進入21世紀以后，煤礦機械裝備得到了空前發展，重型和超重型設備在井下工作面得到了廣泛應用。采煤機的最大采高已經突破7m，裝機功率超過了2500kW，牽引力超過了1330kN。如此大功率的采煤機，對為其提供軌道的刮板輸送機也提出了更高的要求。刮板輸送機齒軌與采煤機行走輪的嚙合為采煤機提供牽引力。目前，齒軌按其節距主要分為125.5mm，126mm，147mm，172mm四種，按其制造工藝分為鍛造齒軌和鑄造齒軌。其中，125.5mm和126mm五節距的齒軌應用在槽長為1.5m的中部槽上，125.5mm節距齒軌主要是鑄造齒軌，而126mm節距齒軌按照使用條件，既有鍛造齒軌也有鑄造齒軌。147mm五節距齒軌應用在1.75m槽長的中部槽上，一般為鍛造齒軌，該規格齒軌也是目前絕大多數大功率采煤機配套使用的牽引齒軌。172mm五節距齒軌應用在2.05m槽長的中部槽上，目前在國內使用的范圍不廣，僅是配套7m及7m以上液壓支架時，中部槽的槽長才可能達到2050mm。本次強度分析研究對象是與大功率采煤機配套使用最為廣泛的齒軌，即147mm節距鍛造齒軌。
      齒軌與采煤機行走輪的嚙合類似于齒輪齒條的嚙合，齒軌對應齒條，行走輪對應齒輪。一般齒軌的齒形為準漸開線型式，是由多段圓弧包絡，外形接近于標準漸開線曲線。這樣既能降低齒軌的制造難度，又能保證齒軌與采煤機行走輪的嚙合。通常齒軌是固定在溜槽的齒軌座上，齒軌與齒軌座的固定是通過齒軌銷軸聯接，如圖所示。在該種固定方式下，齒軌工作時，主要承受采煤機行走輪的牽引力F，采煤機自身的重力以及齒軌銷提供的支撐力N，如圖所示。
      (1)創建FEM和仿真齒軌模型完成后，進入UG的高級仿真模塊，新建FEM和仿真，求解器選用NX NASTRAN。之后UG自動生成*.prt，*.fem和*.sim文件。*.prt是用來分析前模型預處理的，*.fem是用來給預處理后的模型網格劃分、賦予模型材質及其機械性能參數的，*.sim是用來給網格劃分后的模型施加載荷和約束的。
      (2)預處理預處理主要是在分析之前，略去對有限元分析結果不造成較大影響的特征，簡化模型，如：去掉小的圓角、倒角。或者為了方便載荷與約束的添加分割模型表面等。齒軌的每個齒形都是主要的承力單元，所以其周圍的圓角至關重要，不能予以簡化，與齒軌銷聯接的孔周圍倒角能夠很大程度上改善孔受力時的應力集中，因此也不能予以簡化。除此之外，其他圓角或倒角可以適當簡化。然后給模型賦予材質及其機械性能參數。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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