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采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一。摇臂齿轮传动系统是采煤机的重要组成部分,因为自身结构的复杂性和所受外部载荷的不确定性,一直是许多研究者关注的重点。为了进一步提高运行中的可靠性、安全性和稳定性,有必要对采煤机摇臂传动系统的动态特性进行深入的研究。本课题在国家自然基金山西煤基低碳联合基金项目“融合地理信息和采煤机位姿的工作面自适应调高和调直原理研究”资助下,项目号:U1510116,以某大功率电牵引采煤机摇臂传动系统为研究对象,结合虚拟样机技术、多体系统动力学、机械故障诊断的基本原理和信号分析处理技术等理论对其进行分析研究。CAE是随着计算机发展起来的新技术,对于复杂机械系统的动态特性研究有着不可替代的优点。本论文通过在UG中建立了某采煤机摇臂传动系统的三维实体模型,导入到ADAMS中建立了动力学虚拟样机模型,并利用ADAMS/Flex模块和ANSYS对高速部分的两级定轴齿轮系统柔性化处理,建立系统的刚柔耦合动力学模型,模拟仿真系统在不同载荷激励下的动态响应。从时域和频域角度研究振动响应变化规律。并利用采煤机摇臂加载试验台通过加载试验,采集振动信号并进行相关的时域频域分析验证相关理论和结果。关于典型故障下的特征信号一直是机械故障诊断及在线监测研究重点,它属于机械系统动力学的反问题。论文利用虚拟样机代替物理样机试验,通过在ADAMS中边界条件的设置,模拟仿真并获得摇臂齿轮传动系统中的高速齿轮分别在几何偏心故障和回转质量不平衡故障下的振动的角加速度时域和频域曲线。并引用统计指标表示时域典型故障特性,用啮合频率幅值比表征频域典型故障特性,分析并提取典型故障信号。啮合刚度激励是采煤机摇臂高速齿轮部分主要振动来源,而且它的频率很高,所以有必要进行模态分析,合理的设计可以避免齿轮共振。固有特性及振型也是动态响应的基础,本论文基于workbench求了两级定轴齿轮部分的模态特性。并利用ADAMS对直齿高速部分进行了应力分析,校核强度设计要求。