研究目的和意义:随着经济的不断发展、科学技术的不断提高与创新，煤炭生产进入高产、高效、安全和可靠的现代化发展阶段。从此，综合机械化采煤设备成为各国地下开采煤矿的发展方向。衡量一个国家的采煤机的技术水平，首先应对其机械设备的先进性、品种、质量、可靠性、适应程度以及寿命等加以分析。76221

    将轮系支撑体（低速轴、行星架）作为研究对象,用三维软件Solidworks建立低速轴和行星架的三维模型，将三维模型导入ANSYS建立有限元模型，对低速轴进行线性静力分析和模态分析，分析轴的変形和应力分布情况，找出变形应力最大位置，提出轴的改进方案，提高方案设计可靠性[1]。为了减轻按经验公式设计的行星架重量,根据材料力学有关理论知识对行星架结构进行修改,利用有限元分析对行星架修改前后的应力、位移和安全系数进行分析研究,为高可靠度行星齿轮箱设计提供有效的数值依据,它对相似机械产品的设计具有较大的参考价值[2]。正确的选择行星架和轴的结构尺寸，是减少设备质量，节约金属材料，提高工作精度，增强及其工作刚度及耐磨性的重要途径。

针对轮系支撑体（低速轴、行星架）完整获取在复杂外力作用下它们内部的准确力学信息，即求取该变形体的三类力学信息（位移、应变、应力）。在准确进行力学分析的基础上，设计师就可以对所设计的对象进行强度（Strength）、刚度（Stiffness）等方面评判，以便对不合理的设计参数进行修改，以得到较优化的设计方案。然后再次进行方案修改后的有限元分析，以进行最后的力学评判和校核，确定最后的设计方案。论文网

因此，采煤机械结构（低速轴、行星架）的研究具有重大意义。

课题研究现状:

根据世界采煤机发展潮流和煤炭科技前沿最新消息，我国采煤机进行攻关研究，争取尽快赶上世界水平。

目前，我国针对采煤机中行星架和低速重载轴结构设计的很多，例如：2010年，杨怀东、杨瑞锋、刘金荣对摇臂输出端的关键部件--行星架进行了受力计算,并利用ANSYS对其进行有限元分析,找到最大应力值,并对结构进行优化,预防其在工作中断裂。这给工程师对行星架结构和强度设计提供依据,并了解采煤机摇臂滚筒端的受力情况和结构的可靠性[3]；2012年，李海鹏针对MG2x150/700-WD型采煤机摇臂传动系统行星架,对其进行有限元模拟分析,获得了其应力分布规律,为进一步改善摇臂传动系统行星架受力状况,提高设计质量和延长其使用寿命奠定了理论基础[4]；2012年，尹明、王力中对煤炭压实机的滚轮轴断裂原因进行了分析,通过断口的宏观和微观形貌分析和ANSYS软件模拟疲劳应力分析,找出滚轮轴断裂的原因,从而对滚轮轴的结构进行了改进,提高了滚轮轴的疲劳寿命[5]。

    在现实生活中，矿山、冶金、电力等行业中轴瓦、轴套和蜗轮等耐磨件一般都是在低速、重载条件使用,随着科学技术的进步,低速重载耐磨材料也在发生着改变,考虑到性能和成本的原因[6],对轴加以研究分析。通过利用软件来对行星架进行有限元的分析，进而很好的得到了应力的云图以及位移的云图，同时也能够很好的得出原来设计的刚度不足等情况。通过对增加中空连梁壁的厚度以及重新的对有限元进行分析，针对行星架发生断裂的现象,进而显示出行星架的刚度得到了很好的提高，并且也使原有的应力集中部位的应力水平出现比较明显的下降[7]。设计师可通过有限元分析、优化、校核、确定方案，结合合适的材料进行制造加工，这对机械生产具有巨大的参考价值。