采煤機(jī)搖臂傳動系統(tǒng)動態(tài)特性分析.pdf

1、煤炭是我國的主體能源，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位。采煤機(jī)作為現(xiàn)代化礦井安全、高效生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備，正受到越來越多的關(guān)注。滾筒式采煤機(jī)作為煤礦井下綜采關(guān)鍵設(shè)備，截割部負(fù)載對采煤機(jī)的沖擊是經(jīng)過搖臂傳動系統(tǒng)傳遞的。針對搖臂齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)特性分析研究，對提高采煤機(jī)的壽命和可靠性，實(shí)現(xiàn)煤炭開采的高產(chǎn)高效有重要意義。本文以采煤機(jī)搖臂傳動系統(tǒng)為研究對象，基于振動理論，模態(tài)理論，參數(shù)化建模，虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元分析，對其進(jìn)行動力學(xué)特性

2、研究。
　　根據(jù)機(jī)械振動理論，在對行星齒輪運(yùn)動分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用集中參數(shù)法，建立搖臂傳動系統(tǒng)復(fù)合行星齒輪純扭轉(zhuǎn)動力學(xué)模型。采用能量法原理計(jì)算了齒輪的時變嚙合剛度。運(yùn)用傅里葉級數(shù)法，對行星齒輪動力學(xué)方程組進(jìn)行求解，計(jì)算了各個齒輪的動響應(yīng)，同時計(jì)算了齒輪副的動態(tài)嚙合力，結(jié)果表明：齒輪的振動很小，滿足設(shè)計(jì)要求。
　　根據(jù)復(fù)合行星齒輪的動力學(xué)方程組（將之先簡化成無阻尼振動方程），對其固有特性進(jìn)行分析，同時應(yīng)用ADAMS驗(yàn)證復(fù)合行星輪

3、的固有頻率。研究設(shè)計(jì)參數(shù)對固有頻率的影響，并計(jì)算固有特性對各個參數(shù)對的敏感度，為在設(shè)計(jì)階段預(yù)測齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)特性提供理論依據(jù)。
　　應(yīng)用Pro/E軟件，根據(jù)漸開線齒輪的形成原理，建立漸開線變位齒輪參數(shù)化模型，并進(jìn)行虛擬裝配，建立搖臂傳動系統(tǒng)三維模型。基于多體動力學(xué)理論和虛擬樣機(jī)技術(shù)，采用ADAMS建立采煤機(jī)搖臂傳動系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型。針對采煤機(jī)搖臂傳動系統(tǒng)的負(fù)載特殊性，對其進(jìn)行恒扭矩動力學(xué)分析：分析各個構(gòu)件的運(yùn)動特性，復(fù)合行

4、星齒輪各個構(gòu)件的振動特性，復(fù)合行星齒輪內(nèi)外嚙合副的動態(tài)嚙合力。并將仿真結(jié)果和理論計(jì)算相比，二者之間基本吻合。
　　最后應(yīng)用ANSYS軟件，對搖臂傳動系統(tǒng)復(fù)合型行星齒輪進(jìn)行靜力學(xué)有限元分析，計(jì)算了各級行星齒輪內(nèi)外嚙合副的最大應(yīng)力值，并與材料的許用值進(jìn)行比較表明材料能夠滿足設(shè)計(jì)要求。同時應(yīng)用ANSYS對搖臂殼體進(jìn)行模態(tài)分析，得到系統(tǒng)的前10階固有頻率和振型以及搖臂的最大變形位置，分析表明：搖臂的激振頻率遠(yuǎn)離其固有頻率，材料滿足其強(qiáng)度要