我国是一个棉花种植大国，黄河三角洲地区作为重要的产棉区之一，棉花在该地区的农业经济中占有重要地位。近年来随着国内劳动力成本的急剧增长，严重影响了黄三角地区棉农种植的积极性，实现棉花生产的全程机械化特别是采棉机械化刻不容缓。西方发达国家棉花收获的机械化水平很高，机型种类也较多，国内生产的棉花收获机的核心部件都需从国外进口，为此，要对现有机型进行理论分析，掌握其工作机理和运动规律，并在此基础上进行优化设计和改进。本文主要是在现有的水平摘锭式棉花收获机的基础上，采用虚拟样机技术，对采棉头及其核心部件采棉滚筒的结构参数和运动规律进行理论分析，找到可进行改进和优化设计的关键点，为设计和制造适合黄河三角洲地区的棉花收获机提供了理论基础。本文首先分析了黄河三角洲地区棉花种类的生长特性，从棉花植株的角度对棉花收获机的特点进行分析，然后比较分析了现有机型结构的优缺点，确定了采棉方式为水平摘锭式，对双采棉滚筒式采棉头的总体结构布局进行了设计，并研究分析了采棉头的主要部件采棉滚筒、脱棉盘和分禾装置的结构，对采棉头的传动方案和传动路线进行了分析，找到了可优化和改进的关键部件和关键点。本文应用UG软件对水平摘锭式采棉滚筒进行了三维实体建模与运动仿真，通过仿真分析和计算，找到了锭管曲拐在凸轮曲线作用下的运动规律，对摘锭的运动规律和受力进行了理论分析，得出了达到最佳采棉效果时机器前进速度、采棉滚筒半径和滚筒转速之间应满足的关系，为各部件的设计和改进提供了参考。本文应用ANSYS软件，对采棉滚筒的核心部件摘锭进行了模态分析和静力分析。结果表明摘锭在材料的选择和外形的设计上完全能够满足正常工作的要求，从理论上证明了摘锭正常工作时不会发生共振现象，摘锭在正常采棉和脱棉过程中的变形很小，更不会发生断裂现象，为摘锭的设计和制造提供了理论基础。