高温链式滚床输送机的结构设计

11.绪论链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。链传动在机械制造中应用广泛。与摩擦型的带传动相比，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本也低。在远距离传动时，其结构比齿轮传动轻便得多。链传动的主要缺点是：只能实现平行轴间链轮的同向传动；运转时不能保持恒定的瞬间传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。链传动主要用在要求工作可靠，两轴相距较远，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动的场合。例如在摩托车上应用了链传动，结构上大为简化，而且使用方便可靠。链条按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中。在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链又可以分为短节距精密滚子链（简称滚子链） 、齿形链等类型。其中滚子链常用于传动系统的低速级，一般传递的功率在 100KW 以下，链速不超过 15m/s，推荐使用的最大传动比 =8。齿轮链应用较少。maxi高温链式滚床是采用滚子链和滚子轴作为传动机构的一种导向平稳、工作性能可靠的滚床输送机，与带式滚床输送机相比，它具有张紧力小、压轴力小、能在高温高湿及有油污等恶劣环境条件下工作等优点，因此在物流输送领域有着广泛的应用。本课题所研究的高温链式滚床是鄂尔多斯华泰汽车涂装车间用于烘干炉内高温环境下的专用输送设备，具有实际意义。1.1 链式输送机的概述链式输送机是利用链条牵引、承载，或由链条上安装的板条、金属网、辊道等承载物料的输送机。根据链条上安装的承载面的不同，可分：链条式/链板式/ 链网式/板条式/链斗式/托盘式/台车式，此外，也常与其他输送机、升降装置等组成各种功能的生产线。链式输送机以及相关的装置, 可实现物料的输送和计量。结构紧凑,占用空间小，可以三维改变输送方向。高充装度降低了输送链速，使得磨损很低, 行起来声音很小。在输送物料时可充装气体。运输中能保证没有粉尘泄漏到环境中。输送机可以送热的，沸腾江南大学学士学位论文2的，冷的或其他工况的介质。 输送机轴可以正反转, 设备可以随时改变输送方向, 这时候物料除了受重力下降不受其他作用力,低的输送速度使得总的功率消耗小。被输送的物料从进口到出口法兰之间是处于密闭状态的。出口不必设置除尘器。物料沿着管子平滑输送，基本上没有内部运动，所以物料破损少，缓慢的弯道输送使很少的 物料颗粒产生碎屑。管内不会产生粉尘爆炸，因为板片把物料局限在小单元内，爆炸无法发生。根据不同的加料情况，进口之间可相距超过 10 米远。 完全免维护的轴承，包围紧固，自润滑。链轮有优化的肩，表面有沉积排水和齿面，设计优化，使用硬化链条具有最小磨损。尽量小的外形尺寸。通过调节链条松紧，输送机通过特殊制作的部件，在更小的弯曲半径内一直保持输送盘在管路里垂直运动，并使输送量保持恒定。 特殊的输送盘,具有极低的磨擦系数和稳定的输送能力。 我们生产的全部管链输送机都使用我们开发的计算程序，使得输送机的输送管和弯曲部件等不同的部件保持必要的静摩擦和拉紧力，为设计低噪声和低磨损提供高精确数据。1.2 链式输送机的零部件设计链式输送机的零部件主要有：输送链、主动滚筒、改向滚筒、辊子、张紧机构、驱动装置和机架体等。这些主要部件的作用是构成一台链式输送机的基本要素，它们是保障链式输送机能够正常运行的必要条件。输送链输送链与传动链一样，精密输送链也是由一系列轴承组成的，它们被具有约束作用的链板固定，彼此之间的位置关系十分精确。每一根轴承包括一个销轴和一个套筒，链条的滚柱在其上旋转。销轴和套筒都经过表面硬化处理，由此允许在较高的压力下铰接在一起，而且可以承受经滚柱传递的载荷压力和啮合时的冲击。各种强度的输送链都有一系列不同的链条节距：最小链条节距取决于链轮轮齿对足够强度的要求，而最大链条节距通常是由链板和通用链条的刚性决定的，如果有需要，能过强化链板之间的套筒就可以超越额定的最大链条节距，但是必须在轮齿中保留用以清除套筒的间隙。驱动装置（1）驱动装置的组成 链式输送机的驱动装置包括电机安装架、平垫、减速器、弹垫等部分组成。（2）驱动装置的分类 链式输送机的驱动形式按传动滚筒数目分为：单滚筒驱动、双滚筒驱动及三滚筒驱动；按传动机构形式分为：电动机减速器传动、电动机减速器开式齿轮传动、电动机减速器链条传动（皮带）和电动滚筒传动等辊子辊子是链式输送机的主要零部件之一。主要部件有：滚轮组件、高温轴承、轴用弹性挡圈等组成。跟据生产工艺要求, 以直线、圆弧、水平、倾斜、分支、合流、升降、翻转等形式组成开式或闭式生产流水线。物件在辊子输送机上可按需要运行或停止,以完成焊接、装配、测试、秤量、包装、储运等 各类工艺作业。3张紧装置 张紧装置的作用是保证输送链中有必要的张力，主要部件有：活动架、固定架、孔用弹性挡圈、张紧链轮等部件组成。此外，向上倾斜输送物料的输送机或向下倾斜输送物料的输送机，为了防止停电或驱动装置发生机械故障时反向运动或失去控制，造成安全事故，应安装逆止器或制动器。使用逆止器和制动器。1.3 国内外的研究概述近几年来, 随着我国物料搬运总体技术水平的不断发展和提高, 在散料连续输送机以下简称输送机这一分支领域内也取得了很大的进步, 各种新产品、新机型、新结构、新材料和新工艺等不断涌现。我国的输送机基本上都为固定式, 而港口、码头、堆场和转运站等场所有时要求输送机能移动, 用时搬来, 不用时移走, 如同移动带式输送机一样。国外对此早已研究解决并形成系列,如英国雷德勒公司, 有多种类型的移动式水平、垂直和倾斜型输送机, 我国应研究发展这种产品。这类产品有三大特点一是轻型二是距离不太长, 高度不大三是带有行走轮和活动支承架。发展这一产品在技术上没有什么难度。大力发展各种专用系列产品是当今散料连续输送机械的发展趋势之一, 链式输送机也不例外。所谓专用是指在特定场所使用或为某一类特殊物料设计的定型产品, 上面所介绍的各种机型有些便是属于专用性质的。除此之外, 还有许多新的领域需要去开拓, 如水泥专用, 蜂窝煤粉专用, 饲料专用, 垃圾焚烧专用, 医药卫生专用, 煤及煤粉取样小型专用, 定量输送型, 给料分料型等等。由此可见, 链式输送机的发展前景是十分广阔的。美国特莱姆柯公司的链式输送机大都采用刮板式, 即链条未埋在物料之中, 而是靠刮板输送物料, 这样可较大地降低输送阻力。还有一种结构是采用双股滚子链条, 链条置于壳体两侧,滚轮在导轨上运行, 链条中部的刮板伸人到机壳下部刮送物料。这种结构的输送机运行更加平稳, 链条磨损减轻, 我国也有部分生产厂家在某些产品上采用了这种结构, 经使用效果很好。日本细川公司很早以前就推出了用钢丝绳作牵引构件的输送机, 钢丝绳上固定有刮板, 壳体断面为圆形, 该产品已形成系列, 其特点是钢材用量少, 占地面积小, 密封性能好。用钢丝绳代替链条能很好地体现等强度设计原则, 这种输送机不仅能实现垂直提升也能进行水平输送。目前我国虽已有设计部门完成了其中一个规格的设计工作, 但还未找到愿意合作的厂家。1.4 本课题的研究内容和所需解决的问题本课题所研究的对象为高温链式滚床，高温链式滚床是采用滚子链和滚子轴作为传动机构的一种导向平稳、工作性能可靠的滚床输送机，与带式滚床输送机相比，它具有江南大学学士学位论文4张紧力小、压轴力小、能在高温高湿及有油污等恶劣环境条件下工作等优点，因此在物流输送领域有着广泛的应用。本课题所研究的高温链式滚床是鄂尔多斯华泰汽车涂装车间用于烘干炉内高温环境下的专用输送设备，具有实际意义。本设计所要解决的主要问题如下：1、熟悉整个输送线的结构及设计参数； 2、根据所输送工件的结构特点和相关参数，完成滚床总体结构的设计草图； 3、根据设计参数和输送要求，完成相关计算（主要包括电机功率计算及选型、链传动选择计算、张紧配重计算、滚子梁刚度计算、滚轮接触强度计算等等） ； 4、根据计算结果，确定滚床结构尺寸，完成总装图； 5、完成重要零部件的部件图或零件图。 52 .总体方案设计传送装备在物流系统中有着非常重要的地位，传送装备的优劣直接决定着物流系统的工作效率，进而影响企业的生产经营的效率。因此企业对传送装备的设计要求越来越高。滚床输送机是传送装备中比较重要的种类，相比于带式输送机，滚床输送机的结构更为简洁可靠，且输送能力较大，操作简单，应用范围更广，同时还具有承载能力强，橇体或工件输送时导向平稳、可靠，安装使用方便等优点。滚床按传动构件形式不同，可以分为链式滚床和带式滚床两种。2.1 链式输送滚床和带式输送滚床链式滚床与带式滚床都属于输送机自动输送技术领域，是一种新型的用于物流输送线上的输送设备。滚床总体设计方案可知，链式滚床与带式滚床的主要区别在于驱动滚床的形式。链式滚床主要通过链条来驱动辊子。若干个滚轮轴组件安装在机架上，各滚轮轴组件之间由链条连接，张紧装置安装在链条一侧，并可调节链条的张紧度，驱动装置安装在机架上。一般情况下，都在在机架一侧安装有导向轮，其常用的特征为由一对槽钢构成整体机架，在整体机架内设置加强筋。而带式滚床的结构是驱动装置与同步带相接，同步带与输送组件相接，导向轮组件安装在支架上，驱动组件安装在支架上。这种滚床的优点在于：与普通滚床输送机采用基本相同的结构形式，大多数零部件与普通滚床输送机通用，减少了零部件的种类，有利于设备制造厂家的生产管理。减少了整个输送系统中输送机的种类，方便用户的日常使用和维护。这两种滚床均由主框架、动力辊子、传动构件、传动装置和张紧装置等主要部分组成。动力辊子按一定计算间隔均匀布置。动力辊子由安装在一根通轴上的两个滚轮以及轴上的带轮或链轮组成。若滚床上的电机为减速变频电机，则这种滚床则会有变频可选。滚轮上的配置定位装置可实现撬体精确定位江南大学学士学位论文62.2 带式输送机的特点及分类图 2-1 带式滚床示意图带式滚床输送机，由安装在床架上的直联式电机减速、主动轮构成的驱动装置和由传动带、动力辊决成构成的传动机构组成。动力辊总成包括：传动滚、从动轮、支承轴、定位管。上面放置支撑输送物品的滑橇体。现有的常用滚床输送机，是采用常规套筒滚子链来作为传动机构，尽管它也可以完成地面输送物品，然而，其存在的缺点也同样明显：1、运动平稳性差；2、噪音高；3、必须有配套的链条润滑设备；4、调整时需变动链条的整节数，连续性差，不易实现生产规模和产品改型而进行的技术改造。2.2 链式滚床输送机的选择2.2.1 电动机在外图 2-2 电机在外的链式输送机示意图72.2.2 电动机在内 图 2-3 电机在内的链式输送机示意图对比这两种方案，考虑到滚轮机床的工作环境温度比较高及电动机的使用寿命。故我们选择电动机放置在机床外。这样有利于电动机的散热并且延长了电动机的使用寿命。2.3 带式滚床和链式滚床输送机的对比链式输送机与带式滚床输送机相比，具有以下优点：1利于日常维护。与普通滚床输送机采用基本相同的结构形式，大多数零部件与普通滚床输送机通用，减少了零部件的种类，有利于设备制造厂家的生产管理。减少了整个输送系统中输送机的种类，方便用户的日常使用和维护。2承载能力强。相对于带式滚床输送机而言，链式滚床输送机的承载能力更强。能够承载较大质量的货物。3耐冲击，强度高。在日常使用中，链式滚床输送机更不容易损坏。 4噪音低。在日常使用中，相对于带式滚床输送机而言，噪音更低。由上述的对比可知，在货运量比较大的情况下，链式滚床比带式滚床更有优势，因此，本文的滚床采用链式驱动的形式。2.4 比较并确定最终方案由于带式滚床输送机承载能力差，不利于在环境条件不是很好的地方作业，而链式滚床输送机则不同，它能很好的适应不同环境的作业需求，在高温条件下，带式输送机的皮带很容易损坏，而链式输送机的链轮则不会；由于链式滚床输送机的工作环境会产生高温，故链式滚床输送机的电动机应放置在输送链外，有利于散热及对电动机的保护。综上所述，我们选择链式输送及电动机放置在外的方案。江南大学学士学位论文83.链式滚床的参数计算3.1 传送链的设计链传动是一种挠性运动，它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。链传动按用途不同可以分为传动链、输送链和起重链。图 3-1 链传动滚子链的结构如图 3-1 所示：它是由内链板 1、外链板 2、销轴 3、套筒 4 和滚子 5组成。内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈配合，滚子与套筒之间、套筒与销轴之间为间隙配合。当内、外链板相对挠曲时，套筒可绕销轴自由转动。滚子是活套在套筒上的，工作时，滚子沿链轮齿廓滚动，这样就可减少齿廓的磨损。链的磨损主要发生在销轴与套筒的接触面上。因此，内、外链板间应留少许间隙，以便润滑油渗入销轴和套筒的摩擦面间。链板一般制成 8 字形，以使它的各个横截面具有接近相等的抗拉强度，同时也减少了链的质量和运动时的惯性力。图 3-2 滚子链的结构当传递大功率时，可采用双排链或多排链。多排链的承载能力与排数成正比。但由9于精度的影响，各排链承受的载荷不易均匀，故排数不宜过多。滚子链的链节数为偶数时，接头处可用开口销或弹簧卡片来固定，一般前者用于大节距，后者用于小节距；当链节数为奇数时，需采用过渡链节。由于过渡链节的链板要受附加弯矩的作用，所以在一般情况下最好不用奇数链节。3.2 驱动电机的选型电动机是应用很广泛的动力设备，在农业机械中它与内燃机、拖拉机一样，是不可缺少的主要动力之一。电动机是将电能转换为机械能的动力机械。俗称电滚，也叫马达(译音)。一般来说，电动机的选择方法主要包含以下内容。（1）类型的选择 选择哪种类型的电动机，一方面要根据生产机械对电动机的机械特性、起动性能、调速性能、制动方法和过载能力等方面的要求，对各种类型的电动机进行分析比较；另一方面在满足上述要求的前提下，还要从节省初期投资，减少运行费用等经济方面进行综合分析，最后将电动机的类型确定下来。在对起动、调速等性能没有特殊要求的情况下，优先选用三相笼型异步电动机。（2）功率的选择 正确地选择电动机的额定功率非常重要，额定功率选择得过大，电动机长期在欠载状态下运行，不仅增加了设备投资，还会降低其效率和功率因数(对异步电动机而言)等指标，增加了运行费用；额定功率选择得太小，电动机长期在过载状态下运行，会使电动机过热而降低使用寿命，甚至拖动不了生产机械。因此，应使所选电动机的额定功率等于或稍大于生产机械所需要的功率。（3）转速的选择 根据生产机械的转速和传动方式，通过经济技术比较后确定电动机的额定转速。 额定功率相同的电动机额定转速高，电动机的重量轻、体积小、价格低、效率和功率因数(对三相异步电动机而言)也较高。若生产机械的转速比较低，电动机的额定转速比较高，则传动机构复杂、传动效率降低，增加了传动机构的成本和维修费用。因此，应综合分析电动机和生产机械两方面的各种因素最后确定电动机的额定转速。（4）工作制的选择 根据电动机的工作方式选择电动机的工作制 c 国产电动机按发热与冷却情况的不同，分为九种工作制，如连续工作制、短时工作制、断续周期工作制，等等。选择工作制与实际工作方式相当的电动机比较经济。电动机的种类繁多，其分类方法也很多，通常按电源及结构原理进行分类。根据电源，电动机可分为直流电动机和交流电动机。交流电动机分为异步电动机和同步电动机，同时，异步电动机又以转子结构的不同，分为鼠笼型电动机和绕线型电动机两种。鼠笼型电动机又有单鼠笼、双鼠笼和深槽式 3 种。根据结构和运转原理，直流电动机可分为串激、并激、复激和他激 4 种。异步电动机有单相和三相两种。由于异步电动机结构简单，成本低，坚固耐用，维护又方便以及有较好的运行性能，加之当前的动力电源主要是三相，所以在煤矿应用最多的是三相异步电动机。另外，还可按电动机的转速、额定电压、尺寸大小、安装结构型式、外壳防护型式、冷却方式、工作定额等进行分类。江南大学学士学位论文10此外，减速电机是一种新兴的具有高科技含量的电机类型。减速电机是指减速机和电机(马达)直联的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。广泛应用于钢铁冶金、环保水处理、起重运输、物料搬运、轻工、港口、机场、汽车生产、电力等各行各业。使用的优点是简化设计、节省空间、延长使用寿命、降低噪音、提高扭矩和负载能力。减速电机的电机接线盒经过一定设计改造，可以直接连接变频器，适用于分布式控制应用，不仅可以完成简单驱动，还能够实现复杂定位控制。减速电机的主要特点有：（1）减速电机结合国际技术要求制造,具有很高的科技含量。 （2）节省空间,可靠耐用,承受过载能力高,功率可达 95KW 以上。（3）能耗低,性能优越,减速机效率高达 95%以上。 （4）振动小,噪音低,节能高,选用优质段钢材料,钢性铸铁箱体,齿轮表面经过高频热 处理。（5）经过精密加工,确保定位精度,这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机,形成了机电一体化,完全保证了产品使用质量特征。（6）产品才用了系列化、模块化的设计思想,有广泛的适应性,本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。由上节的计算可知，滚床的驱动功率最小为 0.19kW，工件在传输时受到的牵引力约为 265N。基于电动机的以上特点，本文选用减速电机作为输送机床的驱动装置。查 SEW 减速电机的规格表，选用如下减速电机。表 3-2 输送机选用的电机的详细参数电机额定功率 Pm/kW输出转速na/1/min输出扭矩Ma/N·m减速机速比 i输出轴许用径向载荷 FRa/N使用系数SEW-fB减速机型号电机型号重量/kg0.19 60 88 15.63 2256 2.0 SK372.1-80S DT80K4 12此型号的电机在一定程度上保证了驱动功率有一定的盈余，因数在电机起动时，若输送机床上有工件，则此时的起动功率会比平时工作时的功率要大，且减速电机本身还有一定的使用系数。113.3 链式滚床轴的设计3.3.1 驱动轴的设计图 3-3 驱动轴的设计示意图图 3-4 驱动轴受力分析图由静力平衡方程0Fb0MBlRA，aA，求得支反力为lFlbRBRA，以梁的左端为坐标原点，选取坐标系如图 4.9a 所示。集中力 F 作用于 C 点，梁在 AC 和CB 两段内的剪力或弯矩不能用同一方程式来表示，应分段考虑。在 AC 段内取距原点为x 的任意截面，截面以左只有外力 ，根据剪力和弯矩的计算方法和符号规则，求得这RAF一截面上的 和 M 分别为SF江南大学学士学位论文12（a）lFbxS)()0(ax(b)M这就是在 AC 段内的剪力方程和弯矩方程。如在 CB 段内取距左端为 x 的任意截面，则截面以左右 和 F 两个外力，截面上的剪力和弯矩是RA(c)lalbxS)(F)1(x(d)(lxM)(a当然，如用截面右侧的外力来计算会得到相同的结果。由(a)式可知，在 AC 段内梁的任意截面上的剪力皆为常数 ，且符号为正，所以在lFbAC 段(010rmin),可按基本额定动载荷计算值选择轴承，然后校核其额定静载荷是否满足要求。当轴承可靠性为 90、轴承材料为常规材料并在常规条件下运转时，取 500h 作为额定寿命的基准，同时考虑温度、振动、冲击等变化，则轴承基本额定动载荷可按下式进行简化计算。 rTndmhCPfC基本额定动载荷计算值，N；P当量动载荷，N；fh寿命因数；1fn速度因数；0.822fm力矩载荷因数，力矩载荷较小时取 1.5，较大时取 2；fd冲击载荷因数；1.5fT温度因数；117CT轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定动载荷，N；查表得，f h=1；f n=0.822； fm=1.5；f d=1.5；f T=1。在本输送装置中，可以假设轴承只承受径向载荷，则当量动载荷为：P=XFr+YFa查文献3的表 6-2-18，得， X=1，Y=0；所以，P=F r=1128N。由以上可得： NfCTndmh 6.3087128.05本输送机中的轴承承受的载荷多为径向载荷，所以选取深沟球轴承，查文献的附表，并考虑轴的外径，选取轴承 6305-RZ，其具体参数为：内径 d=25mm，外径 D=62mm，基本额定载荷 ，基本额定静载荷 ，极限速度为 10000r/min，质量kN2.r k5.10rC为 0.219kg。然后校核该轴承的额定静载荷。额定静载荷的计算公式为： rCPS00式中：基本额定静载荷计算值，N; 0当量静载荷，N；P安全因数;0S轴承尺寸及性能表中所列径向基本额定静载荷，rC查文献3的表 6-2-14 知，对于深沟球轴承，其当量静载荷等于径向载荷。查文献3的表 6-2-14 知，安全系数 2.10S则轴承的基本额定静载荷为： kNCPSCr.6.13528. 00 由上式可知，选取的轴承符合要求3.5 链式输送机强度计算3.5.1 链传动的运动特性由于链是由刚性链节通过销轴铰接而成，当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，这一段链条将曲折成正多边形的一部分。该正多边形的边长等于链条的节距 p，江南大学学士学位论文18边数等于链轮齿数 z， 链轮每转过一圈，链条走过 zp 长， 所以链的平均速度 v 为= =v106pn02式中： 、 分别为主、从动链轮的齿数；z2、 分别为主、从动链轮的转速， r/min。n1链传动的平均传动比 12zni因为链传动为啮合传动，链条和链轮之间没有相对滑动，所以平均链速和平均传动比都是常数。但是，仔细考察绞链链节随同链轮转动的过程就会发现，链传动的瞬间传动比和链速并非常数我们知道，链条由刚性链板通过铰链连接而成。当链条绕在链轮上时，其形状如图所示：在主动链轮上，铰链 A 正在牵引链条沿直线运动，绕在主动链轮上的其他铰链并不直接牵引链条，因此，链条的运动速度完全有铰链 A 的运动所决定。铰链 A 随同主动链轮运动的线速度 方垂直于 AO， 与链直线运动方向的夹角为 。 因此， 铰链 A 实1rv 际用于牵引链条运动的速度为式中。 为主动链轮的分度圆半径，m。 因为 是变化的，所以即使主动链轮转速R1 恒定，链条的运动速度也是变化的。当 = 时，链速最低；当 =0，链速最11802z高， 是主动链轮上的一个链节所对的中心角。链速的变化呈周期性，链轮转过一个链1节，对应链速变化的一个周期。链速变化的程度与主动链轮的转速 和齿数 有关。转1n1z速越高、齿数越少，则链速变化范围越大。在链速 变化的同时，铰链 A 还带动链条上下运动，其上下运动的链速 1也是随链节呈周期性变化的。sinsin1Rvy在主动链轮牵引链条变速运动的同时，从动链轮上也发生着类似的过程。从动链轮上的铰链 C 正在被直线链条拉动，并由此带动从动链轮以 转动。因为链速 方向与铰2x链的 C 的线速度方向之间的夹角为 ， 所以铰链 C 沿圆周方向运动的线速度为cos22xvRv19式中， 为从动链轮的分度圆半径，2R0m由此可知从动链轮的转速为 coscos212RRvx在传动过程中因为 在 内不断变化，加上 也是不断变化，多以即使 是常2180z 1数， 也是周期性变化的。2从上式中可得链传动的瞬时传动比为 cos12Ri可见链传动的瞬时传动比是变化的。链传动的传动比变化与链条绕在链轮上的多边形特征有关，故以上现象称为链传动的多边形效应。3.5.2 链传动的动载荷链传动在工作过程中，链速和主从链轮的转速都是变化的，因而会引起变化的惯性力及相应的动载荷。链速变化引起的惯性力为 =maF1d式中： 紧边链条的质量， kg;m链条变速运动的加速度， / 。cm2s如果视主动链轮匀速转动，则 sin)cos(211Rdtvxc 当 时 ,11802z( 2180sin)sin() 12111max pzRRc 从动链轮因角加速度引起的惯性力为 FdtJd2式中： J从 动系统转化到从动链轮轴的转动惯性， ;kg2.m从 动 链 轮 的 角 速 度 ， rad/s.2链轮的转速越高，节距越大，齿数越少，则惯性力就越大，相应的动载荷也就越大。同时，链条沿垂直方向也在做变速运动，也会产生一定的动载荷。江南大学学士学位论文20此外，链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和振动，当链节和链轮轮齿接触的瞬间，因链节的运动速度和链轮轮齿的运动速度在大小和方向上的差别，从而产生冲击和附加的动载荷。显然，节距越大，链轮的转速越高，则冲击越严重。3.5.3 链传动的受力分析链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力。张紧力是通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致过松，以免出现链条的不正常啮合、跳齿或脱链。因为链传动为啮合传动，所以与带传动相比，链传动所需的张紧力要小得多。链传动在工作时，存在紧边拉力和松边拉力。如果不计传动中的动载荷，则紧边拉力和松边拉力分别为 feF1 fcF2式中： F 有效圆周力，N ;eF 离心力引起的拉力，N ；cF 悬垂拉力，N 。f有效圆周力为 vpe10式中： P 传动的功率，k W；V 链速，m /s。离心力引起的拉力为 2qvFc式中： q 为链条单位长度的质量，k g/m。悬垂拉力 Ff 为Ff=max(F f,F f)其中：F f =Kfqa F f =(Kf+sina )qa210210式中： 链传动的中心距，m mKf垂度系数，见下图。图中 f 为下垂度， 为中心线与水平面夹角。21图 3-11 悬垂拉力3.5.4 滚床滚轮接触强度的计算机械中各零件之间力的传递，总是通过两零件的接触来实现的。除了共形面相接触的情况外大量存在着异形曲面相接触的情况。这些异形曲面在未受外力时的初始接触情况，不外乎是点接触和面接触两种。已 知 的 原 始 条 件 有 ：轨 道 的 材 料 : Q235-A =235Mpa =440Mpa E=206Gpasb橇体重 G =250kg 工件重 G =650kg 每轮载荷 F=2256.3N 走轮直径 D=125mm01走轮有效踏面长 L=4800mm 根据计算公式 Pmax=0.418 SQRT(F/L E/R)由上面的计算可知 P 0.418max5.62/048/3.256=0.52Mpa江南大学学士学位论文224链式滚床的其他部件设计4.1 链式滚床的驱动装置图 4-1 链式滚床的驱动装置图 4-1 为 驱 动 装 置 的 示 意 图 ， 其 中 1 为 电 机 减 速 机 ； 2 是 螺 栓 ； 3 是 螺 母 ； 4 是弹 垫 ； 5 是 平 垫 ； 6 为 方 钢 ； 7 为 电 机 安 装 架 。链条输送设备一般运行速度不高, 但传动扭矩大、传动功率大。因此, 驱动装置通常由电机减速机 1 组成，电机减速机 1 安装在电机安装架 7 上。通过驱动装置使输送设备驱动轴转动而实现输送链条的运行及物体的输送。因为调心球轴承座有自动调心的作用, 当两支承有一定量的同轴度误差时能保证输送机正常工作, 且双列轴承保证它有足够的承载能力。驱动装置同时还一定要设计安全保护装置, 安全保护装置的传统形式是安全销, 过载时安全销断裂, 但它的恢复耗时费力。4.2 链式输送机的张紧装置图 4-2 张紧组件（一）23图 4-3 张紧组件（二）图 4-4 张紧组件（三）图 中 1 为 固 定 架 ； 2 活 动 架 ； 3 螺 栓 ； 4 螺 母 ； 5 弹 垫 ； 6 平 垫 ； 7 滑 轮 ； 8 轴 套 ；9 销 轴 ； 10 通 用 型 同 基 自 润 滑 轴 承 ； 11 卡 板 ； 12 螺 钉 ； 13 平 垫 。活 动 架 2 由 张 紧 绳 连 接 配 重 装 置 ， 由 重 力 原 理 组 成 张 紧 装 置 。链式输送机的张紧装置。传动链轮安装在传动轴上，传动轴与滑块式带座轴承连接，滑块式带座轴承装在轴承导轨部件内，螺杆一端与滑块式带座轴承连接，另一端则穿过轴承和轴承座与转动手柄连接，定位板插入转动手柄的槽内并与轴承座连接，轴承座与轴承导轨部件的一端固定。通过转动手柄的转动，改变传动链条的松紧度。性能可靠、调整方便、结构简单、容易操作、省力、维修便利。江南大学学士学位论文244.3 链式输送机的链轮图 4-5 链轮示意图小直径的链轮可制成整体式；中等尺寸的链轮可制成孔板式；大直径的链轮，常可将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上。链轮是链式输送机的重要组成部分，小直径的链轮可制成整体式；中等尺寸的链轮可制成孔板式；大直径的链轮，常可将齿圈用螺栓连接或焊接在轮毂上。链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮应采用较好的材料制造。4.4 改向滑轮图 4-6 改向滑轮示意图图 4-6 为改向滑轮的结构示意图，图中 1 为安装架；2 即为滑轮；3 为轴套；4 为销轴，改向滑轮装置是通过螺栓和机床的安装架相连。改向滑轮的作用是改变链传动的传输方向。254.5 配重组件图 4-7 链式滚床输送机的配重组件图 4-7 为链式滚床输送机的配重组件。图中 1 为安装架；2 为上层配重块；3 为下层配重块；4 为螺栓；5 为 U 形螺栓。配重组件的作用的通过自身重量来保持装置的平衡，并且通过 U 形螺栓 5 起到张紧作用。4.6 带档边的滚轮图 4.6 带挡边的滚轮带挡边滚轮的作用有：一方面将滚轮上的橇体或工件等进行输送，另一方面滚轮上的挡边也提供了一种导向作用，从而保证橇体或工件的输送方向正确。江南大学学士学位论文264.7 调整片架图 4-7 调整片架示意图链式滚床输送机床是输送工件和中间设备，应用性能较强的机床应能随时调整机床的高度，以适应生产线及输送目的地的高度要求，为此，本文设计了调整片架，调整片架的示意图如上图所示。通过调整螺栓中螺母的位置来调整输送机床的高度。275 总结与展望在第一章中，我们主要对链式输送机这一行业的当前情况、发展趋势等到情况作了一个详细的介绍。目的就是通过对这一行业的一个综述，认识这一行业的当前形势，紧跟时代潮流。在以下的几章中，我们陆续介绍了链式滚床的总体设计，链式输送机功率的计算、减速电动的选型、接触强度的计算等。基本上介绍了此链式滚床的核心内容。在链式滚床的设计中，综合运用了过去三年多学到的知识，逐渐认识到一个优秀的机械设计人员应该具备的素质，应该在与机械有关的各个领域中都要有所收获。在链式滚床的设计当中，培养了我的求知欲，锻炼了我的学习能力，为以后的发展打下了更为坚实的基础。在这个课题的设计当中，发现对链式滚床的部件选型及设计中，存在着一些不足，希望在以后的实践中，获得更多的知识，对链式输送机床有一个更全面的认识，从而进行更全面深入的设计。我希望在以后的工作学习当中，能够对这类信息有更深刻的了解。江南大学学士学位论文28致 谢在本次论文设计过程中，杨敏老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,杨老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。在每次设计遇到问题时杨老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了杨老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。 29参考文献1 任金泉.机械设计课程设计M. 西安：西安交通大学出版社， 2002.12 76-882 成大先.机械设计手册 单行本 轴承M. 北京：化学工业出版社， 2004 123-1343 唐增宝.机械设计课程设计M. 北京华中科技大学出版社 1999 328-3404 唐介.电机与拖动M. 北京：高等教育社， 2003 218-2305现代机械传动手册编辑委员会编. 现代机械传动手册 M.北京：机械工业出版社，1995 327-3356 余梦生 吴宗泽. 机械零部件手册 选型· 设计·指南M. 北京：机械工业出版社，1996 85-987 吴宗泽.机械设计实用手册( 第二版)M. 北京：化学工业出版社， 1999 236-2488 冯辛安.机械装备装备设计M. 大连: 机械工业出版社，2005.12 238-2479 陈作模.机械原理M.北京：高等教育出版社， 2000 233-24610 濮良贵，纪明刚.机械设计M. 北京：高等教育出版社， 2001 343-34811 洪家娣 李明 黄兴元. 机械设计指导M. 江西：江西高教出版社 2001.12 77-9312 冯之敬.机械制造工程原理M. 北京：清华大学出版社， 1998.9 382-395江南大学学士学位论文30目 录摘要.IIIABSTRACT.IV1.绪论 .11.1 链式输送机的概述 .11.2 链式输送机的零部件设计 .21.3 国内外的研究概述 .31.4 本课题的研究内容和所需解决的问题 .32 .总体方案设计 .52.1 链式输送滚床和带式输送滚床 .52.2 带式输送机的特点及分类 .62.2 链式滚床输送机的选择 .62.2.1 电动机在外 .62.2.2 电动机在内 .62.3 带式滚床和链式滚床输送机的对比 .72.4 比较并确定最终方案 .73.链式滚床的参数计算 .83.1 传送链的设计 .83.2 驱动电机的选型 .93.3 链式滚床轴的设计 .103.3.1 驱动轴的设计 .103.3.2 滚轮轴的设计 .123.4 轴承的选型及校核 .153.5 链式输送机强度计算 .173.5.1 链传动的运动特性 .173.5.2 链传动的动载荷 .193.5.3 链传动的受力分析 .193.5.4 滚床滚轮接触强度的计算 .204链式滚床的其他部件设计 .224.1 链式滚床的驱动装置 .224.2 链式输送机的张紧装置 .224.3 链式输送机的链轮 .244.4 改向滑轮 .244.5 配重组件 .254.6 带档边的滚轮 .254.7 调整片架 .26致 谢 .28参考文献 .29