采煤机摇臂传动系统动态特性分析
本文关键词：采煤机摇臂传动系统动态特性分析 出处：《中国矿业大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：煤炭是我国的主体能源,在我国经济发展中具有重要的战略地位。采煤机作为现代化矿井安全、高效生产的主要机械设备,正受到越来越多的关注。滚筒式采煤机作为煤矿井下综采关键设备,截割部负载对采煤机的冲击是经过摇臂传动系统传递的。针对摇臂齿轮传动系统进行动力学特性分析研究,对提高采煤机的寿命和可靠性,实现煤炭开采的高产高效有重要意义。本文以采煤机摇臂传动系统为研究对象,基于振动理论,模态理论,参数化建模,虚拟样机技术和有限元分析,对其进行动力学特性研究。根据机械振动理论,在对行星齿轮运动分析的基础上,应用集中参数法,建立摇臂传动系统复合行星齿轮纯扭转动力学模型。采用能量法原理计算了齿轮的时变啮合刚度。运用傅里叶级数法,对行星齿轮动力学方程组进行求解,计算了各个齿轮的动响应,同时计算了齿轮副的动态啮合力,结果表明:齿轮的振动很小,满足设计要求。根据复合行星齿轮的动力学方程组(将之先简化成无阻尼振动方程),对其固有特性进行分析,同时应用ADAMS验证复合行星轮的固有频率。研究设计参数对固有频率的影响,并计算固有特性对各个参数对的敏感度,为在设计阶段预测齿轮传动系统的动力学特性提供理论依据。应用Pro/E软件,根据渐开线齿轮的形成原理,建立渐开线变位齿轮参数化模型,并进行虚拟装配,建立摇臂传动系统三维模型。基于多体动力学理论和虚拟样机技术,采用ADAMS建立采煤机摇臂传动系统动力学仿真模型。针对采煤机摇臂传动系统的负载特殊性,对其进行恒扭矩动力学分析:分析各个构件的运动特性,复合行星齿轮各个构件的振动特性,复合行星齿轮内外啮合副的动态啮合力。并将仿真结果和理论计算相比,二者之间基本吻合。最后应用ANSYS软件,对摇臂传动系统复合型行星齿轮进行静力学有限元分析,计算了各级行星齿轮内外啮合副的最大应力值,并与材料的许用值进行比较表明材料能够满足设计要求。同时应用ANSYS对摇臂壳体进行模态分析,得到系统的前10阶固有频率和振型以及摇臂的最大变形位置,分析表明:摇臂的激振频率远离其固有频率,材料满足其强度要求,摇臂可以正常工作。
[Abstract]:Based on the theory of vibration theory , modal theory , parametric modeling , virtual prototyping technology and finite element analysis , the dynamic characteristics of gear train are analyzed .
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD421.6
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，本文编号：1368263
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