高速动力头齿轮副啮合特性分析及微观齿廓优化

基于Romax Designer建立由‘齿轮-轴-轴承-箱体’组成的高速动力头齿轮副啮合性能分析模型,从系统的角度开展啮合特性仿真分析、微观齿廓优化等。结果表明:由于系统变形、间隙、制造和加工误差使得齿轮副啮合性能较差;通过提出的轮齿优化方式和优化量可以有效改善轮齿载荷分布,降低啮合冲击,增强齿面抗胶合能力,提高动力头寿命。研究对松软煤层钻机用高速动力头的设计及动态特性优化具有重要指导意义。     

基于变形协调设计复合齿轮副啮合特性研究

由于设计、制造、加工、热变形及装配误差的存在,齿轮传动在啮合过程中不可避免地存在啮合间隙;基于变形协调设计原理,设计了金属橡胶复合齿轮副,运用有限元分析的方法对复合齿轮副在不同温度下的变形量、是否变形协调设计齿轮副动态啮合力进行仿真分析。仿真结果表明:在不同温度下,复合齿轮副变形不同,温度对复合副变形影响较大;变形协调设计可以减小齿轮副动态啮合力和改变振动峰值及对应的振动频率。该研究为复合齿轮副啮合特性改善、传动精度提高及振动噪声减小等方面提供理论依据及技术支撑。     

基于ADAMS的端面齿轮动力学仿真

端面齿轮传动精度要求高、传动误差小、振动噪声低。以某端面齿轮传动为研究对象,运用UG建立端面齿轮传动装配模型,保存为中间格式,导入仿真软件ADAMS中建立端面齿轮动力学仿真分析模型;对小端面齿轮速度、端面齿轮副动态啮合力及力矩进行仿真计算。仿真结果表明:端面齿轮速度呈现周期性变化;端面齿轮副动态啮合力和力矩呈现在某一中心值上下波动,且在某些部位波动较大。该研究为端面齿轮传动综合性能改善、振动噪声和冲击的减小等方面提供理论依据。     

全液压坑道钻机动力头齿轮副设计校核及有限元分析

动力头是全液压坑道钻机的关键部件,其性能直接影响钻机的施工效率和施工安全。齿轮副是动力头的核心零部件,其设计参数对动力头的工作效率具有重要影响。对齿轮副进行了设计,并进行了接触疲劳强度和弯曲疲劳强度校核;建立了齿轮副的有限元模型,分析了齿轮副的接触强度,结果表明齿轮副设计合理,但轮齿边缘存在应力集中,后续需进行轮齿修形研究。     

瓦斯抽放钻机动力头的设计及优化

介绍了瓦斯抽放钻机动力头液压卡盘的原理和传动齿轮系的设计;采用直接比较-比例方法来处理有约束遗传算法问题,并以体积最小为目标函数对动力头的传动齿轮系进行了优化,有效地减小了动力头的体积。     

瓦斯抽放钻机动力头传动系统的多目标优化设计研究

建立了钻机动力头齿轮系的多目标优化设计数学模型。分别以齿轮系最后一级齿间最小油膜厚度最大、齿轮传动体积和最小为分目标,采用目标规划法建立统一目标函数,取齿轮的模数、齿宽和齿数为设计变量,且等效转动惯量最小原则下的传动比为约束条件,运用MATLAB进行遗传算法优化计算。结果表明,该方法简便有效。     

基于ADAMS的直齿圆柱齿轮动力学仿真

针对直齿圆柱齿轮动态转速及啮合力难以实际测量及试验成本较高等问题,以某直齿圆柱齿轮传动系统为研究对象,运用三维建模软件建立齿轮传动系统装配模型,导入动力学仿真软件ADAMS中建立其动力学仿真模型,对其转速及动态啮合力进行仿真分析。仿真结果表明:平稳的加载有利于齿轮传动系统的动力及运动的传递;齿轮转速及动态啮合力都呈现周期性的波动,与理论计算值基本接近;不同频率下齿轮啮合力幅值不同;齿轮传动系统其他零部件设计应尽量避开动态啮合力幅值较大时的频率,防止齿轮系统产生共振。该研究为直齿圆柱齿轮传动性能改善、振动噪声的减小、啮合特性的优化提供理论依据。     

基于遗传算法的矿用减速器齿轮修形优化

矿用减速器运行过程中,齿面偏载会削弱齿轮啮合性能,增加齿轮系统的振动与噪声,需对其进行优化。首先运用Romax软件对矿用减速器齿轮系统进行啮合性能分析。再以齿轮传动误差波动最小化为目标,以齿轮齿廓、齿向修形参数为设计变量,运用遗传算法对齿轮副齿面进行优化。通过分析各设计变量对齿轮传动误差波动的影响,得到了最佳设计变量组合。然后对齿轮副齿面进行二次优化,获得了最佳修形优化方案。最后利用齿轮接触分析验证优化结果的正确性。结果表明:遗传算法优化得到的修形齿面可以有效减小齿轮传动误差波动量,改善齿面载荷分布,提高齿轮啮合性能。     

小型地面钻机动力头设计优化分析

以小型地面钻机的动力头为研究对象,利用Inventor三维软件对其进行模型设计,并模拟仿真得到齿轮箱内部激励曲线,在Workbench动态响应模块中计算出动力头相关参考点的振动幅值,验证动力头设计的合理性,为提高动力头承载能力、安全可靠运行提供优化设计依据。     

松软煤层钻机动力头设计与分析

对松软煤层全液压钻机动力头进行了分析,完成了松软煤层全液压钻机动力头的整体方案设计;并对松软煤层全液压钻机动力头关键零部件的设计和强度校核;建立了齿轮副的有限元模型,对其进行了接触分析。     

基于乳化液的煤层液压钻研究

以乳化液为工作介质的煤层液压钻可取代煤电钻,广泛用于采煤工作面的煤壁钻孔工作。针对乳化液粘度低、润滑性差的特点,对齿轮马达以及液压钻的结构进行了研究和设计,并制作了样机,经实验室测试及模拟钻孔试验,达到了设计要求,取得了良好的效果。     

基于MATLAB的液压钻机减速器多目标优化设计

介绍了利用MATLAB计算软件对液压钻机减速器优化设计的方法,即在保证其总传动比和承载能力下,以其齿轮中心距最小、齿宽最小为多目标,得到合理的液压钻机减速器参数。经优化后的齿轮比原设计目标值减少4.56%,中心距减少5.94%。     

基于ANSYS Workbench的采煤机截割部扭转刚度及角加速度分析

主要针对采煤机截割部行星齿轮扭转角加速度影响因素进行分析,借助AMESim软件构建截割部传统系统三维模型并对不同齿侧间隙情况下的齿轮副扭转刚度进行计算,通过仿真分析证明,传动系统齿轮间隙对于齿轮扭转角加速度会产生影响,间隙越大,扭转角加速度越大,为进一步优化改进采煤机截割部齿轮设计提供理论参考。     

采煤机差动2K-H行星轮系固有特性分析

针对传统采煤机滚筒恒速截割时工况适应性差的特点,提出一种采煤机滚筒转速可调的新型截割传动系统。为了解该截割传动系统的性能,以系统中非同轴传动的差动2K-H行星轮系为研究对象,采用集中质量法建立其平移-扭转耦合动力学模型。对轮系固有特性的分析表明,非同轴传动行星轮系不存在经典的扭转振动与平移振动模式,但仍存在行星轮振动模式;支撑刚度对系统的低阶固有频率影响较大,而啮合刚度主要影响系统的高阶固有频率;外啮合齿轮副啮合刚度分段影响非同轴传动行星轮系的固有频率。推导出2K-H行星轮系啮合频率的通用表达式,表明其啮合频率正比于齿圈和太阳轮的转速差。分析结果可用于指导该新型采煤机截割传动系统的设计,并为制定滚筒调速范围提供参考。     

煤矿用智能钻车机械手设计及模态分析

机械手作为煤矿用智能钻车的关键部件之一,其性能直接影响钻车的打钻效率。机械手的振动会对机械手的位置精度产生不可忽略的影响。通过对机械手进行设计研究,确定采用四关节机械手配合敞开式钻杆箱,实现智能钻车的自动化上下钻杆。运用有限元分析软件对机械手进行了模态分析,得出了机械手的6阶固有频率和振型,得到了在不同频率下机械手的抗振性。分析结果可为机械手结构设计合理改进、增加机械手的刚度和稳定性,以及机械手的进一步动态优化提供理论基础。     

2K-H型行星齿轮传动的固有特性研究

以未达到稳定运转的高速重载行星齿轮传动为研究对象,建立了双浮动均载装置的2K-H型行星齿轮传动的动力学模型。模型设定每个构件具有2个平移自由度和一个扭转自由度,通过拉格朗日方程推导系统各构件的运动微分方程,并运用MatLab软件得出了增速行星齿轮传动的固有频率和相应的振型。结果表明,增速行星齿轮传动有中心构件扭转振动和中心构件平移振动两种模式。因此,该研究可为行星齿轮传动的动态设计提供有益借鉴。     

联动型步履式ZYW-6000煤矿用全液压钻机的研制

为了提高工作效率,降低劳动强度,研制了联动型步履式ZYW-6000煤矿用全液压钻机,详细介绍了总体方案、关键结构和液压系统的设计,重点分析了关键结构的优化、步履底架的设计和联动动作的实现,根据钻机的试验及应用推广情况,表明各项技术指标达到了设计要求。     

基于Workbench的钻机动力头齿轮弯曲应力分析

以某型钻机动力头中的齿轮为研究对象,通过UG建立三维模型,分析钻机工作时齿轮的受力情况,利用Workbench软件对齿轮弯曲应力进行有限元分析,为钻机回转器的设计与优化提供依据。     

非圆行星齿轮液压马达的发展及在煤矿机械中的应用展望

随着我国机械技术的不断发展,为了达到任意变动比传动的要求,使液压马达与以往的相比,在结构上更为简单,重量与尺寸大小上更为轻巧,以及速度与工作效率上更为宽广和优质等。因此,研究了一种新的低速大扭矩液压马达,也就是非圆行星齿轮液压马达。通过介绍非圆行星齿轮液压马达的发展,对非圆行星齿轮液压马达的工作原理及结构,以及参数设计及优势进行分析,并阐述了非圆行星齿轮液压马达在煤矿机械中的应用展望。