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带式输送机也可以称为皮带输送机,广泛应用于采矿业、制造业、仓储业、邮政业、道路运输业等行业。电动滚筒是带式输送机的动力元件,承受复杂载荷,其主要零部件的设计对输送机整体性能和可靠性影响极大。因此,对带式输送机电动滚筒进行静力学和动力学分析,设计出轻便、合理、高强度的部件对提高带式输送机的整体性能、降低生产成本、提高安全性等都具有十分重要的意义。 本文从运动学和力学角度研究了研究带式输送机的传动原理,总结出了一套以行星轮系作为传动装置的电动滚筒,其主要优点有转矩大、精度高、噪声低等。此外,为了验证该设计方法的可行性,本文利用有限元分析软件对不同设计形式的带式输送机电动滚筒的强度和刚度进行了对比分析,得到了预期的结果;同时,借助 ADAMS虚拟样机构建了电动滚筒传动系统的仿真模型,通过一系列的动力学分析,证明了行星轮系作为传动装置对电动滚筒动力学性能的显著改善。本论文主要内容及方法可以归纳如下:(1)行星轮系电动滚筒模型的构建。该部分详细介绍了结构设计过程以及主要零部件的力学分析方法;(2)结构强度和刚度的有限元分析。通过有限元分析模拟对比不同构型滚筒在一定载荷下的应力变化和结构变形,得到了最优的滚筒结构形式和设计参数。针对电动滚筒运行过程中可能出现的振动破坏,对传动系统进行了模态分析,为实施增强抗振动干扰和关键部件的抗疲劳强度等措施提供了参考依据。(3)行星轮系均载特性分析。行星轮系传动装置中行星轮可以分担负荷,具有传动结构紧凑、速比高、功率大等特点。本文通过建立行星轮系传动装置的虚拟样机模型,在 ADAMS中对行星轮系传动装置的行星轮负载均衡、电动滚筒传动特点等动力学问题进行了深入分析。 综上所述,本文针对目前传统电动滚筒中存在的相关问题,以轻量化设计和提高综合力学性能为目标,首先建立电动滚筒的设计及优化方法,进而给出改进的样机模型,然后利用有限元方法对滚筒结构强度和刚度分析验证。最后对行星轮系传动装置进行动力学研究,形成了一套完整的计算、设计与分析方法,可以作为行星轮系电动滚筒的应用与研究的依据。