链板式输送机的设计计算.docx
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链板式输送机的设计计算
链板式输送机的设计计算
吉林大学机械学院高秀华于亚平黄大巍
摘要:
由于国内链板式输送机的计算公式不规范,计算方法不尽相同,给设计者带来了一定困难,文中提供了链板式输送机整套设计计算方法,为设计提供了可靠的依据。
关键词:
链板式输送机;链轮;链条;驱动;张紧
随着国内汽车行业的飞速发展,链板式输送机在汽车领域的应用越来越广泛,但其设计计算仍沿用旧方法。
针对链板式输送机设计计算资料缺乏的现状,本文进行了详细介绍,为链板式输送机的设计提供了理论依据。
1链板式输送机的结构和主要技术参数
链板式输送机是连续运输机械的一种,如图1所示。
它的结构特点是链板总成3作为运输物料的承载装置,链条带动链板移动时向前输送物料。
链条(一般用片式链)在运输机两端绕过驱动链轮和张紧链轮。
张紧装置1使输送机在运行时有足够的张紧力,保证牵引机构运转平稳。
传动装置5用来传递驱动装置的转动力矩,并传递或改变驱动装置运动的速度与方向。
驱动装置6将驱动电机的动力传递到驱动链轮,从而带动牵引构件工作。
图1链板式输送机
1.张紧装置2.中间支架3.链板总成4.链条润滑装置5.传动装置6.驱动装置
7.转动装置支架8.滚子链9.张紧装置支架
根据目前汽车生产线上常用的链板式输送机设计参数,本次计算选用参数如下:
输送机长度L=51.17m;链条节距t=200mm;板宽B=2000mm;工位节距T=4000mm;工位数n=10;输送速度v=0.25~1.25m/min,输送功率P=3kW;输送物体质量m1=1000kg。
2计算公式
211逐点张力的计算
逐点计算法是将链板式输送机各区段的阻力顺序加起来,从而求得输送机的牵引力。
首先,把牵引构件所形成的线路分割成若干连续的直线区段和曲线区段,定出这些区段的交接点,进而定出驱动装置、张紧装置、导料装置、卸料装置的位置,确定最小张力点。
从最小张力点,按计算规则进行逐点计算,即
Fn=Fn-1+FYn
式中Fn和Fn-1——相邻的n点和(n-1)点的张力,N
FYn——任意相邻2点区段上的运行阻力,N
2.2电机功率计算
链板式输送机驱动装置电动机功率的计算公式为
式中
P——电动机功率,kW
F——圆周力,N
V——输送机运行速度,m/s
Kb——功率备用系数,一般取1.1~1.2
ŋ——驱动装置传动效率(可从表1查得)
其中圆周力F=kFn-F0
式中k——链轮回转张力系数
2.3牵引链的计算
若链板式输送机牵引链采用片式链,一节牵引链包括内链片、外链片、小轴和轴套,链节设计简图如图2所示。
若为2条牵引链,则链轮齿推动轴套的力为总圆周力的1/2,用FL表示,每个链片上承受的力为最大张力的1/4,用FP表示。
表1各种机械传动效率概率值
图2链节设计简图
1.内链片2.外链片3.小轴4.轴套5.链轮齿宽
(1)小轴的验算
小轴总是弯曲变形,当链轮齿开始和链节啮合的瞬间,外链片受力使小轴弯曲变形,其弯矩计算公式为
σx<[σ]
式中W——小轴的抗弯模量,mm3
σx——小轴的应力值,MPa
[σ]——小轴的许用应力,MPa
小轴剪应力的验算
式中
τ——小轴所受剪应力,MPa
dZ——小轴直径,mm
[τ]——小轴的许用剪应力,MPa
(2)轴套的验算
链轮齿开始和轴套啮合的瞬间,内链片使轴套承受啮合力,即链轮齿作用在轴套上的力FL,此时FL可看作是在宽度方向b作用均布载荷,则弯曲方程式为
式中σT——在轴套上产生的应力,MPa
FL——作用在轴套上的力,N
dW——套筒外径,mm
[σ]’——调质许用应力,MPa
m——取值为0.5~0.8
(3)链片的验算
内链片、外链片最弱的断面是轴的孔处,因内链片上是轴套孔,其孔大,作用力是拉力,而外链片上是轴孔,其孔小,作用力是压力。
链片结构简图如图3所示。
图3链片结构简图
1.内链片2.外链片
外链片所受应力
内链片所受应力
式中[σ-1]——调质疲劳许用应力,MPa
2.4短节距链条的链轮计算
链轮轴向齿廓如图4所示。
(1)链长节数LP计算公式为
式中Lp——链长节数
——初定中心距,mm
Z1——驱动链轮齿数
Z2——传动链轮齿数
图4链轮轴向齿廓
C’由下式确定
(2)链条长度
式中t——链条节距,mm
(3)链轮计算
(1)分度圆直径d0计算公式为
式中Z——链轮齿数
(2)齿顶圆直径da计算公式为
式中dr——辊子外径,mm
(3)根圆直径df计算公式为
df=d0-dr
(4)齿侧圆直径dg计算公式为
式中h1——内链板高度,mm
(5)齿宽bf1计算公式为
bf1=C1b1
式中C1——齿宽系数(取值见表2)
b1——内链节内宽,mm
表2齿宽系数取值
(6)齿全宽bf2计算公式为
bf2=(mp-1)pt+bf1
式中mp——排数
pt——排距,mm
(7)齿侧半径为rx为
rx≥t
(8)量柱测量距MR
偶数齿时MR=d0+dR
奇数齿时
式中dR——量柱直径,且dR=dr
(4)片式牵引链链轮计算
(1)节圆直径D0
式中t1——链轮节距,mm
(2)辅助圆直径DR
DR=D0-0.2t1
(3)齿沟半径r
r=0.5dw
(4)齿顶半径R
表3短节距链条计算结果
R=t1-(e+r)
式中e齿沟弧圆心距离,mm
式中QL——链条破坏载荷,kg
(5)外圆直径De
De=D0+0.25dw+10
(6)根圆直径Di
Di=D0-dw
(7)齿宽bf
bfmax=019(b1-b11)-1
bfmin=0.87(b1-b11)-1
式中b1——内链节内宽,mm
b11——边缘宽度,mm
(8)齿根宽bg
bg=0.25bf
2.5计算结果
由公式所得计算结果见表3、表4。
表4片式牵引链计算结果
3结论
实践证明上述计算公式简便可行,可为汽车装配生产线的链板式输送机设计计算提供依据。
参考文献
1王义行等1输送链与特种链工程应用手.北京:
机械工业出版社,2000
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