1、帶式輸送機是煤礦生產中的一種重要的運輸設備，驅動滾筒與輸送帶之間的摩擦牽引力是其驅動力，提高牽引力可以提高運輸效率，保證安全生產。本文采用仿生摩擦學的知識，對驅動滾筒的包膠進行仿生設計來增大摩擦牽引力，為提高帶式輸送機的驅動力提供了一種新的途徑。對凸包形仿生驅動滾筒增摩機理的分析，豐富了橡膠摩擦學和摩擦傳動理論，具有重要的理論意義。
　　本文在分析了黏彈性材料模型的基礎上，確定采用Kelvin模型作為橡膠的分析模型。分析了橡膠的摩

2、擦機理及摩擦分量的計算公式，并分析了溫度、速度、實際接觸面積、表面狀態(tài)對橡膠摩擦系數(shù)的影響。
　　對凸包形仿生表面與輸送帶的接觸情況進行了簡化，并利用壓入接觸力學的知識，推導了球狀凸包、圓錐狀凸包、圓柱狀凸包與輸送帶之間鑲嵌面積的計算公式，分析了凸包的形狀、尺寸大小對鑲嵌效果的影響；利用黏彈性力學、材料力學的知識，分析了輸送帶在凸包之間的變形情況，推導了輸送帶在凸包之間與仿生表面的接觸面積公式，并分析了凸包的排列方式、分布密度對此

3、接觸面積的影響；結合橡膠材料摩擦力的組成，根據凸包形仿生表面的特點，推導了凸包形仿生表面與輸送帶之間摩擦力的計算公式，并根據經典庫侖摩擦理論，推導出了凸包形仿生表面與輸送帶平面接觸時的摩擦系數(shù)。
　　根據帶式輸送機摩擦傳動機理，分析了彈性滑動的機理，推導了彈性蠕動量及蠕動速度的計算公式；推導了滑動弧上驅動滾筒所受壓力的計算公式，根據橡膠摩擦的特點，結合凸包形仿生驅動滾筒的特點，確定了凸包形仿生驅動滾筒與輸送帶之間摩擦系數(shù)的計算公式

4、，考慮到摩擦系數(shù)的變化，推導了新的摩擦傳動公式。
　　利用ANSYS仿真軟件對不同形狀的單個凸包與輸送帶的接觸變形情況進行了仿真，得出了凸包形仿生表面與輸送帶之間存在嵌入“嚙合效應”，外表圓滑且狹長的凸包與輸送帶的鑲嵌效果較好；對半球形凸包在不同壓力作用下的變形情況進行仿真，得出存在一個最佳壓力，使凸包與輸送帶之間的嵌入“嚙合效應”最大。對多個凸包與輸送帶的接觸進行分析，分析輸送帶在凸包之間的變形情況。最后對幾種試樣與輸送帶的接觸

5、情況進行仿真，分析其增摩效果。
　　在分析了常用摩擦系數(shù)測量方法的基礎上，設計并制造了平面摩擦系數(shù)測量試驗臺，測量了幾種凸包形試樣與輸送帶在不同壓力、不同加載時間及不同溫度下的摩擦系數(shù)，根據試驗結果繪制了摩擦系數(shù)曲線，分析了壓力的大小、溫度、凸包的形狀、凸包的外形尺寸、凸包分布密度、凸包的排列方式等對摩擦系數(shù)的影響。
　　設計并制造了帶式輸送機動態(tài)張力測量系統(tǒng)，可以測量輸送帶打滑時輸入點張力和輸出點張力，以此計算出最大的牽引