介紹了回柱絞車的傳動原理，在Pro/E環(huán)境下建立了整個絞車的模型，運用通用格式Parasolid文件將其導入ADAMS軟件中，建立約束和載荷后，形成虛擬樣機模型。仿真得到各傳動部件的轉(zhuǎn)速和各級齒輪嚙合力的時域和頻域圖，通過與理論值對比，驗證了樣機的準確性和實用性，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，又稱慢速絞車，是用來拆除和回收礦山采煤工作面頂柱的機械設(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的主要性能要求。隨著機械化采煤程度的提高，礦用回柱絞車越來越多地被廣泛用于機械化采煤工作面，作為安裝、回收各種設(shè)備之用。回柱絞車除用于回柱放頂工作外，也可用來拖運和調(diào)運車輛。為了分析其動態(tài)特性，筆者采用Pro/E軟件先對整個絞車進行實體建模，然后再利用ADAMS軟件對其傳動性能進行分析。

1、傳動原理

　　回柱絞車的傳動原理圖如圖1所示，動力傳動系統(tǒng)的傳遞路線為:防爆電動機→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→過橋齒輪→大圓柱直齒輪→卷筒。

圖1 回柱絞車傳動原理圖

1.大圓柱直齒輪 2.過橋齒輪 3.小圓柱直齒輪 4.蝸輪 5.大斜齒輪 6.防爆電動機 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，首先對該絞車各個零件進行建模。例如，直齒輪和斜齒輪的建模按照一般方法加參數(shù)化就可以實現(xiàn)，環(huán)面蝸桿通過運用解析幾何學的理論，建立其齒面軌跡方程，然后進行掃描，從而形成環(huán)面蝸桿模型。各個部件完成后，再進行虛擬裝配，建立回柱絞車Pro/E模型，如圖2所示。

圖2 回柱絞車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，不能用以往的無縫結(jié)合軟件Mechanism/Pro來進行仿真，所以筆者采用生成通用格式的實體模型Parasolid(后綴名為.x_t)文件來建立ADAMS模型。導入模型后的第一個工作就是賦予模型材料，這樣ADAMS就可根據(jù)模型材料計算出實體模型的質(zhì)量、質(zhì)心坐標，以及各個方向的轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)。然后調(diào)整每個部件的位置，使空間結(jié)構(gòu)滿足實際情況，特別是嚙合區(qū)應(yīng)盡量調(diào)整到位。因為在仿真時采用的是接觸模型，所以模型的空間位置會對初始的仿真結(jié)果有一定影響。

　　為了提高仿真效果，減小計算量，在導入過程中去除了一些對傳動仿真沒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ADAMS模型如圖3所示。

圖3 回柱絞車ADAMS模型

5、結(jié)語

　　基于Pro/E建模軟件，建立了回柱絞車的三維模型，并導入動力學仿真軟件ADAMS中，通過施加各種約束和載荷，形成了虛擬樣機模型。通過動力學仿真，得到各傳動件的轉(zhuǎn)速，將其與理論值進行對比，誤差滿足要求，驗證了傳動的準確性。再由接觸模型得到各齒輪嚙合各向力的時域和頻域圖，與理論值基相符，說明虛擬樣機模型合理，仿真具有實用價值，可以為回柱絞車傳動系統(tǒng)的強度校核、優(yōu)化設(shè)計和振動分析等提供有效的依據(jù)。