【摘要】：齒輪傳動是采煤機截割部動力傳遞的關(guān)鍵組件,其性能決定整機的工作效率和使用壽命。由于薄煤層采煤機結(jié)構(gòu)緊湊、采煤空間狹小、工況惡劣、受到各種沖擊載荷,同時齒輪在工作中單、雙齒交替嚙合所引起嚙合剛度的變化以及扭矩軸和電機特性等影響,使截割部齒輪傳動部分在工作過程中產(chǎn)生較大的沖擊載荷作用,對齒輪傳動性能產(chǎn)生較大影響。對齒輪傳動進行動態(tài)分析可以較為全面地反映齒輪在傳動過程中的動態(tài)特性。針對某型號雙電機驅(qū)動薄煤層采煤機截割部齒輪傳動進行實體建模,在施加恒定扭矩條件進行動力學(xué)仿真分析,主要內(nèi)容如下:首先,利用UG建立了薄煤層采煤機截割部各部分齒輪和扭矩軸三維實體模型,并對其進行虛擬裝配和干涉檢驗。其次,針對制造和安裝誤差等原因,各齒輪之間的中心距會存在偏差,而中心距安裝偏差對傳動機構(gòu)有一定的載荷波動影響。著重對雙電機驅(qū)動承受最大理論負(fù)載的三軸和四軸齒輪進行研究,通過對三軸和四軸齒輪存在中心距偏差時進行動力學(xué)仿真分析,得到各齒輪受到載荷的波動率與中心距偏差成先減小后增大的關(guān)系。中心距安裝誤差在041.0021.0175+-mm范圍內(nèi)波動比較小,而偏差超過后波動較大。再次,針對制造誤差等原因使得兩電機的輸出特性不完全一致這一現(xiàn)實進行分析。研究表明,當(dāng)電機存在轉(zhuǎn)速差時對傳動系統(tǒng)產(chǎn)生拍振的作用,進而加重嚙合沖擊。利用ADAMS對齒輪傳動進行動力學(xué)分析,得到1、2軸齒輪載荷波動值較大,且隨著轉(zhuǎn)速差的增大而逐漸增大,兩電機的轉(zhuǎn)速差不宜超過5 r/min。當(dāng)電動機存在轉(zhuǎn)速差時,轉(zhuǎn)速低的電機安裝在1軸上,轉(zhuǎn)速高的電動機安裝在3軸上,這樣各齒輪受到的載荷、振動相對較小。最后,針對電機扭矩軸和中間過渡扭矩軸剛度大小影響各齒輪受到載荷波動的問題。分別通過考慮電機扭矩軸和中間過渡扭矩軸的剛度,利用ADAMS對薄煤層采煤機截割部齒輪傳動部分進行動力學(xué)仿真分析。在電機扭矩軸和中間過渡扭矩軸長度不變的情況下,得到直徑分別為39~41 mm、42~44 mm時,薄煤層采煤機截割部齒輪傳動比較平穩(wěn)、振動相對較小、綜合性能比較好。另外,針對末級行星機構(gòu)傳動軸的剛度對行星傳動進行動力學(xué)仿真分析,得到傳動軸的外徑為80~82 mm,內(nèi)徑為35 mm時,行星機構(gòu)中各齒輪之間的嚙合力波動比較小、振動較小。
[Abstract]:Gear transmission is the key component of power transmission in cutting part of shearer. Its performance determines the working efficiency and service life of the whole machine. Because of the compact structure of thin coal seam shearer, narrow coal mining space, bad working conditions and various impact loads, at the same time, the change of meshing stiffness caused by single and double teeth alternately meshing gears, as well as the characteristics of torque shaft and motor, etc. The cutting part of the gear drive has a great impact load in the working process, which has a great impact on the transmission performance of the gear. Dynamic analysis of gear transmission can fully reflect the dynamic characteristics of gear in the process of transmission. Aiming at a certain type of double motor driven thin coal seam shearer cutting gear drive, the solid modeling is carried out, and the dynamic simulation analysis is carried out under the condition of constant torque. The main contents are as follows: first, Three dimensional solid model of gear and torque axis of cutting part of thin coal seam shearer is established by UG, and virtual assembly and interference test are carried out. Secondly, in view of the manufacturing and installation error, the center distance between the gears will be deviated, and the center distance installation deviation will have a certain impact on the load fluctuation of the transmission mechanism. This paper focuses on the study of the three-axis and four-axis gears which are driven by the double motor under the maximum theoretical load. The dynamic simulation analysis is carried out on the three-axis and four-axis gears when there is the center distance deviation. The relation between the fluctuation rate of each gear under load and the deviation of center distance is obtained, which decreases first and then increases. The center distance installation error in the range of 041.0021.0175-mm is relatively small, but after the deviation exceeds, the fluctuation is larger. Thirdly, this paper analyzes the fact that the output characteristics of the two motors are not completely consistent due to the manufacturing errors. The results show that the motor has the effect of striking vibration when the speed difference of the motor exists, and then the meshing impact is aggravated. The dynamic analysis of gear transmission by ADAMS shows that the load fluctuation value of the gear with one shaft and two shafts is large and increases gradually with the increase of rotational speed difference, and the difference between the two motors should not exceed 5 r / min. When the speed difference of the motor exists, the motor with low speed is installed on the 1 axis and the motor with high speed is installed on the 3 axis, so the load on each gear is relatively small. Finally, the stiffness of the motor torque shaft and the intermediate transition torque shaft affects the load fluctuation of each gear. By considering the stiffness of motor torque shaft and intermediate transition torque shaft, the dynamic simulation analysis of the gear transmission part of the cutting part of the thin coal seam shearer is carried out by using ADAMS. Under the condition of constant length of motor torque shaft and intermediate transition torque shaft, when the diameter is 39 ~ 41 mm,42~44 mm, the gear drive of cutting part of thin coal seam shearer is stable, the vibration is relatively small, and the comprehensive performance is better. In addition, according to the stiffness of the drive shaft of the final planetary mechanism, the dynamic simulation analysis of the planetary transmission is carried out. When the outer diameter of the drive shaft is 80 ~ 82 mm, and the inner diameter is 35 mm, the meshing force between the gears in the planetary mechanism is relatively small and the vibration is small.
【學(xué)位授予單位】：黑龍江科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD421.63

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本文編號：2263260