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矿井提升机是矿山机械重要设备之一，是地面与地下矿井间输送设备，它可完成生产物资与生产人员输送工作任务，被誉为“咽喉设备”。矿井提升机设计、加工及生产运行的情况，直接影响矿井企业能否安全生产甚至威胁人员生命安全。传统设计中，卷筒是矿井提升机的关键部件，其结构和性能一直是设计人员的关注点。卷筒部件受力复杂，设计计算工作量大、求解困难、产品研发周期长，设计中常采用大量简化及粗略计算方式，但其设计计算结构仅能反映卷筒部件某个局部应力、位移及强度和刚度，不能整体、综合的反映结果，为了达到安全生产，往往加大安全系数，造成不必要的浪费。随着数字化设计技术的发展，采用现代的设计方法代替传统设计是必然的。采用CAD与CAE技术可以缩短研发周期，使其设计与分析更符合生产实际，优化资源，避免造成资源浪费。本论文以矿井提升机卷筒为研究对象，通过运用SolidWorks、ANSYS Workbench软件及ANSYS中APDL语言，对卷筒部件设计与分析等关键技术展开研究。文中对卷筒部件关键的设计理论做了深入论述，并以2JK-3×1.5型单绳缠绕式矿井提升机为例，对其卷筒部件设计中的结构方案、力学性能等关键技术问题进行研究。采用SolidWorks软件对卷筒部件进行实体建模；基于ANSYS Workbench软件对卷筒进行静力学与动力学分析，观察其分析结果是否满足力学性能要求，并对卷筒是否选择安装木衬及安装何种材料的衬板，进行深入对比分析，获得木衬厚度与材料影响卷筒部件应力的分布规律；基于幅板的受力特殊性，在ANSYS中进行拓扑优化；运用ANSYS中APDL语言，对卷筒部件中主要零件进行参数化建模与分析。与卷筒部件的传统设计、计算和分析对比，本论文所采用的方法减少了设计人员的工作量，同时提高其设计的准确性，缩短了产品研发周期，可为将来大型提升机卷筒设计的提供快速准确的设计方法与参考，增加企业的竞争力和效益。