采煤機(jī)截割部搖臂及內(nèi)部高速端直齒輪有限元分析.pdf

1、搖臂作為采煤機(jī)截割部的主要組成部分，首先為其內(nèi)部的傳動(dòng)系統(tǒng)提供支撐與保護(hù)，同時(shí)起到帶動(dòng)螺旋滾筒進(jìn)行截割的作用，其承受著由螺旋滾筒傳遞的載荷。同時(shí)搖臂內(nèi)部齒輪系統(tǒng)高速區(qū)即第一級直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其故障率占整個(gè)搖臂齒輪箱總體故障比率42％。所以，對搖臂殼體及其內(nèi)部高速端齒輪工作可靠性和動(dòng)態(tài)特性的分析變得非常重要。
　　本文以采煤機(jī)截割部搖臂及內(nèi)部高速端齒輪為研究對象，根據(jù)實(shí)際尺寸建立三維模型，結(jié)合Pro/E參數(shù)化建模、齒輪嚙合原理、接觸

2、分析理論、有限元分析理論，完成有限元分析，本文主要進(jìn)行的工作如下:
　　(1)通過研究采煤機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理，確定截割部搖臂及內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)高速端齒輪為研究對象，應(yīng)用Pro/E實(shí)現(xiàn)高速端直齒輪參數(shù)化精確建模，為ANSYS有限元分析提供精確模型。完成截割部搖臂殼體及其內(nèi)部直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)三維建模，完成裝配;
　　(2)利用ANSYS對高速端嚙合齒輪進(jìn)行有限元接觸分析，確定齒根彎曲應(yīng)力較大的齒輪為主動(dòng)齒輪，對主動(dòng)齒輪進(jìn)行齒根彎曲應(yīng)力分

3、析，與傳統(tǒng)理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了有限元分析的準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)的可靠性;
　　(3)分析了螺旋滾筒到搖臂殼體載荷傳遞過程，對搖臂殼體進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析，根據(jù)第四強(qiáng)度理論進(jìn)行評估，驗(yàn)證了搖臂殼體設(shè)計(jì)強(qiáng)度及剛度的可靠性，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù);
　　(4)研究搖臂殼體的固有特性，對殼體進(jìn)行自由模態(tài)及約束模態(tài)分析，根據(jù)固有頻率振型圖，判斷振動(dòng)影響較大的位置。對截割部電機(jī)，螺旋滾筒及內(nèi)部直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)特性分析，分析約束固有頻率