【摘要】：鏈傳動是機械傳動中一種重要的傳動方式,廣泛應用于農業(yè)、軍工等領域。在某些應用大節(jié)距輸送鏈的場合,常常將鏈條約束在一條預定軌道內,以減小鏈條振動,提高其工作性能,并延長其使用壽命。本文從約束軌道的設計,大節(jié)距鏈條的沖擊載荷及振動等方面對大節(jié)距軌跡約束型鏈條進行了詳細的分析。由于鏈條多邊形效應的存在,其約束軌跡必定為一條不規(guī)則的曲線。從大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈的運動學特性出發(fā),對鏈條的軌跡補償作了詳細的研究,并得出一系列的計算方法;然后根據運動學特性,對其動力學特性作了一些研究;最后將約束軌跡的計算方法應用到U型輸送鏈補償軌跡的計算中,得到了在特殊工況下該鏈條的約束軌跡。運動學特性的分析分為兩個部分,第一部分為靜態(tài)分析,建立包含受約束銷軸和自由銷軸的輸送鏈模型,首先分析了靜態(tài)下輸送鏈各個銷軸的位置。第二部分為動態(tài)分析,根據其坐標,計算了在一個周期內鏈條繞上鏈輪時銷軸的運動速度和位移,建立了每個銷軸在運動狀態(tài)下的數學模型,提出由于鏈傳動的多邊形效應,自由銷軸的運動軌跡應包含上下兩部分,其補償軌跡也應該分開進行計算。在靜態(tài)分析中,針對鏈傳動數學模型中非線性方程組難以求解的問題,提出一種近似解法。在動態(tài)分析中,軌跡約束型輸送鏈動態(tài)分析的關鍵就在于對鏈條鏈輪過渡位置速度的求解。針對大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈多邊形效應嚴重的問題,從兩個方面出發(fā),研究了減小多邊形效應的方法。一方面建立三種不同裝配方式的軌跡約束型輸送鏈模型,另一方面改變鏈節(jié)繞上及繞下鏈輪的時序。應用Matlab軟件建立以上各種鏈條的數學模型,分別計算出在一個周期內鏈條繞上及繞下鏈輪時銷軸運動速度,并通過對比兩銷軸速度差的波動來檢測其多邊形效應的強弱,排除不合適的方案,最終得到一種能減小鏈條多邊形效應的方法。因多邊形效應的存在,輸送鏈尤其是大節(jié)距輸送鏈在運動過程中始終承受周期性的沖擊載荷。針對此問題,建立了大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈模型。通過分析,將該模型分為鏈輪和鏈條上邊兩個部分。根據拉格朗日方程,建立了以上兩部分的動力學模型,并分別求出其廣義力矩。為了更加精確的計算銷軸與其他部分的接觸應力,使用有限元軟件Abaqus建立了鏈輪-銷軸和鏈節(jié)-銷軸模型,最終得到了鏈輪與銷軸、鏈節(jié)與銷軸之間的最大接觸應力及其位置。為后期鏈條零部件的選材和熱處理提供了一些參考。振動是影響鏈傳動性能的主要因素。與普通滾子鏈傳動不同,由于軌道的約束,大節(jié)距輸送鏈的主要振動形式為沿著軌道方向的縱向振動。針對此問題,建立了大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈模型及其等效構型。根據多自由度系統振動原理,建立了鏈條的動力學模型,并求出其固有頻率和主振型。根據多自由度系統強迫振動理論,計算了鏈條在一個周期內的動態(tài)響應。以上分析表明大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈縱向振動固有頻率較大,空載工況下的受迫振動響應較弱,即鏈條整體振動較普通滾子鏈有很大的改善。
【學位授予單位】：天津商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.45
【圖文】：

第一章 緒 論第一章 緒 論1.1 課題研究的背景1.1.1 鏈傳動技術的發(fā)展及應用鏈傳動作為機械傳動中一種重要的機械傳動方式，廣泛應用于農業(yè)、軍工、等領域，對其性能的不斷優(yōu)化和加工工藝的改進將給整個國家機械化工業(yè)生產帶來長足的進步。與帶傳動不同，鏈條是一種半撓性的傳動原件，它繼承了傳動帶的可遠距離傳輸、造價低廉、裝配精度較低等優(yōu)點，又不會存在皮帶的打滑現象，傳動比更加穩(wěn)定；同時，與齒輪傳動相比，在遠距離傳輸時，其結構比齒輪傳動輕便的多，而且允許瞬時過載情況的出現[1-2]。根據用途不同，鏈條可分為傳動鏈，輸送鏈，起重連。如圖 1-1 所示：

2.1 靜態(tài)下軌跡約束型輸送鏈理論研究2.1.1 軌跡約束型輸送鏈理想模型的建立通過對軌跡約束型輸送鏈的抽象簡化，建立如圖2-1所示的理想輸送鏈模型，為描述方便，用一段直線i i1p p 表示鏈節(jié)，其中 P 為連接各個鏈節(jié)的銷軸，圖中所示的即為理想狀態(tài)下鏈條的運動軌跡。將銷軸視為質點，對于鏈條的研究就變成了對有限個按照一定規(guī)律分布的質點的研究。對于圖 2-1 中的理想鏈傳動模型作以下一些說明：該模型共 12 個鏈節(jié)，取鏈節(jié)長度為 L 102，左右兩個鏈輪大小相等（設右側為驅動輪

y)來繪制，該函數的調用格式如下：plot(x,y1, ‘PropertyName’, Property Value)其中 PropertyName 用于指定屬性名稱，PropertyValue 用于設置屬性值，x 、y1可以是向量，也可以是矩陣，表示橫縱坐標。(3) 對圖形進行屬性設置及標注。例如設置圖形的橫縱坐標名稱、刻度和字體大小等等，還可以針對一副圖中的多個圖形添加圖例，以及為圖形添加一些箭頭等必要描述。(4) 保存和導出圖形。Matlab 支持.eps 等多種圖片格式的導出。但在導出.eps格式的圖片后中文會變成亂碼，需要通過其他矢量軟件進行修改。結合 2.1.2 中的數學模型和 2.2.1 中的簡化模型，通過編程得到數據點的橫縱坐標。值得注意的是，數據必須是按照數學關系求出的一一對應的位置坐標。一一對應十分重要，直接影響后續(xù)的動態(tài)分析。通過 Matlab 得到靜態(tài)下銷軸分布曲線的位置，如圖 2-2 所示。圖中鏈條上邊突出部分 1 即為銷軸10P 的位置。

【參考文獻】

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本文編號：2775438