新疆是我国最大的棉花生产基地,棉花产业已经成为新疆最重要经济支柱,在新疆国民经济中具有举足轻重的战略地位。近年来,新疆棉花产量基本保持在全国棉花总产量的1/3和世界棉花总产量的8%。在棉花的收获加工过程中,机采棉技术的应用已经趋近成熟,而棉花的装卸成为棉花机械化成产和加工的瓶颈。为了节省人力,降低成本,提高棉花生产和加工的生产率,本课题在借鉴前人经验的基础上设计用于抓取棉花的抓斗。参考码头装载散货的抓斗,本文提出了液压抓斗的设计方案。根据棉花的特性,确定了籽棉装载机的总体设计方案,并进行抓斗及悬臂各部件主要尺度参数的设计,运用Pro/E软件的建立籽棉装载机的虚拟样机模型,并进行虚拟样机的干涉检验。通过严密的数学推理计算,详细地分析了抓斗的切入阻力、推压阻力、摩擦阻力、齿杆插入阻力以及悬臂的受力。为籽棉抓斗的虚拟仿真实验以及悬臂的优化提供了理论依据。使用ADAMS软件对籽棉抓斗虚拟样机进行动态仿真和运动学、动力学分析得到抓斗张开角度的变化曲线图、液压缸行程曲线图、抓斗抓取轨迹曲线图以及液压缸受力曲线图。通过对籽棉抓斗举升机构进行优化,得到最优举升位置参数,优化后最大举升力和起始举升力值油压波动系数分别下降了10.34%、7.22%。、24.7%。通过优化,其优化效果明显,完全符合设计要求。建立了悬臂和抓斗的静力学计算模型,并分别进行了静力学计算,通过建模、加载、结算以及后处理分别获得了危险工况下悬臂及抓斗的受力结果及变形结果,并对其进行强度校核,确保机构的可靠性以及系统的安全性。通过本文的研究工作,设计出了可用于抓取棉花的机具设备,并进行了结构上的改进,能够满足生产的需要。本文的理论数学模型为以后的研究工作提供了基础。