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近幾年，隨著采煤機的不斷發(fā)展，以及薄煤層和極薄煤層的開采難度日益增大，為了滿足該種開采工況的需要，截割部已廣泛采用雙電機機械串接驅動。其優(yōu)點是：在不增加機身高度的條件下，使截割功率成倍增加；同時具有機面高度低、采高范圍大、適應性好等特點。傳動惰輪作為雙電機驅動采煤機傳遞動力的重要部件，在實際運行過程中，由于同時受到兩個主動齒輪的交變應力，其發(fā)生失效的概率較大。此時，會引起動力傳遞故障，從而造成動力損失，同時也會造成截割部的振動、噪音，影響整個采煤機的工作平穩(wěn)性，從而直接影響煤礦企業(yè)的經濟效益。
國內外部分專家學者在相關方面做了許多相關的研究。L.Wilcox和W.Coleman采用有限元分析對稱/不對稱齒形的拉伸圓角應力，推導出適用于各類牙型和載荷條件的齒輪拉伸圓角幾何尺寸的計算公式。蔡桂英等通過對截割部雙電機的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)兩種運行狀態(tài)進行分析，得出雙電機動態(tài)運行時轉速轉矩電流對時間的動態(tài)特性。靳立紅等通過研究雙電機采煤機截割部在不同載荷作用下，證實了雙電機間的連接剛度對其同步運行有顯著的影響，系統剛度和雙電機的機械特性差異對同步性影響不大。葉友東等通過ANSYS對齒輪進行模態(tài)分析，得到了齒輪的低階固有振動頻率和主振型，為齒輪系統的動態(tài)響應計算和分析奠定了基礎。王亮等運用ANSYS對齒輪齒根在理論和實際兩種情況的應力計算做了比較，證明了ANSYS分析在齒輪計算中的有效性，并對齒輪結構提出了改進方案，為齒輪的優(yōu)化設計提供了理論依據。
以上研究主要對雙電機驅動采煤機的整體動態(tài)特性進行了研究，并未對傳遞惰輪進行專門的分析研究。因此，本文首先對傳動惰輪的理論運行情況和實際運行情況進行靜力學分析比較，隨后對其進行諧響應分析，得到相應的曲線，為雙電機驅動采煤機傳動惰輪的設計提供依據。
杭州那泰有限元分析公司采用CAXA軟件進行齒輪輪廓曲線的繪制，并導入到SolidWorks2013進行三維模型的構建。
由于齒輪相互作用時的嚙合部位為一條線。在理想狀態(tài)下，每個齒的受力情況相同，故只需單獨對傳動惰輪的某個齒進行分析，在對稱的兩個齒面上施加相同大小的線性力，模擬傳動惰輪嚙合時的受力情況。理論上，傳動惰輪兩個對稱的受力齒的受力點應分別同時沿齒輪嚙合線從齒頂往齒根運動，但是由于制造、裝配誤差的存在，使得齒輪在實際工作過程中會出現兩個對稱齒的受力點并不相同的情況。對理論與實際的受力情況進行比較，從而得到傳動惰輪在嚙合時最大應力分布情況。
設定采煤機截割電機的額定功率P額=100kw，傳動效率η=0.98，電機轉速n=1470r/min，小齒輪的分度圓d=140mm，得到作用于大齒輪上的力為F=9094.28N。
首先設置齒輪的材料為45鋼 ， 彈性模量E=1.93×105MPa，泊松比η=0.29，靜應力分析采用疏密的網格劃分，單元類型設置為四面體單元。然后分別對理論和實際兩種情況進行靜應力仿真分析，力的大小為9094.28N，方向垂直于受力線指向齒面，最后得到兩種情況下傳動惰輪的位移云圖和應變云圖，以及整體的形變。
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