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卷带装置是可伸缩带式输送机的关键装置，为研究其工作过程中的应力应变特性，采用有限元分析软件Ansys对神华新街台格庙矿区一号井掘进所采用的卷带装置进行了分析，在此基础上对卷带装置的重要零件心轴进行了结构优化设计。结果表明，所设计的卷带装置工作过程中的应力、应变值在许用范围内，最危险区域安全系数也大于2，完全能满足使用要求；优化后的心轴结构尺寸减小了20％左右，但力学特性仍能满足使用要求。研究结果为整个卷带装置的进一步优化设计提供了理论参考。