基于ANSYS Workbench的采煤机行走轮弯曲强度分析.pdf

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1、·88-煤矿机电2011年第4期基于ANSYSWorkbench的采煤机行走轮弯曲强度分析李本军，唐立军，张红艳(郑州四维机电设备制造有限公司，河南郑州450001)摘要：由于渐开线齿轮比摆线齿轮更容易保证计算准确性，国内外采煤机的大节距销排啮合行走轮，多采用渐开线齿廓。介绍采煤机渐开线行走轮设计，借助ANSYSWorkbench软件对渐开线行走轮进行有限元分析，为设计人员提供参考。关键词：渐开线行走轮；啮合位置；ANSYSWorkbench软件中图分类号：TD421．6l文献标识码：B文章编号：1001—0874(20l1)04—0088-03B

2、endingStrengthAnalysisofShearer’SDrivingWheelBasedonANSYSWorkbenchL1Ben~un，TANGLi-jun，ZHANGHong—yan(ZhengzhouSiweiMechanical＆ElectricalEquipmentManufacturingCo．，Lid．，Zhengzhou450001，China)Abstract：Becauseoftheinvolutegeariseasierthancycloidalgeartoguaranteetheaccuracyofcalcula

3、tion，themostofshearersbothdomesticandabroadusethedrivingwheelofinvoluteprofileengagingwithpin—rackoflargepitch．Thedesignofinvolutedrivingwheelisintroduced．ThefiniteelementanalysisoftheWheeIiscarriedoutbasedonsoftwareANSYSWorkbench．ThestudyprovidesarefeFencetodesigners．Keywords

4、：involutedrivingwheel；meshingposition；ANSYSWorkbenchsoftware言茁现代长壁工作面采煤机是大多采用行走轮与销容易保证计算准确性，国内外采煤机多采刚与大节，，，，口，(-一，；<，0—!，；，0，；，10。，c0t’2．4缆索预紧力不均匀引起的应力分析5)主立柱的屈曲分析没有考虑结构的线性考虑前后缆索载荷差为±10％。由计算可知，影响。在一z向区域缆索载荷降低10％工况下，主立柱所3结语受应力最大，其值为65．9MPa，横档部位的值为76．8MPa。对塔架结构在不同荷载工况下的应力和变彤分2．5

5、存在问题析，证明它满足使用要求。对于高耸塔架，过大的应1)计算没有考虑挠度、拉力、长度等因素对弹力和变形都会引起结构不稳定，甚至在外载倚作用性模量的影响。下引起结构共振。缆索的优点是承载能力大，与塔2)缆索结构决定了整体模型的非线性特性，非架组成刚性较大的预应力结构，随着预紧力的提岛，线性程度的大小与缆索长度和预紧力大小有关。计结构刚性越大，但也对主立柱产生较大的附加荷载，算时考虑了非线性因素，屈曲分析时则采用线性计因此需要在设计时综合考虑。算。作者简介：李梅果(198I一)，女，助理S-程师．2004年毕业于宁复3)在单根缆索发生失效时，应考虑刈

6、‘整体结构大学电子信息S-程专业，主要从事煤矿设备的研究．(收稿13期：2Ol1—04—08：责任编辑：陶驰尔)的破坏性的后果。应在设计中增加安全预案。4)除了正面荷载作用，还应考虑侧面荷载等。2011年第4期煤矿机电·89·距销排啮合的渐开线齿廓行走轮，_】本文对渐开线——齿形系数；行走轮进行有限元分析，以便为设计提供技术参考。——应力修正系数；——重合度系数；1行走轮设计的影响因素】，B——螺旋角系数；图1为渐开线齿廓曲线构成示意图。K——使用系数；行走轮专肖排传动现有126111133_和1471Tim两种K——动载荷系数；节距引。渐开线极坐

7、标方程为：——齿向载荷分布系数；／c。s(1)K——齿问载荷分布系数；L0：tanOL—OL6——齿宽；式中：——基圆半径；m——法向模数。m——模数；计算应力相关系数取值见表1。z——齿数；表1计算应力相关参数——压力角。!竺竺—353665401．253．211．480．811．21．021．1渐开线齿廓由齿数z、模数m、和压力角确求得弯曲应力=706．9MPa定。齿廓形状在过渡曲线处发生变化会产生应力集(注：GB3480—83渐开线圆柱齿轮承载能力计中现象，精确计算渐开线齿廓与齿根过渡圆弧半径算方法中某些系数的选取与计算受齿数、模数的限比较重

8、要。制。)12．2有限元分析采用ANSYSWorkbench对行走轮不同啮合位置(图2～图4)进行分析，分析结果主要包括位