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悬臂式掘进机是煤矿井下的重要采掘设备之一,其转向性能的好坏直接影响到掘进工作和整机的稳定可靠性。本文研究的悬臂式掘进机采用无支重轮结构的履带行走机构,不同于履带式工程机械上传统的四轮一带。本课题以EBZ-135型悬臂式掘进机为研究对象,以虚拟样机技术为支持,对掘进机的履带行走机构进行动力学仿真研究。主要研究内容如下所示:1.理论计算(1)根据经验参数,推导出掘进机直线行走时的运行阻力。(2)引入横向偏心距、纵向偏心距,推导出掘进机重心与履带接地几何中心重合、不重合时,左右侧履带接地比压的分布情况。(3)根据接地比压的分布情况,推导出履带行走机构在稳定转向条件下,左右侧履带地面转向阻力距的解析式,从而得出履带行走机构在转向时受到的总的地面转向阻力矩。(4)分析履带行走机构采用一侧制动、原地转向、同向差速式转向时的受力情况,推导出稳定转向过程中驱动轮牵引力、牵引功率的解析式并计算出其理论值。2.动力学仿真(1)在Pro/E中建立主要零部件驱动轮、导向轮、机架及履带板的三维模型,并装配起来。(2)对三维模型进行简化,无干涉后以parasolid格式从Pro/E导出,导入到Adams/View中。根据实际情况,添加合适的约束与载荷,利用cmd命令施加各项接触力,自检无误后完成虚拟样机的创建。(3)掘进机虚拟样机的仿真研究:路面参数分别设置为松散土路和坚实土路。履带行走机构分别采用一侧制动、原地转向和同向差速式转向方式在相应的路面上稳定转向。得到各工况下底盘转向阻力矩的变化情况,以及驱动轮的牵引扭矩和质心速度的变化情况。3.对比分析将理论计算值与仿真值进行比较,若误差大就要对相应的系数进行修改校正,无误后得出滚动阻力系数与转向阻力系数之间的关系,验证本文算法及仿真的正确性。本文的研究为EBZ-135型悬臂式掘进机整机动力学仿真奠定了基础,同时对无支重轮结构的履带行走机构优化和改进具有一定的理论参考价值。