杨 阳，赵悦岑，李 明

(重庆大学 机械传动国家重点实验室,重庆400044)

在重载、高速齿轮传动中，常出现较大的冲击载荷、振动和噪声，甚至出现齿根裂纹、断齿等故障，影响传动系统的可靠性和使用寿命。因此研究如何减小系统冲击载荷，提高传动系统的可靠性和使用寿命具有重要意义。

采煤机的运行工况恶劣、负载较大，传动系统常出现磨损、断齿、胶合等故障。因此，笔者以采煤机的传动系统为例，研究降低传动系统冲击载荷的方法，建立包含电机动态模型、耦合轮系和行星轮系动力学模型的采煤机动力传动系统机电耦合模型。在运行过程中，通过动态优化采煤机的运动参数来降低截割传动系统的冲击载荷，并搭建实验台架，验证通过动态优化参数降低传动系统冲击载荷方法的有效性。

1 动力传动系统机电耦合模型

为研究采煤机运动参数动态优化对截割传动系统中冲击载荷的影响，建立了截割传动系统和牵引传动系统的动力学模型。

1.1 截割传动系统建模

采煤机截割动力传动系统由3台电动机、耦合轮系和行星轮系构成，如图1所示。耦合轮系是由3个输入齿轮和1个输出齿轮构成的定轴轮系，汇集3台电机的动力。耦合轮系和行星轮系均有3条传动路线，每条传动路线分担1/3的负载，可提高传动系统的功率密度，减小系统体积。

图1 截割动力传动系统Fig. 1 Powertrain of the cutting unit

采用旋转正交坐标系(dq坐标系)建立电机动态模型[12-13]，dq坐标系等效电路如图2所示。图中usd和isd为d轴的定子电压和电流;urd和ird为d轴的转子电压和电流;usq和isq为q轴的定子电压和电流;urq和irq为q轴的转子电压和电流；……