本文關(guān)鍵詞：新型摩擦偶合器設(shè)計與有限元分析　出處：《山東科技大學》2011年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 摩擦偶合器 反饋控制 優(yōu)化設(shè)計 ANSYS HyperMesh

【摘要】：機械設(shè)備尤其是煤礦機械設(shè)備經(jīng)常在帶載荷狀況下啟動和運轉(zhuǎn),因此,傳動裝置須具有“軟啟動”的工作特性。機械設(shè)備的“軟啟動”特性是指設(shè)備在重載工況下能夠可控地逐步克服整個系統(tǒng)的慣性而平穩(wěn)地啟動,它不僅能夠大幅度減輕傳動系統(tǒng)所受到的啟動沖擊,同時還能減小電動機的啟動電流、電動機的熱沖擊負荷及對電網(wǎng)的影響。此外,還可以選用容量相對較小的電動機,因而也能減少不必要的設(shè)備投資和節(jié)約能源。山東科技大學與泰安潤澤機電設(shè)備有限公司聯(lián)合開發(fā)了一款新型帶反饋控制的摩擦偶合器。此產(chǎn)品與原有的摩擦偶合器相比,具有以下突出特點：用輸出軸轉(zhuǎn)速反饋控制輸出力矩,過載系數(shù)隨輸出軸轉(zhuǎn)速成平方關(guān)系增加,軟啟動效果好,起動平穩(wěn)；機械正常運轉(zhuǎn)時不存在滑差,機械效率高,保證了主從動設(shè)備的高效傳動。反饋式摩擦偶合器是一種兼容性好的軟啟動裝置,不僅結(jié)構(gòu)簡單,使用和維修方便,而且價格低廉,性能可靠,重量輕體積小。 本文首先研究了反饋控制摩擦偶合原理,根據(jù)此原理對一款90KW新型摩擦偶合器進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。對主動級和反饋級摩擦方案進行了設(shè)計計算,設(shè)計出了主要零部件的結(jié)構(gòu),并使用Pro/E軟件對其進行三維建模。接著建立了摩擦偶合器帶載起動的動力學微分方程,對其帶載起動過程進行了簡要分析。新型摩擦偶合器輸入軸等部件的整體結(jié)構(gòu)比較復雜,難以用傳統(tǒng)的力學方法進行分析。本文采用國際上流行的有限元分析軟件HyperMesh和ANSYS對輸入軸進行有限元分析,校核該零件的強度和剛度,并對輸入軸進行了模態(tài)分析,以了解其固有振動特性。最后,使用OptiStruct軟件對輸入軸進行優(yōu)化設(shè)計,有效減小了該部件的重量,節(jié)省了材料,從而使得該設(shè)計方案具有較好的可行性和實用性,并對其他的同類產(chǎn)品具有很好的指導意義。本文的創(chuàng)新點主要有：提出了新型摩擦偶合器的反饋控制摩擦偶合原理；建立了摩擦偶合器的帶載起動的動力學分析方程；使用優(yōu)化設(shè)計方法對新型摩擦偶合器關(guān)鍵部件進行優(yōu)化設(shè)計。
[Abstract]:Mechanical equipment, especially coal mine machinery equipment often with the load starting and running, therefore, the working characteristics of the gearmust have a "soft start". Machinery and equipment of the "soft start" refers to the characteristics of equipment under heavy load conditions can be controlled to gradually overcome the inertia of the system starts smoothly, it not only can to reduce the transmission system impact of the start, but also can reduce the starting current of the motor, the motor thermal shock load and the impact on the grid. In addition, you can also use relatively smaller capacity motor, which can reduce unnecessary investment in equipment and save energy. Shandong University of Science and Technology and Tai'an and the joint development of mechanical and Electrical Equipment Co. Ltd. a new type of friction coupling with feedback control. This product is compared with the original friction coupling, has the following prominent features: output shaft Speed feedback control output torque and overload coefficient square with the increase of output shaft speed, soft start effect is good, stable starting; mechanical normal operation when there is no slip, high mechanical efficiency, to ensure the efficient transmission of master and slave device. Feedback friction coupling is a kind of soft start device compatibility, not only has the advantages of simple structure, convenient operation and maintenance, and low price, reliable performance, light weight and small volume.
This paper studies the feedback control of the friction coupling principle, according to the principle of structural design of a 90KW model of active friction coupling. And the feedback friction scheme was designed, designed the structure of main components, and the use of Pro/E software for the three-dimensional modeling. Then established the friction coupling dynamic differential equation starting with load, the load starting process was analyzed. The overall structure of the friction coupling input shaft and other components of the complex, it is difficult to use the traditional mechanical methods were analyzed. The finite element analysis of international popular software HyperMesh and ANSYS finite element analysis on the input shaft, check the parts the strength and stiffness of the input shaft, and modal analysis is carried out to understand the inherent vibration characteristics. Finally, to optimize the input shaft using OptiStruct software Effectively, reduce the weight of the part, saves the material, so that the design has good feasibility and practicability, and is a very good guide to other similar products. The main innovations of this paper are: put forward the feedback control principle of the new type of friction coupling friction coupling; establish dynamic starting with load the analysis of the friction coupling equation; using optimization design method to optimize the design of the key components of the new friction coupling.

【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH137.331

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本文編號：1399274