采煤机截割部行星传动在其啮合过程中不可避免地会出现齿轮偏载情况,以提高受接触强度和弯曲强度为目标函数,利用MDESIGN软件对其行星轮系在3种不同工况下进行啮合性能研究,综合分析得到在额定负载1.3~1.5倍左右的工况下太阳轮与行星轮的修形量最佳,其修形量组合分别为31~34μm与21~24μm。经优化后的齿轮接触应力由原先的1215 MPa减少到了1118 MPa,降低了约7.9%;太阳轮齿面最大载荷分布由270 N/mm减少为235 N/mm;接触温度由92℃减小为86℃;行星轮齿面最大载荷分布由290 N/mm减少为234 N/mm;接触温度由80℃减少为75℃,齿面载荷分布与温度的优化率达到了13%和8%左右,有效降低了接触应力、缓解了偏载,行星传动系统的承载能力得到显著的改善。

针对双电动机驱动采煤机截割部在应用中高速级齿轮容易出现损伤的问题,以某公司研制的MG2×180/850-BWD型采煤机截割部为例,建立了电动机驱动齿轮传动系统的联合仿真模型,从动力学角度对高速级齿轮进行动态特性分析,研究表明双电动机存在转速差,采用机身侧电动机转速低于滚筒侧电动机转速安装方式较好;高速级驱动齿轮啮合的载荷力存在较强的非线性,建议转速差不宜超过5 r/min。

为了解决液压支架护帮板在收回过程中的空间姿态测量问题,提出了一种基于深度视觉原理的多传感器融合护帮板空间姿态测量解决方案。该方案通过FAST算法提取特征点,采用领域搜索算法优化特征点,基于护帮板姿态解算模型采用深度相机和倾角传感器相融合的方式进行姿态解算。结果表明:特征点在经过模型优化后,准确度提升25%,液压支架护帮板偏航角的平均解算误差为0.68°,横滚角的平均解算误差为1.31°,俯仰角的平均解算误差为0.82°,护帮板空间姿态角度解算最大误差为1.91°,护帮板空间姿态角度解算最小误差为0.57°,满足井下护帮板姿态检测要求。该方法不易受到环境的干扰,便于获取护帮板在三维空间中的姿态,不但可用于液压支架护帮板空间姿态测量,而且在其他领域视觉测量技术中也具有较好的普适性。

以Mn-Cu合金为前驱体合金，在0．1mol／L HCl溶液中自由腐蚀去合金化成功制备出纳米多孔铜，采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析，结果表明，Mn-Cu合金在0．1mol／L HCl溶液中发生锰的选择性溶解，制备出的纳米多孔铜呈3维网络状均匀结构，平均系带尺寸53nm，平均孔径尺寸为140nm。

运用脉冲激光沉积（PLD）技术在Si（100）基片上沉积了金属Mo薄膜。在激光重复频率2Hz，能量密度5．2J／cm^2，本底真空10^-4Pa的条件下，研究Mo薄膜的结构和表面形貌，讨论了衬底温度对薄膜形貌与结构的影响。原子力显微镜（AFM）图像和X射线小角衍射（XRD）分析表明，薄膜表面平整、光滑，均方根粗糙度小于2nm。沉积温度对Mo薄膜结构和表面形貌影响较大，在373～573K范围内随着温度升高，薄膜粗糙度变小，结晶程度变好。

针对某型负载敏感阀U型节流槽流量调节范围小、响应慢等问题,通过分析阀口开度与过流面积的函数关系,设计了一种Ω型结构节流槽,建立阀口过流面积数学模型,利用粒子群算法以流量增益为目标对其结构参数进行寻优,利用FLUENT仿真软件对其性能进行了验证。结果表明Ω型节流槽阀口开度-过流面积的设计参数最优值r为1.5 mm、L1为5.6 mm、h为4.7 mm。U型与Ω型节流槽的阀口开度-过流面积均呈现分段增大的趋势。当阀口开度小于3 mm,U型与Ω型过流面积梯度一致;当阀口开度处于3.0~5.6 mm,U型过流面积梯度逐渐减小,Ω型过流面积梯度增大,Ω型比U型平均增大32.66%,具有较高的流量增益;当阀口开度处于3.0~5.6 mm时,Ω型最大流速峰值比U型平均减小4%,对节流槽冲击减弱,稳定性相对提高。

液压凿装机掘进臂中小臂结构在凿岩过程中受到较大交变载荷,易出现疲劳损伤。利用UG软件建立小臂三维模型,应用ADAMS软件分析提取掘进臂典型凿岩工况下小臂各受力点的载荷特征,在ANSYS Workbench软件中分析得到结构的最大应力为193 MPa、最大变形量0.36 mm。以减轻重量为目标、保证强度为约束条件对结构进行拓扑优化,根据优化结果确定了优化后结构模型。将有限元仿真数据导入nCode疲劳分析软件,通过疲劳寿命计算,得到优化前后的最小寿命时长分别为7 916 h、9 622 h,优化后寿命增加了1 700 h,提高了22%。

使用侧臂传动式薄煤层采煤机可以有效地提高装煤效果,但侧臂传动式薄煤层采煤机截割部的自重大,工作中会出现耳环处损坏等现象。利用Pro/E软件建立采煤机截割部壳体三维模型并通过ANSYS Workbench软件对其进行有限元仿真分析,得到了截割部壳体的应力和位移的分布状态,并对其结构进行改进,有效提高了其局部强度;对截割部壳体进行模态分析,得到壳体前五阶的固有频率和相应的振动状态,指出易疲劳区域。为薄煤层采煤机截割部振动特性的分析以及其结构的设计、改进提供依据。

文中以数字化技术的应用为线索,回顾了基于数字化技术的教学实践探索,提出了将数字化技术的最新研究成果融入到机械类卓越工程师培养的思路。通过软件UG的应用,机械类卓越工程师的专业方向进一步细分,数字化技术和传统的工程技术加快深度融合。培养方式也进一步清晰,以数字化设计与数字化制造能力为纲,以企业需求为参照,加快机械类卓越工程师培养进程。

为提高并联3D打印机的打印成型精度,针对影响其打印成型精度的主要工艺参数进行试验分析,对打印头温度、打印速度、分层厚度和工作平台温度这四项工艺参数设计4因素3水平的9组正交试验,通过因素极差图和方差分析,研究各个因素水平对打印件x、y、z方向尺寸精度、圆孔直径和表面粗糙度的影响程度,并得到对打印成型精度影响较小的最佳工艺水平组合。结果表明,打印头温度、分层厚度对打印件尺寸精度影响较为显著,打印速度对表面粗糙度影响较为显著。