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采煤机截割部扭矩轴的可靠性研究

作　者: 曲振
导　师: 赵丽娟
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 机械工程及自动化
关键词: 扭矩轴二次型卸荷槽缺口效应有限元分析
分类号: TD421.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

扭矩轴在实际工况中,通常被设计成为传动系统中最薄弱环节,以起到保护电动机和主传动的目的。本文利用三维CAD设计软件Pro/E,完成了某煤机公司的采煤机扭矩离合器的建模与装配;基于有限元分析软件ANSYS和大型数学计算软件MATLAB对某煤机公司设计的采煤机扭矩轴进行了可靠性分析,获取了同等条件下U型卸荷槽、V型卸荷槽和二次曲线对扭矩轴的应力变化规律;拟合出了三种曲线扭矩轴最大应力-时间变化曲线。通过对扭矩轴缺口效应的描述参量的研究,找到了影响扭矩轴应力的参数。并优化出了扭矩轴卸荷槽的结构,同时结合由机械系统运动学和动力学自动分析软件ADAMS仿真生成的扭矩轴所受峰值时刻的动载荷验证了改进后的扭矩轴的可靠性和合理性。为以后扭矩轴缺口效应的参数化设计和研究提供依据。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-13
  1.1 我国采煤机扭矩轴的研究现状  10-11
  1.2 扭矩轴缺口效应的研究  11
  1.3 课题研究内容和意义  11-13
    1.3.1 课题研究的内容  11-12
    1.3.2 研究目的和意义  12-13
2 基于Pro/ENGINEER 的扭矩轴建模及虚拟装配  13-22
  2.1 Pro/ENGINEER 简介  13-15
    2.1.1 Pro/ENGINEER 的建模规则  13-14
    2.1.2 Pro/ENGINEER 的主要模块  14-15
  2.2 扭矩离合器的三维建模  15-18
    2.2.1 渐开线外花键的参数化建模  15-17
    2.2.2 扭矩轴的建模  17-18
    2.2.3 扭矩离合器的其他零件建模  18
  2.3 扭矩离合器的装配  18-21
    2.3.1 虚拟装配技术  18-19
    2.3.2 虚拟装配技术的作用  19-20
    2.3.3 扭矩离合器静态装配  20
    2.3.4 干涉检查  20-21
  2.4 本章小结  21-22
3 基于有限元技术的扭矩轴分析  22-37
  3.1 有限元法简介  22-26
    3.1.1 有限元法特点  22-23
    3.1.2 有限元法的分析过程  23-25
    3.1.3 有限元法的发展趋势  25-26
  3.2 有限元软件ANSYS  26-29
  3.3 扭矩轴的静力学分析  29-36
    3.3.1 扭矩轴建模  29
    3.3.2 单元类型的选取  29-30
    3.3.3 材料的定义  30-31
    3.3.4 网格的划分  31-33
    3.3.5 约束和载荷的施加  33-36
    3.3.6 计算结果与分析  36
  3.4 本章小结  36-37
4 扭矩轴的可靠性分析和设计  37-46
  4.1 扭矩轴的缺口效应  37-38
    4.1.1 应力集中介绍  37
    4.1.2 理论应力集中系数  37-38
  4.2 扭矩轴缺口效应的研究  38-39
  4.3 扭矩轴缺口效应的描述参量  39-40
  4.4 U 型、V 型及二次曲线型卸荷槽比较  40-41
  4.5 二次曲线型卸荷槽的设计  41-45
    4.5.1 二次型卸荷槽的参数化建模  42-43
    4.5.2 二次型参数对最大应力的影响  43-45
  4.6 本章小结  45-46
5 扭矩轴的瞬态分析  46-52
  5.1 前处理过程  47-49
  5.2 求解并分析结果  49-51
  5.3 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-55
作者简历  55-57
学位论文数据集  57-58

采煤机截割部扭矩轴的可靠性研究

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