采煤机行走部齿销啮合机理的研究

摘要

随着釆煤机功率的不断提高，为了满足釆煤机工作时的高可靠性，采煤行业对牵引机构的使用提出了新的要求。但是，目前该机构中牵引齿轮与销轨上销排的啮合过程并不符合共轭曲面相互啮合的原理，这就导致了采煤机在行走过程中滑动摩擦力很大，接触面磨损快，严重影响了牵引机构的使用寿命。为了提高牵引机构的使用寿命，对该机构的啮合机理进行研究具有重要意义。本文针对采煤机行走部牵引齿轮—销排牵引机构齿廓非共轭啮合导致机构磨损严重的问题，重点研究了两套可实现机构齿廓共轭啮合的改进方案：以渐开线牵引齿轮齿廓推导共轭销排齿廓来设计牵引机构；以圆柱销排齿廓推导共轭啮合牵引齿轮齿廓来设计牵引机构。同时，建立了采煤机行走部牵引机构磨损量的计算模型，对两套牵引机构的磨损量进行了对比分析，为建立采煤机行走部牵引机构磨损性能的评价标准提供了理论参考。
　　本研究主要内容包括：①运用齿轮啮合原理推导了与渐开线牵引齿轮共轭啮合的销排齿廓，并在此基础上完成了该新型牵引机构的参数设计与仿真分析，证明了与渐开线牵引齿轮共轭啮合的销排齿廓曲线的存在性。②运用齿轮啮合原理推导了与圆柱销排齿廓共轭啮合的牵引齿轮齿廓，并在此基础上完成了该新型牵引机构的参数设计与仿真分析，证明了与圆柱销排齿廓共轭啮合的牵引齿轮齿廓的存在性。③运用摩擦学中无量纲磨损量计算公式，建立了采煤机行走部牵引机构磨损量的计算模型，并研究了影响牵引机构磨损量的因素；通过对计算模型的简化，完成了两套牵引机构牵引齿轮齿廓磨损量的计算并生成了相应的磨损曲线。④通过对两套新型牵引机构牵引齿轮齿廓磨损曲线的分析，得出了两套新型牵引机构牵引齿轮齿廓耐磨性能的优劣以及影响两套牵引机构牵引齿轮齿廓磨损性能的主要因素。

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1 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 采煤机概述

1.3 采煤机行走部齿销牵引机构概述

1.4摩擦副磨损的研究现状

1.5 本文研究内容

2 渐开线牵引齿轮齿廓推导共轭销排齿廓的牵引机构研究

2.1 引言

2.2 坐标变换矩阵

2.3 共轭销排齿廓方程

2.4 机构参数设计计算和强度校核

2.5 销排齿廓曲线仿真

2.6 本章小结

3 圆柱销排齿廓推导共轭牵引齿轮齿廓的牵引机构研究

3.1 引言

3.2 坐标变换矩阵

3.3 共轭牵引齿轮齿廓方程

3.4 机构参数设计计算和强度校核

3.5 牵引齿轮齿廓包络仿真

3.6 本章小结

4 牵引机构磨损量计算模型

4.1 引言

4.2 磨损计算理论简介

4.3 机构磨损量计算模型

4.4 模型相关参数的计算方法

4.5 本章小结

5 牵引机构磨损量计算的方法与结果分析

5.1 引言

5.2 牵引机构磨损量计算方法

5.3 两套牵引机构牵引齿轮耐磨性能分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

B 论文中齿廓曲线的求解程序