認(rèn)為只能達(dá)到85%至90%。統(tǒng)收式采棉機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單效率高，能夠?qū)⒚尢镏?9%的棉花采摘上來(lái)。有些采棉機(jī)配備了田間清理或分離設(shè)備，類(lèi)似于軋花廠(chǎng)里枝桿去除機(jī)等的預(yù)清理機(jī)器。這些設(shè)備可以去除60%到70%的雜質(zhì)，減輕軋花廠(chǎng)的負(fù)擔(dān)。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀1994年-1995年，新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)機(jī)所課題組對(duì)1990年引進(jìn)的原蘇聯(lián)CKO-214[2]棉桃收獲機(jī)(如下圖所示)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行了可行性試驗(yàn)。圖圖1-CKO-214棉桃收獲機(jī)的構(gòu)造1-機(jī)架2-棱形摘輥3-縱向螺旋輸送器4-橫向螺旋輸送器5-刮板式升運(yùn)器6-地輪7-集棉箱2000年，石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程系及新疆兵團(tuán)農(nóng)八師農(nóng)機(jī)局，石河子柴油機(jī)廠(chǎng)對(duì)摘輥式摘棉桃機(jī)[3]進(jìn)行了研制，并造出了樣機(jī)4ZT-8型摘輥式摘棉桃機(jī)[4]。本機(jī)共有4組摘桃裝置(一次可收獲8行),每組摘桃裝置包含2對(duì)摘輥及相應(yīng)的縱向推運(yùn)器,每對(duì)摘輥對(duì)應(yīng)單行棉株。采取兩摘輥傾斜非對(duì)稱(chēng)配置,解決了原機(jī)型結(jié)構(gòu)無(wú)法適應(yīng)小行距(30cm)的問(wèn)題。該設(shè)計(jì)不僅充分利用了空間,使結(jié)構(gòu)更為緊湊,且更利于棉桃向縱向推運(yùn)器滾動(dòng),有效降低落鈴率。2003年，新疆石河子農(nóng)機(jī)咨詢(xún)服務(wù)中心和石河子柴油機(jī)廠(chǎng)聯(lián)合研制出了4ZJ-8型摘棉桃機(jī)，填補(bǔ)了我國(guó)棉花收獲機(jī)械的一項(xiàng)空白,技術(shù)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。摘棉桃機(jī)可與40.4kw以上輪式拖拉機(jī)配套,每次可采摘8行,每天可節(jié)省勞力200個(gè),比人工收獲提高工效50倍[5]。2008年，針對(duì)新疆棉花生產(chǎn)的特點(diǎn)，塔里木大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院王旭峰，梁建龍，張宏等完成了對(duì)MT一1800型棉桃收獲機(jī)[6]設(shè)計(jì)，該收獲機(jī)主要由底盤(pán)、地輪總成、摘桃器、刮板式運(yùn)輸器、集桃箱和傳動(dòng)部分等組成。該機(jī)由普通小型四輪車(chē)牽引，地輪通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)刮板式運(yùn)輸器工作，由摘桃機(jī)構(gòu)摘收棉桃。試驗(yàn)表明，機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，能滿(mǎn)足棉桃收獲的農(nóng)藝要求。2013年石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院制造出了棉桃收獲與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)的樣機(jī)，可以同時(shí)解決棉桃浪費(fèi)和棉桿還田的問(wèn)題。1.3本課題的研究?jī)?nèi)容1.新疆棉花種植、收獲方式、棉桃收獲機(jī)械的調(diào)研與分析，果實(shí)類(lèi)作物收獲裝置的調(diào)研與分析；2棉桃收獲機(jī)采摘輸送系統(tǒng)的研究和分析并選擇確定合理的設(shè)計(jì)方案；3.棉桃收獲機(jī)采摘裝置總體設(shè)計(jì)，前輸送裝置總體設(shè)計(jì)；輔助裝置設(shè)計(jì)研究；4.棉桃收獲機(jī)采摘部分、前輸送裝置零部件設(shè)計(jì)以及三維造型設(shè)計(jì)；5.棉桃收獲機(jī)采摘輸送系統(tǒng)及主要零部件的設(shè)計(jì)分析、選擇計(jì)算，說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)。2棉花物理特性的研究2.1棉株特性棉花的尺寸及其各部分的位置對(duì)設(shè)計(jì)棉花收獲機(jī)具有重大的意義。1、棉株密度棉株的密度決定于行距、穴距和每穴的株數(shù)?，F(xiàn)在新疆由于棉花采用機(jī)械化點(diǎn)播,每穴一般都是1-2株,因此,棉株的密度主要決定于行距和穴距。依據(jù)新疆目前幾種主要機(jī)型的要求,棉花行距一般米用66+lOcm或68+8cm的種植方式,一般以66+lOcm最為常見(jiàn),平均行距38cm。株距一般在8.5-10.5cm之間,若株距為9cm,則每畝理論株數(shù)19490株[7]。棉桿高度棉桿高度是指由地面到棉株頂部的距離。棉桿直徑是指子葉節(jié)以上5cm處桿部的直徑。棉桿高度控制在65-90cm之間,新疆的北疆地區(qū)一般控制在60-75cm,南疆地區(qū)一般控制在70-100cm,棉桿基部直徑在8-13mm。3、棉株緊湊度棉株節(jié)間長(zhǎng)度不同,果枝和棉桃的夾角差異決定了棉鈴的緊湊程度,一般棉鈴離地最低位置約11-16cm。棉鈴位置越低的品種,其成熟越快,產(chǎn)量越高。但是棉鈴位置低不利于機(jī)械化采收。最適宜機(jī)械化采收的棉株的棉鈴最低高度不低于15cm[8]。4、棉鈴的直徑與棉鈴縱軸垂直的斷面最大直徑,稱(chēng)作棉鈴直徑。因?yàn)檫@個(gè)斷面并非真正圓形,所以采取兩個(gè)相互垂直方向的平均值,作為棉鈴的直徑。不同棉花品種,棉鈴直徑各不相同，常見(jiàn)的適宜機(jī)米棉棉鈴直徑有,棉鈴未開(kāi):25-35mm,棉鈴半開(kāi)35-45mm;棉鈴全開(kāi)60-80mm[9]。5、棉花濕度[10]棉花濕度影響各部分的物理機(jī)械特性,從而也影響到機(jī)器的工藝過(guò)程。在確定棉株的濕度時(shí),將其置于干燥箱內(nèi),在105攝氏度下烘干至重量不在變化為止,測(cè)出棉株各部分的濕度。在氣候比較穩(wěn)定的情況下,棉株的生長(zhǎng)時(shí)間是影響棉株濕度的重要因素。濕度的變化可由下式確定:式中:W—濕度(%);w一最初濕度(%);t一時(shí)間(晝夜);1/k:—比例常數(shù),其值見(jiàn)表2-1：表2-1比例常數(shù)1/k葉果枝花柄棉桃莖節(jié)霜前0.0030.003-0.0040.003—0.004-0.005霜后4.3553.363-3.7533.0171.471—6、棉株與土壤的連結(jié)力[10]采收棉花時(shí)從下而上地梳刷棉蓮,或者與垂直線(xiàn)呈一斜角梳刷,因此,設(shè)計(jì)時(shí),需要知道棉株從土中拔出的力和果枝從莖上折斷、棉桃從果枝上折斷的力的對(duì)比。棉莖與土壤的連結(jié)力由破壞根系的力和土壤變形的力組成,因此拔棉桿的力可由下式算出：式中=常數(shù),F為子葉節(jié)以上蓮稈橫斷面面積，；n為—次拔出棉秸稈數(shù)；C為變形力，kg。2.2棉花栽培及農(nóng)藝機(jī)采棉農(nóng)藝技術(shù)應(yīng)在貫徹“矮、密、旱”技術(shù)路線(xiàn)的前提下,以有利于機(jī)械采摘和實(shí)現(xiàn)早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)為目標(biāo),將各生產(chǎn)環(huán)節(jié)技術(shù)組裝配套。1.棉花栽培模式及對(duì)播種機(jī)械的要求機(jī)釆棉栽培模式是制約機(jī)采棉技術(shù)復(fù)雜又非常重要的因素之一。棉花栽培技術(shù)不僅要保證棉花豐產(chǎn),而且應(yīng)適應(yīng)棉花收獲機(jī)械化的作業(yè)要求。機(jī)采棉種植行距是采棉機(jī)能否下地采收最直接的因素。美國(guó)當(dāng)前主要的棉花行距為96cm(38英寸)、102cm(40英寸)、窄行距為76cm(30英寸)。新疆棉區(qū)廣為推廣的傳統(tǒng)“矮、密、早”30cm+60cm植棉模式,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明,其采收率低,成本高,撞落損失大。而適應(yīng)機(jī)械采收的66cm+10cm行距配置具有通風(fēng)透光、植株密度高等優(yōu)點(diǎn)。因此,目前新疆棉花常采用68cm+8cm和66cm+10cm寬窄行機(jī)采棉高產(chǎn)種植模式。根據(jù)采棉機(jī)的不同型號(hào)確定采用不同的播種機(jī)。6行機(jī)采用3膜12行播種機(jī),5行機(jī)采用2膜10行或5膜20行播種機(jī)。播種機(jī)行距采用66cm+10cm等行距配置,使用125cm地膜,以保證邊行采光面。安裝使用15穴點(diǎn)播器,株距9crn,理論每畝為19502株。播種機(jī)安裝滴灌帶鋪設(shè)裝置,實(shí)現(xiàn)鋪膜、播種、鋪設(shè)滴灌帶一次完成。2.棉花品種的確定①適宜機(jī)采的棉花品種要求早熟、株型緊湊、吐絮集中、抗倒伏、抗風(fēng)性能好,第1果枝結(jié)鈴部位距地面18cm以上,株高在75-85cm,棉花纖維要長(zhǎng),能經(jīng)受清理機(jī)械的沖擊。②抓好種子加工質(zhì)量,做好種子的精選和粒選工作,確保種子凈度達(dá)到99%以上,發(fā)芽率在90%以上,含水量不得高于11%。目前尚未有完全適宜機(jī)采的棉花品種,而一個(gè)新品種的培育需要有一定的周期,因此,在選擇棉花品種時(shí),除一般所要求的技術(shù)條件外,應(yīng)盡量考慮較符合機(jī)采及清理加工的技術(shù)條件的棉花品種,以達(dá)到較好地采收及清理加工的效果。兵團(tuán)幾年的機(jī)采棉生產(chǎn)實(shí)踐表明,北疆棉區(qū)推廣的品種“新陸早八號(hào)”、抗病品種“新陸早十號(hào)”、新品系石選87、150-1、墾0074等表現(xiàn)出較好的適應(yīng)機(jī)采特性。隨著國(guó)家種子工程的實(shí)施,新疆的棉花種子繁育、加工數(shù)量和質(zhì)量有了大幅提高,產(chǎn)業(yè)化模式已初具規(guī)模,機(jī)采棉面積大的植棉區(qū),可搭配不同成熟期的機(jī)采棉品種,以提高棉花收獲機(jī)械的利用率。2.3收獲棉桃力的測(cè)定果枝和棉莖、棉桃和果枝的連結(jié)力主要決定于時(shí)間(棉株年齡)。分析果枝破壞資料時(shí)考慮到棉株的脆性,此時(shí)機(jī)收棉花時(shí)棉株破壞增加,棉桃損失增大。查閱資料可知,果枝與棉桃之間連結(jié)力的經(jīng)驗(yàn)式如下[10-12]：式中:P常數(shù),單位為；和—棉基和果枝直徑,單位為cm。p值見(jiàn)表2-3：表2-3p值項(xiàng)目霜前(kg/mm2）霜后（kg/mm2）平均值0.1730.21變動(dòng)范圍0.10-0.240.12-0.29果枝與棉桃果柄之間連結(jié)力的經(jīng)驗(yàn)公式：式中—常數(shù)，單位為kg/mm2；d柄和d枝—果柄和果枝的直徑，單位為cm；常數(shù)見(jiàn)表2-4。表2-4p值項(xiàng)目霜前(kg/mm2）霜后（kg/mm2）平均值0.570.67變動(dòng)范圍0.32-0.700.42-0.92注：p用最小二乘法求出，參考數(shù)據(jù)摘取一顆未開(kāi)棉鈴的力20-100N。2.4本章小結(jié)本章簡(jiǎn)要介紹了機(jī)采棉棉株的特性以及棉花栽培技術(shù)要求等方面的相關(guān)知識(shí),為梳齒型采棉機(jī)組合式采棉部件的進(jìn)一步研究奠定了植物學(xué)和農(nóng)藝學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)進(jìn)行了采收棉桃力的測(cè)定試驗(yàn),為驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)公式的準(zhǔn)確性和梳齒結(jié)構(gòu)的有限元分析提供理論參數(shù)。3棉桃采摘原理分析與采摘裝置的設(shè)計(jì)研究3.1設(shè)計(jì)思路3.1.1設(shè)計(jì)方案的選擇目前，國(guó)外采摘裝置主要分為以下幾種：螺旋桿式、帶狀梳齒型、滾筒彈齒型[13-15]。螺旋桿式采摘裝置當(dāng)棉桃收獲機(jī)械沿著棉桃壟行前進(jìn)工作時(shí)，棉桃莖秧進(jìn)入螺旋桿式采摘裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋桿對(duì)棉桃莖秧進(jìn)行持續(xù)敲打，螺旋桿將果實(shí)從莖稈上打落，實(shí)現(xiàn)果實(shí)與莖稈的分離。螺旋桿式采摘裝置又分為傾斜式和垂直式。如圖2-1所示為傾斜式，圖2-2所示為垂直式展開(kāi)螺旋線(xiàn)型。圖3-1垂直式展開(kāi)螺旋線(xiàn)型采摘裝置圖3-2傾斜展開(kāi)螺旋線(xiàn)型采摘裝置圖(2)帶狀梳齒型采摘裝置當(dāng)棉桃莖秧進(jìn)入兩采摘帶之間時(shí)，采摘帶上的彈指插入棉桃莖秧，采摘帶帶動(dòng)彈指從下往上運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)制性的將棉桃果實(shí)從莖稈上捋下來(lái)，果實(shí)隨著采摘帶往上運(yùn)動(dòng)，并在慣性的作用下被拋至采摘帶上方，由采摘帶前方的風(fēng)機(jī)將棉桃果實(shí)吹至采摘帶后方的輸送帶，或者拋離至兩邊的輸送器上被運(yùn)走，實(shí)現(xiàn)棉桃果實(shí)的采摘目的。如圖2-3所示：圖3-3帶狀梳齒式采摘裝置(3)螺旋滾筒式采摘裝置這是一種比較早的采摘裝置，在工作過(guò)程中如圖所示，沿前進(jìn)方向上螺旋卷筒旋轉(zhuǎn)，把棉桃莖秧夾持在螺旋線(xiàn)內(nèi)，在高速下旋轉(zhuǎn)，把棉桃采摘。但有一個(gè)問(wèn)題就是棉桃的損傷率比較高。圖3-4螺旋滾筒式采摘裝置3.1.2設(shè)計(jì)方案的確定通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的線(xiàn)棉桃收獲機(jī)采摘裝置的分析研究，結(jié)合新疆線(xiàn)棉桃品種和栽培模式，對(duì)采摘線(xiàn)棉桃收獲機(jī)的核心部分進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)兩種采摘裝置方案：第一種方案(見(jiàn)圖2-5)。采摘裝置采用帶狀梳齒式，帶狀梳齒式采摘裝置上裝有間隙排列的彈性梳齒采摘帶，梳齒作業(yè)時(shí)由下至上的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將棉桃果實(shí)從莖桿上強(qiáng)制采摘，實(shí)現(xiàn)棉桃與莖桿的脫離，棉桃果實(shí)隨梳齒向上運(yùn)動(dòng)，在慣性力的作用下被拋送至采摘帶的上方，然后由風(fēng)機(jī)吹送至輸送帶上。采摘帶上梳齒的間隙選擇及形狀等設(shè)計(jì)對(duì)棉桃與莖桿的脫離有很大的影響。此外，就是該采摘裝置必須要對(duì)行采收，才能達(dá)到較好的采收效果。圖3-5圖3-6第二種方案(見(jiàn)圖3-6)。采摘裝置采用彈齒滾筒式，采摘滾筒上裝有螺旋線(xiàn)排列的彈齒，采摘滾筒帶動(dòng)彈齒做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將棉桃果實(shí)從莖桿上脫離下來(lái)，棉桃果實(shí)隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)而被后拋至輸送帶上。彈齒排列間隙依據(jù)棉桃果實(shí)的物料特性而定。對(duì)以上兩種設(shè)計(jì)方案比較，帶狀梳齒式采摘裝置主要采用采用鏈條帶動(dòng)彈齒運(yùn)動(dòng)，對(duì)于該裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)較為麻煩，同時(shí)作業(yè)條件要求較高，必須對(duì)行采收，不易操作。而彈齒滾筒式采摘裝置除在安裝方面較為容易，傳動(dòng)設(shè)計(jì)也較為簡(jiǎn)單，最重要的是可以實(shí)現(xiàn)不對(duì)行采摘，對(duì)棉桃種植的要求不高，采摘靈活性大，同時(shí)也大大降低收獲機(jī)的操作難度。依據(jù)制造簡(jiǎn)單，操作方便等實(shí)際情況，選擇第二種方案。3.1.3設(shè)計(jì)方案流程圖棉桃收獲與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)采摘輸送系統(tǒng)棉桃收獲與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)采摘輸送系統(tǒng)采摘裝置的設(shè)計(jì)前輸送裝置的設(shè)計(jì)螺桿式采摘頭

帶狀梳齒式采摘頭螺旋滾筒式采摘頭刮板式輸送帶皮帶式輸送帶鏈條式輸送帶滾筒式采摘頭刮板式輸送帶滾筒彈齒式采摘頭3.2采摘裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理1.采摘裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)棉桃采摘與棉稈還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)的采摘輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括采摘滾筒、機(jī)架、壓禾輪、仿形輪、側(cè)板、護(hù)板、輸送帶等組成，如圖2-1所示：圖3-7采摘裝置護(hù)板2.側(cè)板3.壓禾輪4.采摘滾筒5.仿形輪6.橫輸送帶7.機(jī)架8.過(guò)橋 2.工作原理采摘裝置在機(jī)械的推動(dòng)下前進(jìn)，采摘滾筒隨著機(jī)器前進(jìn)的過(guò)程中，一方面向機(jī)器的前進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)，另一方面在驅(qū)動(dòng)帶輪作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)，壓禾輪把棉稈壓倒并喂入采摘滾筒，這時(shí)固定在滾筒上的彈齒從下向上把棉桃從棉稈上捋下來(lái)，隨滾筒的旋轉(zhuǎn)向后拋送至橫輸送帶上，在橫輸送帶的輸送下進(jìn)入縱向輸送帶并將棉桃向后輸送，此時(shí)完成整個(gè)棉桃的采摘過(guò)程。3.3關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及部件設(shè)計(jì)研究3.3.1采摘滾筒設(shè)計(jì)研究滾筒采摘器包括中間軸、彈齒、左法蘭盤(pán)、中間法蘭盤(pán)、右法蘭盤(pán)和管軸；在左法蘭盤(pán)、中間法蘭盤(pán)和右法蘭盤(pán)的中部分別有安裝孔，左法蘭盤(pán)、中間法蘭盤(pán)和右法蘭盤(pán)分別通過(guò)安裝孔固定安裝在中間軸的左端、中間和右端上。管軸應(yīng)均勻分布并且數(shù)量不少于兩個(gè)，管軸的左端、中間和右端分別與左法蘭盤(pán)、中間法蘭盤(pán)、右法蘭盤(pán)固定安裝在一起；在管軸軸向上至少固定安裝一個(gè)彈齒，彈齒根部有安裝環(huán)，彈齒通過(guò)安裝環(huán)固定安裝在管軸上。采摘滾筒如圖3-8和圖3-9所示：滾筒的作用：滾筒用來(lái)安裝固定彈齒，在v帶的傳動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)彈齒作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采摘棉桃，同時(shí)在離心力的作用下向后拋送棉桃，把棉桃送至輸送帶上。滾筒參數(shù)主要由滾筒的旋轉(zhuǎn)線(xiàn)速度、機(jī)組前進(jìn)速度，以及滾筒上彈齒距離地面的高度和棉桃植株掛果的最低高度等來(lái)確定參數(shù)組成。依據(jù)新疆線(xiàn)棉桃的種植模式，農(nóng)藝與機(jī)械結(jié)合原理，對(duì)采摘幅寬的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足和適應(yīng)農(nóng)戶(hù)的種植要求。圖3-8采摘滾筒圖3-8采摘滾筒17-中間軸，18-管軸，19-中間法蘭盤(pán)，20-右法蘭盤(pán)，21-彈齒，22-左法蘭盤(pán)20-右法蘭盤(pán)，21-彈齒，22-左法蘭盤(pán)圖3-9采摘滾筒三維圖通過(guò)資料查詢(xún)可以得到，對(duì)滾筒直徑的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合以下因素：旋轉(zhuǎn)中心到彈齒末端的距離及滾筒的旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)線(xiàn)速度計(jì)算公式可得到彈齒末端的線(xiàn)速度：(3-1)式中：n1—采摘滾筒的轉(zhuǎn)速(N/min)；d1—為采摘滾筒的直徑含彈齒長(zhǎng)度(m)。根據(jù)式子(3-2)可以計(jì)算滾筒的半徑R：(3-2)式中：—作物高度；—最低掛果高度至頂端距離；—作物掛果的幅差。式中為最低掛果高度至頂端的區(qū)域。通過(guò)以上的運(yùn)動(dòng)分析，很明顯當(dāng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)λ和結(jié)構(gòu)參數(shù)R一定時(shí)，收獲不同的作物時(shí)，采摘滾筒的高度應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。(3-3)結(jié)合棉桃的基本生理特性測(cè)得的數(shù)據(jù)，代入式子(3-16)中可得到滾筒的半徑為250mm。滾筒圓周上布局的彈齒能否完全采摘棉桃，應(yīng)該在圓周上布局多少排彈齒。根據(jù)彈齒端點(diǎn)M點(diǎn)的位移，設(shè)定一個(gè)采摘區(qū)域，如下圖所示：圖3-10彈齒端點(diǎn)M1-M5的運(yùn)動(dòng)軌跡上面給出滾筒中心到彈齒頂端的半徑為420mm,單株棉花的自然高度為750mm,最低掛果高度(即為果柄與莖桿的連接處)的平均值為135mm，設(shè)定彈齒端點(diǎn)距離地面的最低高度為110mm,則彈齒端點(diǎn)的最高點(diǎn)距離為950mm.棉桃的株距為100mm,因此，單株棉桃的區(qū)域?yàn)?00X從圖3-10中可以看到，當(dāng)彈齒采摘棉桃時(shí)，彈齒M1離開(kāi)abcd采摘區(qū)域時(shí)，后面的彈齒M2-M4依次經(jīng)過(guò)采摘區(qū)域，當(dāng)最后一個(gè)彈齒M5采摘當(dāng)前棉桃植株的最低掛果高度后也離開(kāi)采摘區(qū)域，此時(shí)該區(qū)域的棉桃完全采摘完。此時(shí)設(shè)定采摘裝置前進(jìn)的距離為一棵棉花的平均株距S1=100mm,機(jī)組前進(jìn)的速度不變，可以得到采摘一個(gè)株距的時(shí)間即：t=S1/v。假設(shè)滾筒的轉(zhuǎn)速不同，則轉(zhuǎn)過(guò)的角度，因此，滾筒圓周上所應(yīng)有的彈齒數(shù)可按下式計(jì)算：(3-4)式中：N—滾筒上圓周上彈齒數(shù)；n—采摘單株棉桃所用的彈齒；θ—采摘單株棉桃所轉(zhuǎn)過(guò)的弧度；T—滾筒旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間；t—機(jī)組前進(jìn)的時(shí)間。根據(jù)式(3-17)，把機(jī)組的速度和滾筒的轉(zhuǎn)速代入，可以求得滾筒圓周上排列的彈齒數(shù)。本采摘裝置設(shè)計(jì)的機(jī)組速度為3.6Km/h,所以選擇了滾筒彈齒的排列數(shù)為3.3.1滾筒中間軸的設(shè)計(jì)滾筒軸主要受扭轉(zhuǎn)力作用，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。這種方法是只按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估計(jì)軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為[16]:式中：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,;T軸所受的扭矩，N.Mm;軸的抗扭截面系數(shù),;n軸的轉(zhuǎn)速，r/min;P軸傳遞的功率，kw;d計(jì)算截面處軸的直徑，mm;許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，。經(jīng)查表得，選擇軸的材料為45鋼,[]為,由上式可得軸的直徑,式中，，查表15-3，45鋼的。滾筒軸的功率，轉(zhuǎn)速n=215r/min，則用同種方法可求的滾筒驅(qū)動(dòng)軸的直徑，最終選擇驅(qū)動(dòng)軸的直徑為25mm。3.3.2軸的校核已知皮帶輪的預(yù)緊力，有效拉力，皮帶輪的分度圓直徑代入上式得緊邊拉力：松邊拉力：扭矩為彎矩的計(jì)算按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核，得由選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，得，因此故安全按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核，得由選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，得，因此故安全。3.4彈齒彈齒（如圖3-11所示）采用不銹鋼制成，直徑為6mm，端部有162°傾角，具有采摘，拋送，防止采摘物脫落的特點(diǎn)，適宜于棉桃等作物的采收。在采摘棉桃時(shí)，彈齒能夠抓住棉桃防止其向前滑落造成落地?fù)p失，但是傾角角度太大時(shí)宜造成棉桃滑落，角度太小時(shí)，在經(jīng)過(guò)輸送帶上方時(shí)不能被及時(shí)甩出，形成落地?fù)p失或纏繞在彈齒上造成堵塞，根據(jù)資料可得162°傾角比較合理。彈齒結(jié)構(gòu)如圖2-5所示彈齒基體為奧氏體，與其它不銹鋼相比，具有高的耐蝕性，低溫及高溫下均有較高的塑性和韌性，及較好的冷作成型性[17]。圖3-11彈齒三維圖3.4.1工作原理采摘滾筒是采摘裝置的主要工作部件，對(duì)彈齒采摘棉桃的過(guò)程分析，更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)采摘裝置。彈齒滾筒采摘辣椒主要有三個(gè)過(guò)程[18]：（1）上挑采摘棉桃過(guò)程，如圖2-6所示，上挑采摘棉桃的過(guò)程就是彈齒順時(shí)針?lè)较驈腶點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，把棉桃和部分枝葉從植株上摘下的過(guò)程，同時(shí)將摘下的物料加速至彈齒的運(yùn)動(dòng)速度。該過(guò)程直接影響摘凈率，如果彈齒旋轉(zhuǎn)速度過(guò)慢，則割臺(tái)的喂入量增加，容易造成割臺(tái)的堵塞；如果彈齒旋轉(zhuǎn)速度過(guò)快，可能損傷棉桃，影響棉花質(zhì)量。b1234cadb1234cad圖3-12上挑采摘棉桃過(guò)程棉桃植株2-彈齒3-滾筒4-輸送帶（2）攜帶旋轉(zhuǎn)過(guò)程。如圖3-12所示，攜帶旋轉(zhuǎn)過(guò)程就是彈齒攜帶棉桃從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程。該過(guò)程是一個(gè)輸送過(guò)程，將棉桃的運(yùn)動(dòng)方向由向前運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚝笙逻\(yùn)動(dòng)，為棉桃的拋送做準(zhǔn)備。摘下棉桃在彈齒的帶動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng)，由于彈齒表面光滑，棉桃向彈齒末端運(yùn)動(dòng)，由于彈齒末端具有一定的角度，再加上棉桃和枝葉的纏繞作用延緩了棉桃的離心運(yùn)動(dòng)，只要彈齒旋轉(zhuǎn)速度足夠快，摘下的棉桃就可順利通過(guò)攜帶過(guò)程而不會(huì)脫離彈齒[19]。（3）拋送棉桃過(guò)程。如圖2-6所示，拋送棉桃的過(guò)程即彈齒從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程,該過(guò)程決定了摘下的棉桃能否及時(shí)脫離彈齒，由于棉桃此時(shí)在做離心運(yùn)動(dòng)，受離心力作用，再加上自身重力，棉桃的離心力增加，此時(shí)棉桃的線(xiàn)速度越大越容易脫離彈齒[20]。如果彈齒運(yùn)動(dòng)速度過(guò)慢，棉桃初速度過(guò)低，則不能脫離彈齒，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到滾筒最低端時(shí)脫落造成落地?fù)p失，若仍纏繞在彈齒上，則造成堵塞，影響下一次采摘。4輸送部分的設(shè)計(jì)4.1輸送原理本設(shè)計(jì)中輸送部分主要分為縱向輸送和橫向輸送。1.縱向輸送是由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力帶動(dòng)縱輸送主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)輸送帶帶動(dòng)縱輸送從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)并將將棉桃向后輸送。2.橫向輸送是由縱輸送主動(dòng)軸帶動(dòng)兩個(gè)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器與橫輸送主動(dòng)軸相連接從而改變輸送方向，最后由橫輸送主動(dòng)軸通過(guò)輸送帶帶動(dòng)橫輸送從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，將棉桃向中間集中，最后兩邊的橫輸送裝置輸送的棉桃都通過(guò)縱向輸送帶向后輸送。傳動(dòng)圖如圖4-1所示：圖4-1采摘輸送系統(tǒng)傳動(dòng)圖4.2V帶及帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)棉桃收獲機(jī)的傳動(dòng)要求，可選取采摘裝置中間軸和驅(qū)動(dòng)軸之間用帶傳動(dòng)方式傳動(dòng)[21]。因?yàn)樵谑斋@機(jī)的工作過(guò)程中，傳動(dòng)帶是一個(gè)撓性件，它具有彈性、能緩和沖擊、吸收震動(dòng)，可以使棉桃收獲機(jī)達(dá)到工作平穩(wěn)，噪音小的效果。在傳動(dòng)過(guò)程中帶與帶輪之間靠摩擦傳動(dòng)，因此有時(shí)可能導(dǎo)致兩者的相對(duì)滑動(dòng)，使傳動(dòng)比不精確但不會(huì)影響棉桃收獲機(jī)的正常工作并且能夠起到過(guò)載保護(hù)的作用。帶及帶輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本底、容易維修和保養(yǎng)、便于安裝，所以中間軸與滾筒驅(qū)動(dòng)軸之間選用帶與帶輪的傳動(dòng)。帶和帶輪的選擇需要考慮它的傳動(dòng)參數(shù)。來(lái)確定帶的類(lèi)型、型號(hào)、長(zhǎng)度和根數(shù)和帶輪的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸（輪寬、直徑、槽數(shù)及槽的尺寸等），傳動(dòng)中心距（安裝尺寸），帶輪作用在軸上的壓力。按照工作原理的不同傳動(dòng)帶類(lèi)型可分為摩擦型帶傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)。在摩擦型帶傳動(dòng)中，根據(jù)傳動(dòng)帶的橫截面積形狀的不同，還可細(xì)分為平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。一般農(nóng)用機(jī)械常用V帶傳動(dòng)。V帶的橫截面呈等腰梯形，傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪轂接觸，槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶窗洞允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以使其得到了廣泛的應(yīng)用。因此本次設(shè)計(jì)采用V帶傳動(dòng)。以下主要針對(duì)采摘裝置的要求計(jì)算其V帶。確定計(jì)算功率計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件而確定的，根據(jù)所查資料可得發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為80kw，轉(zhuǎn)速為2200r/min，再根據(jù)各部分傳動(dòng)比可以計(jì)算出到傳遞的功率P=4.1kw,再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7查得工作情況系數(shù)，故=1.14.1=4.51（kw）（2）選擇V帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，小帶輪轉(zhuǎn)速=197r/min,經(jīng)查表，初選V帶帶型為B型。（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)V帶的帶型，經(jīng)查表，小帶輪的基準(zhǔn)直徑=200mm.2）驗(yàn)算帶速v 根據(jù)公式==5.65(m/s)因?yàn)?m/s<v<30m/s,故帶速合適。3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑由=i=1.5200=300mm（4）確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度1)根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合公式0.7（+）2（+），初定中心距為600mm2)計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)2+（+）+=由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度3)計(jì)算實(shí)際中心距a及其變動(dòng)范圍傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為a+=600+=586mm考慮到帶輪的制造誤差、帶長(zhǎng)誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，常給出中心距的變動(dòng)范圍=a-0.015=586-0.0151800=559mm=a+0.03=586+0.031800=640mm即中心距的變化范圍為。（5）驗(yàn)算小帶輪的包角由公式=-（-）=（6）計(jì)算帶的根數(shù)z1）計(jì)算單根V帶的額定功率由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4a得。根據(jù)和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4b得。查表8-5得，表8-2得，于是2）計(jì)算V帶的根數(shù)zz===2.6取3根。（7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。（8）計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為由于皮帶和鏈傳動(dòng)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、調(diào)節(jié)和安裝比較容易的特點(diǎn)，且農(nóng)用機(jī)械要求較低成本和適應(yīng)較惡劣工作環(huán)境，帶式輸送機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸能力大,而工作阻力小,耗電量低,約為刮板輸送機(jī)耗電量的1/3--1/5。因在運(yùn)輸過(guò)程中物料與輸送帶一起移動(dòng),故磨損小,物料的破碎性小。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,既節(jié)省設(shè)備,又節(jié)省人力,故廣泛應(yīng)用于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多工業(yè)部門(mén)。國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐證明,帶式輸送機(jī)無(wú)論在運(yùn)送能力方面,還是在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面,都是一種較先進(jìn)的運(yùn)送設(shè)備。所以傳動(dòng)系統(tǒng)均采用帶傳動(dòng)。要求皮帶的安裝位置要準(zhǔn)確，偏差不應(yīng)超過(guò)3mm，皮帶安裝不應(yīng)打滑，在皮帶運(yùn)動(dòng)部位要有安全防護(hù)4.3軸承的設(shè)計(jì)4.3.1中間軸的軸承設(shè)計(jì)軸承是支撐主軸的直接部件，此軸承的選擇也是根據(jù)了軸的動(dòng)力、載荷、彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等，確定了滾動(dòng)軸承來(lái)支撐主軸，而且軸承是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，它有一定的規(guī)格尺寸的，每一個(gè)類(lèi)型的軸承都有不同的特征和用途。對(duì)于與帶輪的連接的用于動(dòng)力傳輸?shù)闹虚g軸軸的軸承的設(shè)計(jì)：中間軸的兩端小徑段為D=30mm,中間大段直徑D=35mm,在選擇軸承時(shí)候，選用（0）2系列型號(hào)為6206的深溝球軸承，其尺寸參數(shù)為：外徑為D=62mm,寬B=16mm,=1；其安裝尺寸為：=36，=56，=1，基本額定動(dòng)載荷=19.5，基本額定靜載荷為=11.5[22].與其相對(duì)應(yīng)的軸承座選用型號(hào)為SN206，其尺寸參數(shù)為A=82，總寬度=52,H=50,=22，總長(zhǎng)度L=185mm，J=150,N=20,=15[22].4.3.2滾筒中間軸的軸承設(shè)計(jì)軸的軸徑為D=40mm，選取深溝球軸承，軸承型號(hào)為6008，其尺寸參數(shù)為：外徑為D=68mm,寬B=15mm,=1；其安裝尺寸為：=46mm,=62mm,=1mm,基本額定動(dòng)載荷=17kN,基本額定靜載荷為=11.8kN.與其相對(duì)應(yīng)的軸承座選用型號(hào)為SN208,其尺寸參數(shù)為A=92，總寬度=60,H=60,=25，總長(zhǎng)度L=205mm，J=170,N=20,=15.4.4軸承的校核校核滾筒中間軸的一對(duì)軸承設(shè)計(jì)選深溝球軸承，型號(hào)6008，查手冊(cè)表6—1得（1）計(jì)算軸的徑向力由帶輪壓軸力，得出作用在兩軸承上的力分別為，（2）計(jì)算軸的軸向力軸承的計(jì)算軸向力和e=0.4,進(jìn)行估算按式13—11得：按表13—5，進(jìn)行插值計(jì)算得：，再計(jì)算兩次計(jì)算的值相差不大，因此確定，（3）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和。因?yàn)椋杀?3—5分別進(jìn)行查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承1，對(duì)軸承2，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13—6，，取則：（4）驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿(mǎn)足壽命要求。4.5軸承座的選擇的設(shè)計(jì)軸承座主要作用是支撐軸，防止軸應(yīng)傳動(dòng)過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生震動(dòng)，避免因過(guò)量變形而影響工作進(jìn)行和軸的使用壽命。此棉桃收獲機(jī)選用的軸承比較輕便，本設(shè)計(jì)中所用的軸承座型號(hào)可以在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查到，型號(hào)分別為SN206、SN208等。4.6連接零件的選擇和計(jì)算本機(jī)采用的連接多為螺紋連接和鍵連接，螺紋連接用在鋼板和機(jī)架連接以及軸承座的固定。鍵連接用在錐齒輪輪和帶輪。焊接在這里主要是連接方鋼。4.6.1螺紋連接應(yīng)用在棉桃收獲機(jī)上的螺栓是機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)件,螺栓的選擇可以根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取.在本棉桃收獲機(jī)上選擇的螺栓為:公稱(chēng)直徑為M8,長(zhǎng)度為八厘米和五厘米,棉桃收獲機(jī)應(yīng)用的螺栓是起連接作用,在機(jī)體的上蓋和機(jī)架應(yīng)用螺栓連接,在電動(dòng)機(jī)和機(jī)體之間也同樣用螺栓連接,而且,應(yīng)用公稱(chēng)直徑為M8的螺栓,就可以滿(mǎn)足棉桃收獲機(jī)的動(dòng)力需要。（1)對(duì)于鋼板與機(jī)架的連接采用普通螺紋連接的選擇計(jì)算：螺栓的公稱(chēng)直徑為M10，選用第一系列螺紋連接，基本尺寸為螺距P=1mm，=9.350mm，小徑=8.917.螺栓的各項(xiàng)尺寸如下，螺紋參考長(zhǎng)度為b=26mm，因?yàn)槁菟ǖ目傞L(zhǎng)度小于125mm，這是由機(jī)架方鋼的寬度決定的。螺栓頸長(zhǎng)為a=4.5mm，=0.6mm，=0.15mm,=14.6,螺栓頭e=17.77，螺栓頭厚度k=6.4，圓角r=0.4，螺栓頭s=16mm，螺栓的長(zhǎng)定為l=75.76mm，其技術(shù)條件為，螺栓材料必須為鋼，力學(xué)性能等級(jí)為8.8級(jí)，螺紋公差為6g,表面處理為氧化獲鍍鋅鈍化。螺母也為M10，其尺寸參數(shù)為e=17.77，=16,=15.73,=0.6,=14.6.與螺母對(duì)應(yīng)的墊圈為平墊圈，其型號(hào)為GB/T848-2002.這種型號(hào)的平墊圈內(nèi)徑=10.5mm，外徑=18mm，厚度h=1.6mm.（2)對(duì)于軸承座的固定也采用普通螺栓連接的選擇計(jì)算：螺栓的公稱(chēng)直徑為M12，選用第一系列螺紋連接，其基本尺寸為螺距P=1mm，=11.350mm，小徑=10.917.螺栓的各