SDJ-8煤矿双速绞车传动机构优化设计

论文摘要

矿用绞车是煤矿不可缺少的重要设备,我国绞车技术水平落后,甚至有些是上世纪五十年代的仿苏产品,存在工作效率低下,使用寿命短,使用不方便等问题。随着煤矿采煤机械化的发展,这些落后的设备已不能满足现场的要求,甚至影响煤矿的安全生产和正常生产。本文旨在进一步完善SDJ-8煤矿双速绞车传动机构的设计,由于虚拟制造基本不消耗资源和能量,也不生产实际产品,而是在产品的设计、开发与实现过程在计算机上的本质实现,将虚拟制造技术引入了对双速绞车的设计和制造当中。文中首先分析了现有SDJ-8矿用双速绞车的结构及其工作原理,进行关键部件的强度计算分析和校核;然后利用计算机辅助设计技术进行建立了模型;并利用虚拟样机制造技术,运用优化设计的方法,建立传动系统的优化设计数学模型,在保证零件强度和刚度等条件下,对绞车的主要部分即传动系统各传动参数进行最优化设计,使变速箱齿轮体积最小;将建好的模型导入到动力学仿真软件ADAMS之中,进行运动学和动力学仿真分析,并对仿真结果进行研究,以验证设计结果的可靠性;对关键部分利用UG软件进行有限元分析,分析了零部件在一定载荷作用下产生的应力和应变,从而预知设计零部件是否满足使用要求,保证设计的可靠性。本文采用虚拟样机技术对SDJ-8双速绞车传动机构的研究,完善了SDJ-8双速绞车的设计,改变了传统的设计方法。采用虚拟样机技术,可以不需制造物理样机就完成该产品的设计,可以缩短设计周期,增加产品设计的可行性,节省材料,降低生产成本。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1 章 绪论
• 1.1 课题背景及目的
• 1.2 国内外研究状况及虚拟样机技术
• 1.2.1 国内外双速绞车研究状况
• 1.2.2 虚拟样机技术简介
• 1.3 本论文的构成与研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2 章 双速绞车传动数字化设计
• 2.1 SDJ—8 型双速绞车的介绍
• 2.1.1 绞车传动系统的示意图
• 2.1.2 双速绞车的特点
• 2.1.3 使用范围及结构特征
• 2.2 双速绞车的结构设计
• 2.2.1 电动机及各动力参数的选取
• 2.2.2 轴的设计
• 2.2.3 齿轮的设计
• 2.2.4 其它零件的设计
• 2.3 双速多用绞车的几何建模
• 2.4 本章小结
• 第3 章 双速绞车传动参数优化计算
• 3.1 优化设计简介
• 3.1.1 优化设计和优化算法
• 3.1.2 MATLAB 及其优化工具箱简介
• 3.2 优化计算
• 3.2.1 计算模型及主要分析思路
• 3.2.2 目标函数及变量设计
• 3.2.3 约束函数
• 3.2.4 MATLAB 优化工具箱编程计算
• 3.2.5 优化结果分析
• 3.3 本章小结
• 第4 章 双速绞车仿真分析
• 4.1 仿真简述
• 4.1.1 仿真目的
• 4.1.2 ADAMS 软件的介绍
• 4.2 UG 与ADAMS 之间的文件转换（导入模型）
• 4.3 设定和施加ADAMS 仿真的条件（约束）
• 4.4 样机模型仿真
• 4.4.1 仿真开始之前的样机调试
• 4.4.2 运动参数测定
• 4.5 仿真结果后处理
• 4.5.1 仿真值与理论值的对比
• 4.5.2 旋转副受力分析
• 4.6 本章小结
• 第5 章 关键零件的有限元分析
• 5.1 有限元法简介
• 5.1.1 有限元法
• 5.1.2 UG CAE 简介
• 5.2 低速轴有限元分析过程
• 5.3 齿轮有限元分析过程
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢