文档介绍：分 类 号： TH22
学校代码： 10109
密 级： 公 开
太原科技大学硕士学位论文
（学术型）
学位论文题目： 基于 CATIA 的带式输送机传动滚筒有限元
分析与二次开发
英 文 题 目： CATIA-Based FEA of Belt Conveyor Drive
Pulley and Secondary Development
研究生姓名： 李胜玺
导师姓名及职称： 孟文俊 教授
培 养 单 位： 机械工程学院
学 科 专 业 ： 机械工程
学****年 限 ： 2013 年 9 月― 2016 年 6 月
论 文 答 辩 日 期 ： 2016 年 6 月 11 日
答辩委员会主席： 田东风 教授级高工
论文独创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，
独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢
的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写
的研究成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已
在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法
律责任由本人承担。
论文作者签名： 日期：
中文摘要
中 文 摘 要
带式输送机在散料搬运行业中有着无可替代的地位。传动滚筒作为带式输送机重要
的零部件，关乎到带式输送机能否正常运行。因此，对滚筒结构和受力分析的研究越来
越受到业内技术人员的高度关注。随着计算机技术的发展和有限元理论的日趋成熟，有
限元分析逐渐成为机械设计领域的一个新的重要的方法；同时，对大型 CAD/CAE/CAM
一体化软件进行二次开发，开发出一套关于滚筒分析的专业性软件，使设计者的设计效
率大大提高，因此对滚筒设计具有较高的实用价值。
首先对国内外传动滚筒和二次开发的研究现状、发展状况进行了综合论述,其次对滚
筒的结构形式、传动原理、受力分析和失效形式等做了深入的探讨，并推导出传动滚筒
所受面压力沿不同方向的分布规律和计算公式；随后又具体介绍了滚筒的一般设计计算
方法；接着以滚筒径向载荷沿轴向均匀分布为前提条件，采用一种分区域离散载荷方法，
针对某一矿用带式输送机，把其传动滚筒受载面分为若干部分，并对传动滚筒不同工作
面内所受载荷进行模拟计算，得出传动滚筒不同工作面内的径向压力值和压强值。然后
以该滚筒尺寸为基础，在 CATIA 中建立两种结构的滚筒简化模型，对滚筒进行静态分
析、模态分析和谐响应分析；通过静态分析，得出滚筒最大应力和位移及其产生位置，
同时得出了铸焊结构优于焊接结构的结论；对 铸焊滚筒进行模态分析得出了传动滚筒前
6 阶的固有频率和相应幅值；通过谐响应分析揭示了低频段谐波载荷对传动滚筒受力的
影响。最后，针对某一带式输送机，详细分析了两种不同启动工况下滚筒的动态特性，
得到了输送机启动过程中传动滚筒瞬时最大应力应变值、发生部位及发生时刻；上述分
析对传动滚筒的设计与优化具有指导意义。
本文以 Visual Basic 为开发工具、对 CATIA 进行了二次开发并设计出一套完整的
参数化界面，可实现滚筒模型自动生成与参数化有限元分析,简化了设计过程，提高了设
计效率，丰富了滚筒的设计形式。
关键词：带式输送机；传动滚筒；CATIA；Visual Basic；有限元分析；二次开发