为进一步提升分体式全液压坑道钻机用动力头的性能,运用功能分析法提出一种新型的动力头传动系统。采用ADAMS、ABAQUS联合仿真方法,研究了钻机最大负荷时新型传动系统的非标准齿轮齿面的接触应力,并与赫兹接触理论的数值计算结果进行了比较。分析表明全液压坑道钻机在运行过程中,最大转矩2866Nm;最大啮合接触力为3455N,最大等效接触应力为889MPa;理论计算与有限元分析的最大应力误差为3.6%,该设计方案能满足钻机的需求,为钻机动力头进一步的优化分析奠定了基础。

阐述了产品功能分析法、TRIZ理论的最终理想解和物场分析方法,建立了基于TRIZ理论和功能分析的产品创新设计流程。该流程将产品的创新设计分为产品功能分析、抽象理想解,构建系统物场模型和解决问题功能模型几个阶段,指导设计人员从产品的功能出发,快速实现产品的创新设计。并以液压缸往复密封为例,说明该流程的有效性。