摘要
齿轮传动系统是采煤机截割部传递动力的常用机械系统,截割部齿轮的合理设计影响着采煤机的工作效率,甚至影响综采工作面的安全性。基于虚拟样机技术(VP)和有限元法(FEM),构建采煤机截割部的刚性虚拟样机模型,利用有限元软件的瞬态动力学分析模块,分析得到采煤机截割部6组齿轮副的最大等效应力。仿真发现截割部6组齿轮副中,输出端的齿轮副等效应力和等效应变的极限值最大,分别为916.78 MPa和0.004 845 mm,需要对其进行优化。基于有限元分析结果,得到齿轮副的3个应力集中区域。通过动力学仿真结果建立的数据集,利用MATLAB拟合得到了输出端齿轮副的最优设计变量。优化后的齿轮副等效应力最大值由916.78 MPa降低到612.35 MPa,减小了304.43 MPa,达到齿轮副优化设计的目的。将虚拟样机技术(VP)和有限元法(FEM)相结合,为采煤机截割部齿轮系统的优化设计提供了技术路线和数据支撑。
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