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刮板输送机链轮链条啮合特性仿真研究

郭忠  
【摘要】:刮板输送机是煤矿井下工作面综采设备中最关键的输送设备,传动系统是刮板输送机最主要的一个子系统,链轮传动系统是刮板输送机传动系统中最重要的组成部。分链轮链条啮合问题是链轮传动系统的核心问题。 本文运用多体动力学理论,从运动学和动力学出发,利用计算机辅助仿真分析软件,对链轮链条间的啮合和传动过程进行了仿真分析,进而研究了链轮、链条的啮合特性和规律,为链轮传动系统优化设计提供理论依据。主要完成以下几个方面的研究内容: (1)对链轮、链条啮合特性仿真研究所采用的多体系统动力学理论发展和现状、多体系统动力学建模、求解,以及复杂形状表面之间的接触问题等关键技术进行了分。析 (2)在对链轮传动系统工作原理及机械结构分析的基础上,根据仿真分析需要,对链轮传动系统和实体模型进行了简化和总体建模。并对动力学模型中的接触表面离散化、模型的拓扑构型和模型的参数设置等进行了研究。 (3)根据链轮传动系统性能分析实际需求,制定了链轮、链条啮合特性仿真分析方案,建立了动力学分析模型。运用多体系统动力学的基本理论,利用三维设计软件Pro/E和多体动力学分析软件SimPack,对链轮、链条在不同工况下的啮合过程进行了运动学和动力学仿真。对链轮、链条啮合的动力学特性和规律进行了研究,给出了链轮、链条啮合动力学变化曲线、动画演示和仿真结论,为链轮传动系统的优化奠定了基础。 (4)根据系统运动学和动力学仿真结果,提出了在使用与维护过程中对链条进行测长配对、预张紧和检测尺寸等的系统优化建议。 本课题的研究,对提高链轮传动系统的可靠性和稳定性,降低产品运行事故和试验成本、提高产品研发效率和设计质量、增加经济效益具有重要的现实意义。


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