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棉花是我国的主要经济作物之一,在农业生产中占有重要地位。河北省是我国重要的棉花产地之一,但近些年,由于生产中机械化程度偏低,劳动力成本不断增加,植棉经济效益不高,导致河北省棉花种植面积呈现下降趋势。针对以上问题,遵照河北省棉花种植农艺要求,研制既符合本地棉花品种种植需要、又满足机械化棉花采摘要求、能够一次完成耕整、施肥、播种、喷药、埋设滴灌管及铺膜等作业的棉花旋播机,将有助于实现河北省棉花生产全程机械化的目标,提升棉花生产机械化程度,节省劳动成本,为河北省棉花生产的现代化提供技术支持。 本文调研了河北省主要棉区的棉花种植农艺技术特征,根据本地自然气候特点和机采棉种植农艺要求,提出了河北省棉花种植多功能联合作业旋播机技术要求。按照此技术要求,确定了整机结构和关键参数:在棉花旋播机技术要求和测出的机采棉种子物理参数的基础上,设计了一种双行错位窝眼轮式排种器,通过对排种过程的力学分析,确定了排种轮转速范围为0~0.1617m/s,得出了各零部件之间的理论装配尺寸,并汁算了其关键部件的参数;按照设计参数,利用AutoDesk Inventor Profession软件创建了排种装置三维实体模型,结合约束条件和驱动条件对排种过程做了运动仿真,验证了双行错位排种器参数设计的合理性。利用参数化草图布局设计方法创建了机架,并借助有限元方法分析校核了其结构强度,优化了其结构参数。通过动力学和静力学计算分析,确定了开沟器类型,优化了关键参数,找出了满足开沟要求的强度高、重量小的开沟器最佳结构尺寸。结合种子、肥料和除草剂的物料特性,确定了种箱、肥箱和药箱的外形尺寸及容量。通过分析计算,对地轮、覆土装置及滴灌装置进行了结构设计。最后,利用AIP软件建立了棉花旋播机整机样机模型,对其关键部件做了干涉检查,未发现有干涉现象后,生成了全套棉花旋播机二维工程图,指导试制样机。 对棉花旋播机样机进行田间试验,试验数据得出:排种器播种深度及穴距一致性良好,双粒数82.8%,三粒率9.6%,多粒率2%,单粒率4.4%,空穴率1.2%;地轮滑移率为2.635%,旋耕机播深、稳定性以及地膜宽度、破损程度均满足试验标准要求,整机作业性能稳定可靠,表明该设计方案达到相应技术标准,满足实际生产所需的性能要求。