采煤机永磁半直驱截割传动系统动态特性及可靠性研究
发布时间：2021-07-06 00:04
由于煤炭的开采环境恶劣,煤层结构复杂,而传统采煤机截割部传动系统的传动环节长,容易加剧齿轮的振动,导致传动失稳,在长期工作下易造成齿轮的疲劳破坏等问题,因而本课题尝试了对现有截割传动系统的改进,结合目前稀土永磁材料性能和电机驱动技术的发展,提出了永磁同步电机半直接驱动的截割部传动系统,并针对新系统工作的稳定性和可靠性问题,先后展开了温度效应下齿轮的动力学特性分析、混沌控制、截割负载模拟以及失效相关性下传动系统的动态可靠性评估。主要的研究内容包括:（1）鉴于采煤机极端的工作温度变化会引发轮齿热变形,间接影响齿轮的正常工作,以半直驱截割传动系统的第一级齿轮副为研究对象,分析齿轮的时变啮合刚度和温度变化下齿厚及齿侧间隙的变化,结合啮合阻尼、支承刚度和支承阻尼等因素的耦合作用,建立齿轮副的四自由度扭振动力学模型,并对齿轮系统参数作无量纲化处理,采用龙格库塔法对系统模型进行数值仿真,进而分析系统在不同频率和温度下的动态特性,另外根据齿轮副的动态传递误差,研究不同条件下齿轮的啮合状态;针对系统产生的混沌状态,通过施加外部周期共振激励,对温度效应下系统的不稳定运动实现了有效的控制。（2）针对煤炭截割...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究意义
1.3 国内外研究现状
1.4 目前存在的问题
1.5 主要研究内容
2 温度效应下齿轮副动力学分析
2.1 齿轮扭振动力学模型
2.2 齿轮动力学特性分析
2.3 齿轮传动系统混沌控制
2.4 本章小结
3 截割部关键零部件动载荷及强度分析
3.1 传动系统外部激励分析
3.2 齿轮动载荷分析
3.3 齿轮动态应力统计分析
3.4 齿轮剩余强度分析
3.5 本章小结
4 截割传动系统动态可靠性分析
4.1 齿轮动态可靠性研究
4.2 可靠性的系统参数分析
4.3 失效相关下传动系统动态可靠性
4.4 本章小结
5 齿轮传动系统实验与仿真
5.1负载突变模拟实验
5.2 齿轮加载振动测试
5.3 齿轮副瞬态动力学仿真
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]双馈风电系统混沌运动分析及解耦自适应反步法控制[J]. 杨俊华,蔡浩然,邹子君,徐卫东,吴捷. 太阳能学报. 2019(12)
[2]基于ADAMS的双输入行星减速器刚柔耦合动力学分析[J]. 刘凯文,张庆. 机械制造与自动化. 2019(05)
[3]齿面磨损及轴承间隙对齿轮动力学的影响研究[J]. 王凯达,张瑞亮,王铁,周亚田,王飞. 机械传动. 2019(09)
[4]Vine Copula模型的失效动态相关机械系统可靠性分析[J]. 胡启国,周松. 机械科学与技术. 2018(08)
[5]矿用圆环链疲劳特性及可靠性研究[J]. 漆建平,刘混举. 煤炭技术. 2018(05)
[6]边缘牙齿形碟盘破碎煤岩的力学机理及其模型[J]. 刘春生,徐玉芸,李德根,袁昊. 煤炭学报. 2018(01)
[7]采煤机斜切进刀工况下截割阻力特性研究[J]. 李强,毛君. 机械设计. 2017(11)
[8]变载荷激励下齿轮传动系统齿根裂纹故障动力学特性分析[J]. 时培明,赵娜,梁凯,韩东颖. 机械强度. 2017(05)
[9]计及空间温度效应的齿轮系统动力学行为研究[J]. 卢少波,靳宗向,康学忠. 振动与冲击. 2017(12)
[10]基于最大Lyapunov指数的无刷双馈电机混沌现象分析[J]. 陈集思,杨俊华,林卓胜,吴捷. 电机与控制应用. 2016(05)
博士论文
[1]采煤机永磁半直驱截割传动系统动力学特性及扭振分析研究[D]. 盛连超.中国矿业大学 2019
[2]考虑温度因素的单级直齿圆柱齿轮系统动态特性研究[D]. 苟向锋.兰州交通大学 2016
[3]风力发电机齿轮传动系统随机振动分析及动力可靠性概率优化设计[D]. 陈会涛.重庆大学 2012
[4]随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D]. 周志刚.重庆大学 2012
[5]采煤机自适应截割关键技术研究[D]. 徐志鹏.中国矿业大学 2011
[6]采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学研究[D]. 刘送永.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]刮板输送机链传动系统可靠性设计方法研究[D]. 漆建平.太原理工大学 2018
[2]考虑失效相关的采煤机摇臂齿轮系统动态可靠性研究[D]. 林小燕.重庆大学 2017
[3]采煤机截割部传动系统负载模拟及强度分析[D]. 孟凡林.辽宁工程技术大学 2013
[4]齿轮热变形对其振动特征的影响研究[D]. 陈允睿.中国计量学院 2013
[5]采煤机负载特性及其对截割部可靠性影响研究[D]. 陈颖.辽宁工程技术大学 2011
[6]采煤机截割部动力学仿真[D]. 周娟利.西安科技大学 2009
[7]基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D]. 邢子坤.重庆大学 2007
[8]采煤机镐形齿滚筒载荷的计算机模拟[D]. 王洪英.辽宁工程技术大学 2002
本文编号：3267102
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题背景及研究意义
1.3 国内外研究现状
1.4 目前存在的问题
1.5 主要研究内容
2 温度效应下齿轮副动力学分析
2.1 齿轮扭振动力学模型
2.2 齿轮动力学特性分析
2.3 齿轮传动系统混沌控制
2.4 本章小结
3 截割部关键零部件动载荷及强度分析
3.1 传动系统外部激励分析
3.2 齿轮动载荷分析
3.3 齿轮动态应力统计分析
3.4 齿轮剩余强度分析
3.5 本章小结
4 截割传动系统动态可靠性分析
4.1 齿轮动态可靠性研究
4.2 可靠性的系统参数分析
4.3 失效相关下传动系统动态可靠性
4.4 本章小结
5 齿轮传动系统实验与仿真
5.1负载突变模拟实验
5.2 齿轮加载振动测试
5.3 齿轮副瞬态动力学仿真
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]双馈风电系统混沌运动分析及解耦自适应反步法控制[J]. 杨俊华,蔡浩然,邹子君,徐卫东,吴捷. 太阳能学报. 2019(12)
[2]基于ADAMS的双输入行星减速器刚柔耦合动力学分析[J]. 刘凯文,张庆. 机械制造与自动化. 2019(05)
[3]齿面磨损及轴承间隙对齿轮动力学的影响研究[J]. 王凯达,张瑞亮,王铁,周亚田,王飞. 机械传动. 2019(09)
[4]Vine Copula模型的失效动态相关机械系统可靠性分析[J]. 胡启国,周松. 机械科学与技术. 2018(08)
[5]矿用圆环链疲劳特性及可靠性研究[J]. 漆建平,刘混举. 煤炭技术. 2018(05)
[6]边缘牙齿形碟盘破碎煤岩的力学机理及其模型[J]. 刘春生,徐玉芸,李德根,袁昊. 煤炭学报. 2018(01)
[7]采煤机斜切进刀工况下截割阻力特性研究[J]. 李强,毛君. 机械设计. 2017(11)
[8]变载荷激励下齿轮传动系统齿根裂纹故障动力学特性分析[J]. 时培明,赵娜,梁凯,韩东颖. 机械强度. 2017(05)
[9]计及空间温度效应的齿轮系统动力学行为研究[J]. 卢少波,靳宗向,康学忠. 振动与冲击. 2017(12)
[10]基于最大Lyapunov指数的无刷双馈电机混沌现象分析[J]. 陈集思,杨俊华,林卓胜,吴捷. 电机与控制应用. 2016(05)
博士论文
[1]采煤机永磁半直驱截割传动系统动力学特性及扭振分析研究[D]. 盛连超.中国矿业大学 2019
[2]考虑温度因素的单级直齿圆柱齿轮系统动态特性研究[D]. 苟向锋.兰州交通大学 2016
[3]风力发电机齿轮传动系统随机振动分析及动力可靠性概率优化设计[D]. 陈会涛.重庆大学 2012
[4]随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D]. 周志刚.重庆大学 2012
[5]采煤机自适应截割关键技术研究[D]. 徐志鹏.中国矿业大学 2011
[6]采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学研究[D]. 刘送永.中国矿业大学 2009
硕士论文
[1]刮板输送机链传动系统可靠性设计方法研究[D]. 漆建平.太原理工大学 2018
[2]考虑失效相关的采煤机摇臂齿轮系统动态可靠性研究[D]. 林小燕.重庆大学 2017
[3]采煤机截割部传动系统负载模拟及强度分析[D]. 孟凡林.辽宁工程技术大学 2013
[4]齿轮热变形对其振动特征的影响研究[D]. 陈允睿.中国计量学院 2013
[5]采煤机负载特性及其对截割部可靠性影响研究[D]. 陈颖.辽宁工程技术大学 2011
[6]采煤机截割部动力学仿真[D]. 周娟利.西安科技大学 2009
[7]基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D]. 邢子坤.重庆大学 2007
[8]采煤机镐形齿滚筒载荷的计算机模拟[D]. 王洪英.辽宁工程技术大学 2002
本文编号：3267102
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