井下机械式动筛排矸机传动机构的运动学分析和瞬态动力学响应中期报告

井下机械式动筛排矸机传动机构的运动学分析和瞬态动力学响应中期报告一、运动学分析井下机械式动筛排矸机传动机构主要由电机、减速器、离合器、齿轮传动等组成。传动过程中，电机带动减速器及齿轮传动旋转，进而驱动筛网运动。该传动机构的运动学分析可根据机构工作原理，对各传动部件的运动轨迹、速度、加速度等指标进行分析。1.齿轮传动的运动学分析井下机械式动筛排矸机的齿轮传动分为两级传动。第一级传动是由电机通过减速器驱动主轴齿轮，主轴齿轮带动从轴齿轮旋转，实现减速作用。第二级传动是由从轴齿轮带动筛网旋转，完成排矸作业。第一级传动和第二级传动的齿轮分别为主轴齿轮和从轴齿轮，其模数选取为3，齿数分别为17和51。主轴齿轮和从轴齿轮的轨迹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为主轴齿轮的半径；theta为主轴齿轮的转角；beta为从轴齿轮的压力角；d为两轮齿的啮合深度。由此可得到主轴齿轮和从轴齿轮的角速度和角加速度：omega1=-n1*w1omega2=omega1*(z1/z2)alpha1=-n1*alpha1alpha2=alpha1*(z1/z2)其中，n1为减速器的传动比；w1为电机的角速度；z1和z2分别为主轴齿轮和从轴齿轮的齿数；omega1和omega2为主轴齿轮和从轴齿轮的角速度；alpha1和alpha2为主轴齿轮和从轴齿轮的角加速度。2.筛网运动的运动学分析井下机械式动筛排矸机的筛网是固定在从轴齿轮上的，通过齿轮传动驱动旋转。筛网的运动轨迹保持稳定，其角速度和角加速度可由以下公式推导：omega2=2*pi*n/60alpha2=(omega2-omega1)*z1/z2其中，n为电机的转速；omega1为电机的角速度；z1和z2分别为主轴齿轮和从轴齿轮的齿数；omega2为筛网的角速度；alpha2为筛网的角加速度。二、瞬态动力学响应井下机械式动筛排矸机传动机构在运行过程中会受到外部载荷的作用，需要对其瞬态动力学响应进行分析。首先，考虑电动机启动时的瞬态响应。1.电动机启动的瞬态响应电动机启动时，其转速从零开始逐渐加速到额定转速，其瞬态响应过程即为电机运动学和动力学参数随时间变化的过程。假设电动机启动过程可简化为一个阶跃响应，其输出为电机转速的随时间变化的阶跃信号，输入为电机驱动扭矩的随时间变化的阶跃信号。电动机的阶跃响应可用以下公式表示：e(t)=1-exp(-t/T)u(t)=K*e(t)其中，e(t)为阶跃响应信号；T为电机时间常数；u(t)为电机驱动扭矩信号；K为电机静态增益。由此可得到电动机转速和扭矩的瞬态响应。2.传动系统的瞬态响应井下机械式动筛排矸机的传动系统的瞬态响应可用以下公式表示：J*theta''+b*theta'+K*theta=T(t)其中，J为传动系统的转动惯量；theta为传动系统的转角；b为传动系统的阻尼系数；K为传动系统的弹性系数；T(t)为外部载荷。传动系统