本书从矿井提升机的国内外发展水平及新的研究成果入手，系统地阐述了新型厚壳弹性支撑卷筒矿井提升机的设计理论及现代设计方法在其设计中的应用。内容包括国内外提升机的发展与现状、提升机弹性支撑卷筒结构的设计理论、矿井提升系统的运行理论、提升机CAD系统研究、提升机的优化设计、提升机的有限元分析、提升机的计算机参数绘图、提升机CAD系统数据库技术、摩擦式提升机等。全书完善了提升机的设计理论，并使提升机在现代设
计方法的应用方面有了更进一步发展。本书结构合理，内容简炼，系统性和应用性强。可作为机械设计制造及其自动化专业的高年级本科生和研究生的教材或教师参考书，也可供有关矿井提升机工程设计人员、生产应用人员、维修检测人员阅读参考。
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第1章 绪论11.1 提升机在矿山系统中的地位1
1.2 国内外提升设备的发展与现状61.2.1 国外提升设备的发展与现状6
1.2.2 国内提升设备的发展与现状7
1.3 矿井提升系统和分类91.3.1 提升系统的组成与分类9
1.3.2 提升设备的分类13
1.4 现代设计方法在提升机设计中的应用141.4.1 国外提升机现代设计方法应用现状14
1.4.2 国内提升机现代设计方法应用现状15
1.5 提升机研究的依据和意义181.5.1 提升机研究的依据18
1.5.2 提升机研究的意义20
1.6 本书的研究内容21
第2章 提升机厚壳弹性支撑卷筒结构的设计理论252.1 弹性基础梁理论25
2.2 缠绕式提升机的主轴装置及卷筒结构分析312.2.1 缠绕式提升机的主轴装置结构形式31
2.2.2 卷筒结构发展33
2.2.3 卷筒失效及原因分析36
2.3 筒壳强度计算372.3.1 筒壳梁单元的径向反力37
2.3.2 筒壳变形的微分方程39
2.3.3 筒壳计算的力学模型40
2.4 筒壳的稳定性计算50
2.5 支轮应力计算502.5.1 支轮结构及受力分析50
2.5.2 制动盘侧支轮应力的计算51
2.6 主轴计算562.6.1 主轴结构58
2.6.2 主轴强度计算61
2.6.3 主轴刚度计算67
2.6.4 主轴强度和挠度的计算68
2.7 本章小结69
第3章 矿井提升系统的运行理论703.1 提升机运行的典型速度图70
3.2 矿井提升设备系统的基本动力学方程733.2.1 提升系统动力学方程73
3.2.2 提升系统的静阻力74
3.2.3 变位质量76
3.2.4 加速度和减速度的确定78
3.3 提升系统速度图和力图的计算813.3.1 提升速度图的计算81
3.3.2 提升系统力的计算83
3.4 提升电动机的预选853.4.1 电动机功率的估算85
3.4.2 估算电动机转速85
3.5 提升电动机容量的校核853.5.1 提升电动机等效功率的计算86
3.5.2 电动机的校核88
3.6 提升系统的电耗及效率计算893.6.1 一次提升电耗89
3.6.2 一次提升有益电耗90
3.6.3 提升设备的效率91
3.7 本章小结91
第4章 提升机CAD系统研究924.1 现代设计方法概述92
4.2 CAD系统结构93
4.3 CAD系统建模方法944.3.1 建模方法概述94
4.3.2 模块化建模方法95
4.4 提升机CAD系统结构96
4.5 提升机CAD系统中标准件选择计算984.5.1 主轴装置设计参数输入模块98
4.5.2 标准件选型计算模块99
4.6 提升机主轴装置结构确定1064.6.1 卷筒的结构设计106
4.6.2 主轴的设计107
4.6.3 主轴轴承的选型计算108
4.6.4 过盈配合选择子模块109
4.6.5 高强度螺栓的连接计算模块111
4.7 本章小结113
第5章 提升机的优化设计1145.1 优化设计概述1145.1.1 基本概念及应用114
5.1.2 工程离散变量优化设计方法116
5.2 离散变量直接搜索方法（MDOD）的基本原理118
5.3 离散优化设计在缠绕式提升机主轴装置设计中的应用123
5.4 提升机主轴装置数学模型的建立1235.4.1 设计变量124
5.4.2 约束函数124
5.4.3 目标函数127
5.4.4 优化结果分析129
5.5 本章小结130
第6章 提升机的有限元分析1316.1 有限元理论和ANSYS软件简介1316.1.1 有限元基本概念及应用131
6.1.2 ANSYS简介134
6.2 ANSYS与Solidworks的接口技术135
6.3 主轴装置的有限元分析1356.3.1 主轴装置的结构简化及几何处理137
6.3.2 单元类型的选择和网格划分138
6.3.3 施加载荷及边界条件139
6.3.4 计算结果与分析140
6.4 本章小结147
第7章 提升机的计算机参数绘图1487.1 参数绘图技术概述148
7.2 图形支撑软件的选择149
7.3 实现参数绘图的方式1507.3.1 常见的参数绘图方式150
7.3.2 命令文件式参数绘图的优点154
7.4 参数绘图模块的具体实现154
7.5 参数绘图程序的实现步骤1557.5.1 编写绘图函数155
7.5.2 布图并确定作图比例156
7.5.3 绘图并输出命令文件157
7.6 实现参数绘图程序的关键技术1587.6.1 编制及引用绘图函数的要点158
7.6.2 参数绘图函数159
7.6.3 参数绘图对象162
7.7 缠绕式提升机参数绘图实例163
7.8 本章小结164
第8章 提升机CAD系统数据库技术1658.1 数据库技术概述1658.1.1 基本概念165
8.1.2 工程数据库技术的发展166
8.1.3 数据库系统的特点170
8.1.4 常用的数据库系统172
8.1.5 关系数据库系统简介173
8.1.6 SQL Server的基本特性174
8.2 提升机标准件数据库的建立1768.2.1 钢丝绳数据库的建立176
8.2.2 电动机、减速器、联轴器、轴承数据库的建立176
8.3 数据库的连接测试和数据表验证1788.3.1 数据库的连接测试178
8.3.2 数据库的数据表验证178
8.4 基于SQL的CAD数据库操作1798.4.1 SQL简介179
8.4.2 数据表的建立、删除和修改181
8.4.3 数据的查询、插入、删除和更新184
8.5 提升机CAD系统的集成1888.5.1 数据库的集成188
8.5.2 CAD系统的集成188
8.6 本章小结190
第9章 摩擦式提升机1919.1 多绳摩擦式提升机结构特点196
9.2 摩擦式提升机的工作原理及防滑分析2009.2.1 静防滑安全系数的变化规律201
9.2.2 动防滑安全系数ud的变化规律及其允许的最大加、减速度203
9.3 摩擦式提升机钢丝绳张力的平衡204
9.4 本章小结207
第10章 结论与展望20810.1 研究结论208
10.2 主要创新点211
10.3 研究展望212
附录A 符号说明214
附录B 缠绕式提升机性能参数及其确定原则217
参考文献220
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