介紹了回柱絞車(chē)的傳動(dòng)原理，在Pro/E環(huán)境下建立了整個(gè)絞車(chē)的模型，運(yùn)用通用格式Parasolid文件將其導(dǎo)入ADAMS軟件中，建立約束和載荷后，形成虛擬樣機(jī)模型。仿真得到各傳動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速和各級(jí)齒輪嚙合力的時(shí)域和頻域圖，通過(guò)與理論值對(duì)比，驗(yàn)證了樣機(jī)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，并分析了造成誤差的原因，可為之后深入分析和研究提供可靠的依據(jù)。

　　引言

　　礦用回柱絞車(chē)，又稱慢速絞車(chē)，是用來(lái)拆除和回收礦山采煤工作面頂柱的機(jī)械設(shè)備。由于它的高度較低，重量又輕，特別適用于薄煤層、急傾斜煤層采煤工作面，以及各種采煤工作面回收沉入底板或被矸石壓埋的金屬支柱之用。牽引力大和牽引速度慢是回柱絞車(chē)的主要性能要求。隨著機(jī)械化采煤程度的提高，礦用回柱絞車(chē)越來(lái)越多地被廣泛用于機(jī)械化采煤工作面，作為安裝、回收各種設(shè)備之用。回柱絞車(chē)除用于回柱放頂工作外，也可用來(lái)拖運(yùn)和調(diào)運(yùn)車(chē)輛。為了分析其動(dòng)態(tài)特性，筆者采用Pro/E軟件先對(duì)整個(gè)絞車(chē)進(jìn)行實(shí)體建模，然后再利用ADAMS軟件對(duì)其傳動(dòng)性能進(jìn)行分析。

1、傳動(dòng)原理

　　回柱絞車(chē)的傳動(dòng)原理圖如圖1所示，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的傳遞路線為:防爆電動(dòng)機(jī)→彈性聯(lián)軸器→小斜齒輪→大斜齒輪→環(huán)面蝸桿→蝸輪→小圓柱直齒輪→過(guò)橋齒輪→大圓柱直齒輪→卷筒。

圖1 回柱絞車(chē)傳動(dòng)原理圖

1.大圓柱直齒輪 2.過(guò)橋齒輪 3.小圓柱直齒輪 4.蝸輪 5.大斜齒輪 6.防爆電動(dòng)機(jī) 7.彈性聯(lián)軸器 8.小斜齒輪 9.環(huán)面蝸桿 10.卷筒

2、虛擬樣機(jī)模型

　　2.1、Pro/E模型建立

　　利用Pro/E參數(shù)化建模功能，首先對(duì)該絞車(chē)各個(gè)零件進(jìn)行建模。例如，直齒輪和斜齒輪的建模按照一般方法加參數(shù)化就可以實(shí)現(xiàn)，環(huán)面蝸桿通過(guò)運(yùn)用解析幾何學(xué)的理論，建立其齒面軌跡方程，然后進(jìn)行掃描，從而形成環(huán)面蝸桿模型。各個(gè)部件完成后，再進(jìn)行虛擬裝配，建立回柱絞車(chē)Pro/E模型，如圖2所示。

圖2 回柱絞車(chē)Pro/E模型

　　2.2、ADAMS仿真模型建立

　　由于目前所使用的Pro/E和ADAMS軟件都是比較高的版本，不能用以往的無(wú)縫結(jié)合軟件Mechanism/Pro來(lái)進(jìn)行仿真，所以筆者采用生成通用格式的實(shí)體模型Parasolid(后綴名為.x_t)文件來(lái)建立ADAMS模型。導(dǎo)入模型后的第一個(gè)工作就是賦予模型材料，這樣ADAMS就可根據(jù)模型材料計(jì)算出實(shí)體模型的質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)，以及各個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)。然后調(diào)整每個(gè)部件的位置，使空間結(jié)構(gòu)滿足實(shí)際情況，特別是嚙合區(qū)應(yīng)盡量調(diào)整到位。因?yàn)樵诜抡鏁r(shí)采用的是接觸模型，所以模型的空間位置會(huì)對(duì)初始的仿真結(jié)果有一定影響。

　　為了提高仿真效果，減小計(jì)算量，在導(dǎo)入過(guò)程中去除了一些對(duì)傳動(dòng)仿真沒(méi)有影響或影響較小的部件，例如箱體、軸承和螺栓等。建立完成的回柱絞車(chē)ADAMS模型如圖3所示。

圖3 回柱絞車(chē)ADAMS模型

5、結(jié)語(yǔ)

　　基于Pro/E建模軟件，建立了回柱絞車(chē)的三維模型，并導(dǎo)入動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS中，通過(guò)施加各種約束和載荷，形成了虛擬樣機(jī)模型。通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真，得到各傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)速，將其與理論值進(jìn)行對(duì)比，誤差滿足要求，驗(yàn)證了傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。再由接觸模型得到各齒輪嚙合各向力的時(shí)域和頻域圖，與理論值基相符，說(shuō)明虛擬樣機(jī)模型合理，仿真具有實(shí)用價(jià)值，可以為回柱絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)度校核、優(yōu)化設(shè)計(jì)和振動(dòng)分析等提供有效的依據(jù)。