【摘要】：鏈傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中一種重要的傳動(dòng)方式,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、軍工等領(lǐng)域。在某些應(yīng)用大節(jié)距輸送鏈的場(chǎng)合,常常將鏈條約束在一條預(yù)定軌道內(nèi),以減小鏈條振動(dòng),提高其工作性能,并延長(zhǎng)其使用壽命。本文從約束軌道的設(shè)計(jì),大節(jié)距鏈條的沖擊載荷及振動(dòng)等方面對(duì)大節(jié)距軌跡約束型鏈條進(jìn)行了詳細(xì)的分析。由于鏈條多邊形效應(yīng)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(yùn)動(dòng)學(xué)特性出發(fā),對(duì)鏈條的軌跡補(bǔ)償作了詳細(xì)的研究,并得出一系列的計(jì)算方法;然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性,對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性作了一些研究;最后將約束軌跡的計(jì)算方法應(yīng)用到U型輸送鏈補(bǔ)償軌跡的計(jì)算中,得到了在特殊工況下該鏈條的約束軌跡。運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的分析分為兩個(gè)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(gè)銷軸的位置。第二部分為動(dòng)態(tài)分析,根據(jù)其坐標(biāo),計(jì)算了在一個(gè)周期內(nèi)鏈條繞上鏈輪時(shí)銷軸的運(yùn)動(dòng)速度和位移,建立了每個(gè)銷軸在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型,提出由于鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng),自由銷軸的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)包含上下兩部分,其補(bǔ)償軌跡也應(yīng)該分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算。在靜態(tài)分析中,針對(duì)鏈傳動(dòng)數(shù)學(xué)模型中非線性方程組難以求解的問(wèn)題,提出一種近似解法。在動(dòng)態(tài)分析中,軌跡約束型輸送鏈動(dòng)態(tài)分析的關(guān)鍵就在于對(duì)鏈條鏈輪過(guò)渡位置速度的求解。針對(duì)大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈多邊形效應(yīng)嚴(yán)重的問(wèn)題,從兩個(gè)方面出發(fā),研究了減小多邊形效應(yīng)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(shí)序。應(yīng)用Matlab軟件建立以上各種鏈條的數(shù)學(xué)模型,分別計(jì)算出在一個(gè)周期內(nèi)鏈條繞上及繞下鏈輪時(shí)銷軸運(yùn)動(dòng)速度,并通過(guò)對(duì)比兩銷軸速度差的波動(dòng)來(lái)檢測(cè)其多邊形效應(yīng)的強(qiáng)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(yīng)的方法。因多邊形效應(yīng)的存在,輸送鏈尤其是大節(jié)距輸送鏈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終承受周期性的沖擊載荷。針對(duì)此問(wèn)題,建立了大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈模型。通過(guò)分析,將該模型分為鏈輪和鏈條上邊兩個(gè)部分。根據(jù)拉格朗日方程,建立了以上兩部分的動(dòng)力學(xué)模型,并分別求出其廣義力矩。為了更加精確的計(jì)算銷軸與其他部分的接觸應(yīng)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(yīng)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(dòng)是影響鏈傳動(dòng)性能的主要因素。與普通滾子鏈傳動(dòng)不同,由于軌道的約束,大節(jié)距輸送鏈的主要振動(dòng)形式為沿著軌道方向的縱向振動(dòng)。針對(duì)此問(wèn)題,建立了大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈模型及其等效構(gòu)型。根據(jù)多自由度系統(tǒng)振動(dòng)原理,建立了鏈條的動(dòng)力學(xué)模型,并求出其固有頻率和主振型。根據(jù)多自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)理論,計(jì)算了鏈條在一個(gè)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。以上分析表明大節(jié)距軌跡約束型輸送鏈縱向振動(dòng)固有頻率較大,空載工況下的受迫振動(dòng)響應(yīng)較弱,即鏈條整體振動(dòng)較普通滾子鏈有很大的改善。
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(dòng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用鏈傳動(dòng)作為機(jī)械傳動(dòng)中一種重要的機(jī)械傳動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、軍工、等領(lǐng)域，對(duì)其性能的不斷優(yōu)化和加工工藝的改進(jìn)將給整個(gè)國(guó)家機(jī)械化工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)長(zhǎng)足的進(jìn)步。與帶傳動(dòng)不同，鏈條是一種半撓性的傳動(dòng)原件，它繼承了傳動(dòng)帶的可遠(yuǎn)距離傳輸、造價(jià)低廉、裝配精度較低等優(yōu)點(diǎn)，又不會(huì)存在皮帶的打滑現(xiàn)象，傳動(dòng)比更加穩(wěn)定；同時(shí)，與齒輪傳動(dòng)相比，在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便的多，而且允許瞬時(shí)過(guò)載情況的出現(xiàn)[1-2]。根據(jù)用途不同，鏈條可分為傳動(dòng)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(guò)對(duì)軌跡約束型輸送鏈的抽象簡(jiǎn)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(gè)鏈節(jié)的銷軸，圖中所示的即為理想狀態(tài)下鏈條的運(yùn)動(dòng)軌跡。將銷軸視為質(zhì)點(diǎn)，對(duì)于鏈條的研究就變成了對(duì)有限個(gè)按照一定規(guī)律分布的質(zhì)點(diǎn)的研究。對(duì)于圖 2-1 中的理想鏈傳動(dòng)模型作以下一些說(shuō)明：該模型共 12 個(gè)鏈節(jié)，取鏈節(jié)長(zhǎng)度為 L 102，左右兩個(gè)鏈輪大小相等（設(shè)右側(cè)為驅(qū)動(dòng)輪

y)來(lái)繪制，該函數(shù)的調(diào)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(shè)置屬性值，x 、y1可以是向量，也可以是矩陣，表示橫縱坐標(biāo)。(3) 對(duì)圖形進(jìn)行屬性設(shè)置及標(biāo)注。例如設(shè)置圖形的橫縱坐標(biāo)名稱、刻度和字體大小等等，還可以針對(duì)一副圖中的多個(gè)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(dǎo)出圖形。Matlab 支持.eps 等多種圖片格式的導(dǎo)出。但在導(dǎo)出.eps格式的圖片后中文會(huì)變成亂碼，需要通過(guò)其他矢量軟件進(jìn)行修改。結(jié)合 2.1.2 中的數(shù)學(xué)模型和 2.2.1 中的簡(jiǎn)化模型，通過(guò)編程得到數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)。值得注意的是，數(shù)據(jù)必須是按照數(shù)學(xué)關(guān)系求出的一一對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)。一一對(duì)應(yīng)十分重要，直接影響后續(xù)的動(dòng)態(tài)分析。通過(guò) 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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2775438