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用SolidWorks三维软件设计采煤机行走箱传动的方法

发表时间: 2014/7/25 作者: 马修水*李慧 来源: 万方数据
行走箱是采煤机行走部的重要零部件,其工作的可靠性直接影响整个采煤机的生产效率。文中利用三维设计软件SolidWorks对驱动轮、行走轮进行自上向下实体建模,使用COSMOSMOTION功能检查分析行走轮与驱动轮的啮合情况,再导入ABAQUS中对行走轮、驱动轮进行非线性分析,讨论行走轮、驱动轮在正常工况下啮合的接触应力分布状况,对其结构进行合理化改进。为提高设备的安全性能提供了另一种可行性思路。
 

1 引言

    随着我国煤炭事业的飞速发展,齿轮一销排式无链牵引采煤机越来越广泛地应用到采煤生产中,这种牵引方式不仅安全可靠,而且牵引力大,爬坡能力强,是目前采煤机设计中首选的牵引方式。它是通过采煤机的行走轮与固定在运输机上的销排进行啮合,完成采煤机在工作面的行止功能(见图1),而行走箱中驱动轮和行走轮的设计是采煤机牵引行走部分设计的关键,直接影响整个采煤机设计的成败。

行止功能

图1 行止功能

2 模型的建立

    在实体建模过程中,利用SolidWorks软件采用自上向下的建模方式,模型基本尺寸为:

    行走轮基本参数:齿数Z=8,模数m=40.107mm,外摆圆半径R1=47mm,外摆圆半径R2=60mm。

    驱动轮基本参数:齿数Z=7,模数m=40.107mm,外摆圆半径R1=47mm,外摆圆半径R2=60mm。

行走轮SolidWorks三维模型

图2 行走轮SolidWorks三维模型

驱动轮SolidWorks三维模型

图3 驱动轮SolidWorks三维模型

3 Motion分析

    在SolidWorks装配体中导入行走轮与驱动轮模型,并添加齿轮配合关系。然后导入xxx添加约束和驱动马达,进行运动分析,榆查可能发生干涉的部分,根据结果调整齿轮齿形。

4 有限元分析(对两个模型进行对比)

装配后的模型

图4 装配后的模型

    4.1 网格划分

    生成后的网格如图5。

生成后的网格

图5 生成后的网格

    4.2 边界条件及力学性能

    行走轮的力学参数(供参考):

    弹性模量为210GPa;泊松比0.3;抗剪模量77GPa:质量密度7920kg·m-3;屈服强度275MPa;极限强度450MPa。

表1 屈服应力与塑性应变关系

屈服应力与塑性应变关系

    4.3 仿真结果分析

    MISES分布云图见图6。

MISES分布云图

图6 MISES分布云图

    接触曲线见图7。

接触曲线

图7 接触曲线

5 结语

    经三维建模软件及有限元分析软件等多方检验,齿轮齿形、材料及热处理工艺符合工况条件要求,该方法为采煤机行走箱的设计提供了理论依据和指导方向,缩短了设计周期,节约了生产成本,大大提高了生产效率。



责任编辑:程玥