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1、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
2、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=51.17 m;链条节距 t=200 mm;板宽 B=2000 mm;
3、工位节距T=4000 mm;工位数 n=10;输送速度 v=0.251.25 m/min,输送功率 P=3kW;输送物体质量 m1=1000 kg。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
4、板式输送机驱动装置电动机功率的计算公式为 60kVbP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 1.11.2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
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 24acMFPWxx 式中 W小轴的抗弯模量 ,mm3x 小轴的应力值，MPa小轴的许用应力, MPa小轴剪应力的验算 42dFzp式中 小轴所受剪应力, MPadZ小轴直径, mm 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127.43mdwTbac式中 T在轴套上产生的应力 , MPaFL作用在轴套上的力, NdW套筒外径 ,
6、mm 调质许用应力, MPam取值为 0.50.8(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 41arFPW内链片所受应力 2121LFaPn式中 -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 aZopopPC21式中 Lp链长节数初定中心距, mmopZ1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 21 2ZC(2)链条长度10t
7、LP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Zt8sin0式中 Z链轮齿数(2)齿顶圆直径 da 计算公式为 ddratZ6.1250mx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 76.04.18cothZg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rxt（8）量柱测
8、量距 MR偶数齿时 MR=d0+dR奇数齿时 dRZ9cos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 D0Zt18sin0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.QLZe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
