采煤机牵引部传动系统动态特性研究

摘要

由于采煤机复杂、恶劣的工作环境及煤岩的不同性质，导致采煤机牵引部传动系统经常受到冲击载荷作用，使牵引部减速组件产生扭转振动。对于满足静强度要求的传动系统而言，当振动频率在传动系统的固有频率附近或与其重合时，传动系统会产生较大的扭转振幅，由此而引起的动态应力要超出静态工作应力许多。致使一些关键部件在工作中常常出现因受冲击而损坏。 为了改善采煤机牵引部传动系统的动态特性，本文首先利用传递矩阵法建立了采煤机牵引部传动系统的扭转振动模型，使用MATLAB软件编制程序，得出了该传动系统各阶固有频率及前两阶固有频率所对应的主振型、弹性原件的势能分布率及模态柔度。 另外本文应用ADAMS软件对该传动系统进行了建模，并施加脉冲负载、正弦负载对采煤机牵引部传动系统进行了动态特性仿真分析，绘制了各弹性元件的势能曲线，找出了三个势能最大的弹性环节。之后，利用ADAMS软件的参数化优化设计功能将三个弹性环节的扭转刚度进行了优化，并利用优化后的数据对上述ADAMS模型进行了动态分析验证。经验证，优化后系统中各弹性元件的弹性势能分布比优化前更加均匀，并且各个弹性环节的弹性势能值有了很大程度的降低。优化的结果对提高采煤机牵引部传动系统的扭转动态特性提供了一定的理论依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的提出

1.1.1采煤机介绍

1.1.2采煤机牵引部的负载

1.1.3采煤机所受到的冲击和振动

1.2论文主要研究的内容

第二章采煤机牵引部传动系统扭转振动模型的建立

2.1轴系传递矩阵法

2.1.1单支当量扭振系统传递矩阵法的建模理论

2.1.2传递矩阵法的分析理论

2.2采煤机牵引部传动系统扭转振动模型

2.2.1采煤机牵引部传动系统的结构

2.2.2采煤机牵引部传动系统元件转动惯量和扭转刚度的计算

2.2.3采煤机牵引部传动系统总传递矩阵

第三章采煤机牵引部传动系统扭振固有特性分析

3.1传动系统的扭转振动固有频率及主振型

3.2传动系统势能分布率及模态柔度

第四章基于ADAMS的采煤机牵引部传动系统动态特性分析

4.1ADAMS介绍

4.2 ADAMS中扭振模型的建立

4.3采煤机牵引部负载范围估算

4.4牵引电动机输出扭矩

4.5负载转矩的施加及传动系统动态特性分析

4.5.1负载为脉冲信号

4.5.2负载为正弦信号

第五章采煤机牵引部传动系统动态特性优化

5.1优化模型

5.1.1优化目标

5.1.2优化参数

5.1.3优化数学模型

5.2 ADAMS中系统扭转模型结构优化

5.2.1ADAMS的参数化分析及其优化分析介绍

5.2.2优化模型的建立

5.2.3模型的优化设置

5.2.4优化

5.3优化结果分析

第六章结论

6.1本文结论

6.2课题的展望

参考文献

附录1

附录2

附录3

致谢

攻读硕士学位期间所发表的论文