传动滚筒覆层表面结构摩擦学设计仿真研究

论文摘要

挠性摩擦传动是利用摩擦原理实现机械传动的一种重要形式,它具有结构简单、传动平稳、缓冲吸振、易实现远距离传输等特点,在工业生产中得到广泛应用。但由于挠性摩擦传动受摩擦副、接触特性及表面材料特性等多种因素的影响,容易出现打滑、蠕动、传动比不恒定等现象,甚至发生安全事故,因此研究摩擦传动对国民经济发展具有重要意义。本课题以重要的散料运输设备带式输送机为载体,目的在于通过传动滚筒覆层弹性体表面结构的研究实现增摩防滑的作用,改善运行安全状况,提高运输效率。论文在对已有的摩擦传动理论和滚筒的生产状况进行分析研究的基础上,提出了一种传动滚筒覆层弹性体表面结构设计的新思路。综合运用了非光滑表面(粗糙度)、结构仿生、真空吸附等理论,由壁虎脚掌良好的摩擦粘附性能得到启示,根据刚毛与蘑菇外形相似性进行改型,并联系真空吸盘吸附作用,经过合理的结构衍化、修改,形成独特的表面形态,即圆台形凹坑状的表面结构。利用MATLAB对该结构进行了数学建模和计算机模拟,运用UG进行了几何三维实体建模。采用有限元分析软件ABAQUS对所设计结构的摩擦性能进行仿真分析,经过比较得出研究设计的新型覆层结构具有一定增摩作用。通过研究表明从传动滚筒覆层弹性体表面结构入手研究摩擦表面接触特性对摩擦传动的影响是可行的,并且其研究成果对于摩擦传动理论和运输设备的进一步发展能起到重要作用,有利于国民经济的繁荣稳定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题意义
• 1.3 研究发展状况
• 1.4 研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 带式输送机传动原理研究
• 2.1 摩擦传动与挠性传动
• 2.2 带传动受力分析
• 2.3 摩擦传动研究
• 2.4 本章小结
• 3 接触摩擦研究基础
• 3.1 接触理论
• 3.2 摩擦学机理研究
• 3.3 摩擦学模型研究
• 3.4 本章小结
• 4 传动滚筒覆层结构设计
• 4.1 设计依据
• 4.2 覆层结构设计
• 4.3 表面形态数学建模
• 4.4 本章小结
• 5 接触摩擦性能有限元分析
• 5.1 非线性分析
• 5.2 ABAQUS非线性有限元分析
• 5.3 摩擦仿真及有限元分析
• 5.4 本章小节
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献