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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。