【正文】 ...................................................................... 17 運動學分析 ....................................................................................................... 17 行星傳動機構運動學分析 .................................................................... 18 系統(tǒng)運行曲線 ........................................................................................ 22 動力學分析 ....................................................................................................... 23 行星傳動機構動力學分析 .................................................................... 23 帶式輸送機可控變速裝置的輸出特性 ................................................ 26 蝸桿傳動機構的傳 動特性分析 ....................................................................... 26 蝸桿齒面數(shù)學模型的建立 .................................................................... 27 蝸桿傳動機構的受力分析 .................................................................... 29 碩士學位論文 vi 蝸桿傳動機構的自鎖條件分析 ............................................................ 32 蝸桿傳動機構的驅動力矩分析 ............................................................ 34 傳動效率分析 ................................................................................................... 34 行星齒輪傳動效率分析 ........................................................................ 34 蝸桿傳動效率分析 ................................................................................ 36 本章小結 ........................................................................................................... 37 4 可控變速裝置優(yōu)化設計 .............................................................................................. 39 離散優(yōu)化設計的數(shù)學模型 ............................................................................... 39 設計變量 ................................................................................................ 40 目標函數(shù) ................................................................................................ 40 約 束條件 ................................................................................................ 42 優(yōu)化求解及實現(xiàn) ............................................................................................... 48 優(yōu)化方法選用 ........................................................................................ 48 程序編制 ................................................................................................ 49 本章小結 ........................................................................................................... 52 5 可控變速裝置參數(shù)化建模 .......................................................................................... 53 參數(shù)化模型的建模方法 ................................................................................... 53 三維繪圖軟件及其二次開發(fā)技術 .................................................................. 54 二次開發(fā)原理 ........................................................................................ 54 二次開發(fā)思路 ........................................................................................ 55 漸開線齒輪參數(shù)化建模 ................................................................................... 56 主要思路 ............................................................................................... 56 漸開線齒輪建模 ................................................................................... 57 三維模型程序的編制 ............................................................................ 58 建模程序與應用軟件的連接 ................................................................ 60 程序運行結果 ........................................................................................ 60 行星傳動機構參數(shù)化建模 .............................................................................. 61 行星齒輪傳動的特點 ............................................................................ 61 行星齒輪傳動機構參數(shù)化建模的基本思路 ........................................ 62 界面設計 ................................................................................................ 62 程序設計 ................................................................................................ 63 目錄 vii 程序運行結果 ........................................................................................ 66 本章小結 ........................................................................................................... 68 6 總結 與展望 .................................................................................................................. 69 全文總結 ........................................................................................................... 69 展望 ................................................................................................................... 70 參考文獻 ......................................................................................................................... 71 第 1 章 引言 1 1 引言 研究背景 帶式輸送機自 1795 年被發(fā)明以來，經(jīng)過 200 多年的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用，特別是第三次工業(yè)技術革命后新材料、新技術的采用，帶式輸送機的發(fā)展步入了一個新紀元。當今，無論從輸送量、運距、經(jīng)濟效益等各方面來衡量，它已經(jīng)可以同火車、汽車運輸相抗衡，成為各國爭先發(fā)展的行業(yè)。 帶式輸送機具有結構簡單、輸送量大、輸送物料范圍廣泛、運距長、裝卸料方便、可靠性高、運費低廉、自動化程度高等特 點 [1]， 它的優(yōu)越性已十 分明顯，是國民經(jīng)濟中不可缺少的關鍵設備。 近年來，隨著我國工業(yè) 現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，綜合機械化采煤工藝的推廣應用使得礦井的開采量和運輸量日益增大，從而 長距離、大運量、大功率 輸送設備的需求量越來越大 [2]。單機總功率達到 5000kW、輸送長度達到 10km 以上、運量超過 5000t/h、運行速度超過 56m/s 的帶式輸送機已經(jīng)在煤礦得到了實際應用 [2]。 然而，長距離、大運量、高速度的帶式輸送機如采用傳統(tǒng)的直接啟動方式，由于啟動時間為 1～ 3s，啟動加速度大于 2/ms,會產生如下問題： （ 1）啟動時打滑問題 由于大型帶式輸送機的長度和功率較大，如果啟動時間過短，易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。為了消除打滑現(xiàn)象保證有效啟動，增大輸送帶與滾筒間的摩擦力，必須提高張緊裝置的初張力，由此相關連接部件的受力加大，對強度和剛度要求增加，提高了整機的初期投資。 （ 2）振動問題 帶式輸送機在運行過程中存在著諸如輸送帶的縱向、橫向、側向振動，動力裝置、滾筒和托輥等旋轉部件的振動，裝卸載時物料的沖擊振動以及基礎的振動等各種形式的振動，這些振動對于大型帶式輸送機來說表現(xiàn)得更為明顯和強烈。當它們作用于輸送 帶時會引起動態(tài)響應而導致速度、加速度以及張力的變化，從而產生較大的動載荷，影響元部件、輸送帶以及整機的穩(wěn)定性和使用壽命 [4]。 （ 3）瞬態(tài)沖擊大問題 啟動時產生的動態(tài)初張力會降低輸送帶的使用壽命，可能引發(fā)斷帶事故。為了保證輸送帶運行可靠，必須提高輸送帶的強度等級，相應加大了輸送帶的初期投資。同時，提高輸送帶的強度等級還必須相應加大滾筒碩士學位論文 2 的直徑，以滿足輸送帶最小彎曲半徑的要求，從而又加大了機械加工件的初期投資。 （ 4）電動機功率增加問題 由于啟動時間過短，啟動力矩大，容易發(fā)生燒毀電機的事故，考慮電動機的選型 時要相應提高安全系數(shù)，增加了正常使用的能耗。此外，大功率電動機在較短的時間啟動運行，對周邊環(huán)境電網(wǎng)的沖擊巨大，其負