井下機械式動篩排矸機傳動機構(gòu)的運動學分析和瞬態(tài)動力學響應中期報告

井下機械式動篩排矸機傳動機構(gòu)的運動學分析和瞬態(tài)動力學響應中期報告一、運動學分析井下機械式動篩排矸機傳動機構(gòu)主要由電機、減速器、離合器、齒輪傳動等組成。傳動過程中，電機帶動減速器及齒輪傳動旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動篩網(wǎng)運動。該傳動機構(gòu)的運動學分析可根據(jù)機構(gòu)工作原理，對各傳動部件的運動軌跡、速度、加速度等指標進行分析。1.齒輪傳動的運動學分析井下機械式動篩排矸機的齒輪傳動分為兩級傳動。第一級傳動是由電機通過減速器驅(qū)動主軸齒輪，主軸齒輪帶動從軸齒輪旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)減速作用。第二級傳動是由從軸齒輪帶動篩網(wǎng)旋轉(zhuǎn)，完成排矸作業(yè)。第一級傳動和第二級傳動的齒輪分別為主軸齒輪和從軸齒輪，其模數(shù)選取為3，齒數(shù)分別為17和51。主軸齒輪和從軸齒輪的軌跡方程可用以下公式表示：x1=r1*cos(theta)y1=r1*sin(theta)x2=x1+d*cos(theta+beta)y2=y1+d*sin(theta+beta)其中，r1為主軸齒輪的半徑；theta為主軸齒輪的轉(zhuǎn)角；beta為從軸齒輪的壓力角；d為兩輪齒的嚙合深度。由此可得到主軸齒輪和從軸齒輪的角速度和角加速度：omega1=-n1*w1omega2=omega1*(z1/z2)alpha1=-n1*alpha1alpha2=alpha1*(z1/z2)其中，n1為減速器的傳動比；w1為電機的角速度；z1和z2分別為主軸齒輪和從軸齒輪的齒數(shù)；omega1和omega2為主軸齒輪和從軸齒輪的角速度；alpha1和alpha2為主軸齒輪和從軸齒輪的角加速度。2.篩網(wǎng)運動的運動學分析井下機械式動篩排矸機的篩網(wǎng)是固定在從軸齒輪上的，通過齒輪傳動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。篩網(wǎng)的運動軌跡保持穩(wěn)定，其角速度和角加速度可由以下公式推導：omega2=2*pi*n/60alpha2=(omega2-omega1)*z1/z2其中，n為電機的轉(zhuǎn)速；omega1為電機的角速度；z1和z2分別為主軸齒輪和從軸齒輪的齒數(shù)；omega2為篩網(wǎng)的角速度；alpha2為篩網(wǎng)的角加速度。二、瞬態(tài)動力學響應井下機械式動篩排矸機傳動機構(gòu)在運行過程中會受到外部載荷的作用，需要對其瞬態(tài)動力學響應進行分析。首先，考慮電動機啟動時的瞬態(tài)響應。1.電動機啟動的瞬態(tài)響應電動機啟動時，其轉(zhuǎn)速從零開始逐漸加速到額定轉(zhuǎn)速，其瞬態(tài)響應過程即為電機運動學和動力學參數(shù)隨時間變化的過程。假設電動機啟動過程可簡化為一個階躍響應，其輸出為電機轉(zhuǎn)速的隨時間變化的階躍信號，輸入為電機驅(qū)動扭矩的隨時間變化的階躍信號。電動機的階躍響應可用以下公式表示：e(t)=1-exp(-t/T)u(t)=K*e(t)其中，e(t)為階躍響應信號；T為電機時間常數(shù)；u(t)為電機驅(qū)動扭矩信號；K為電機靜態(tài)增益。由此可得到電動機轉(zhuǎn)速和扭矩的瞬態(tài)響應。2.傳動系統(tǒng)的瞬態(tài)響應井下機械式動篩排矸機的傳動系統(tǒng)的瞬態(tài)響應可用以下公式表示：J*theta''+b*theta'+K*theta=T(t)其中，J為傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量；theta為傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角；b為傳動系統(tǒng)的阻尼系數(shù)；K為傳動系統(tǒng)的彈性系數(shù)；T(t)為外部載荷。傳動系統(tǒng)