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,NFYn——任意相邻2点区段上的运行阻力,N2.2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60FkVbP式中P——电动机功率,kWF——圆周力,NV——输送机运行速度,m/sKb——功率备用系数,一般取1.1~1.2ŋ——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242acacMFPWMσxσx[σ]式中W——小轴的抗弯模量,mm3σx——小轴的应力值，MPa[σ]——小轴的许用应力,MPa小轴剪应力的验算][42dFzp式中τ——小轴所受剪应力,MPadZ——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][1227.143mdFwLTbac式中σT——在轴套上产生的应力,MPaFL——作用在轴套上的力,NdW——套筒外径,mm[σ]’——调质许用应力,MPam——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][41arFPW内链片所受应力][2121LLFaPn式中[σ-1]——调质疲劳许用应力,MPa2.4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aZZaLopopPC'2221式中Lp——链长节数aop——初定中心距,mmZ1——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212'2ZZC(2)链条长度1000'tLLP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Ztd180sin0式中Z——链轮齿数(2)齿顶圆直径da计算公式为ddddddraratZt6.1125.10max0max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76.004.1180cot1hdZtg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ddMRRZ90cos0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D0ZtD180sin10式中t1——链轮节距,mm(2)辅助圆直径DRDR=D0-0.2t1(3)齿沟半径rr=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,mm304.0QLZe式中QL——链条破坏载荷,kg(5)外圆直径DeDe=D0+0.25dw+10(6)根圆直径DiDi=D0-dw(7)齿宽bfbfmax=019(b1-b11)-1bfmin=0.87(b1-b11)-1式中b1——内链节内宽,mmb11——边缘宽度,mm(8)齿根宽bgbg=0.25bf2.5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