双向驱动型链输送系统及样机研究

发布时间：2017-03-20 06:07

  本文关键词：双向驱动型链输送系统及样机研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：链传动作为一种在机械传动中重要的运动传递方式,因其经济可靠以及传动性能良好的特点而被广泛应用于运输、采矿、冶金、农业、军事等各种机械的机械传动系统中。但是,在输送机中使用链传动时,由于输送机低速重载的特点,带有松边的传统型链传动已经不能满足工程实际的要求。采用滑道约束的输送机,在给定的区域内实现有限空间内携带负载量的最大化,并能显著地提高输送系统的可靠性,可以有效地改善输送装置的承载能力,最大限度地规划负载的运动路径,缩短负载输送的时间。本课题针对装备制造业领域链传动构型及驱动方式的局限性,研制出一台高性能双向驱动型重载链输送装置样机,用于普通链传动难以实现的复杂构型重载链板的传动和双向驱动场合。本课题具体的研究内容如下:(1)研究项目总体方案的设计。在规定的矩形区域内建立了一个有效利用空间的链传动机构模型——U型链传动模型。基于冗余量吸收和释放的非线性轨迹补偿的建模方法,分析了输送链在一个周期内传递动力过程中的运动特性,得出产生压缩和拉伸趋势的变化规律,对销轴中心的运动轨迹进行了实时位置补偿,使得输送链可以实现连续传动。(2)生成U型滑道的轨迹。依据等距曲线的构成原理,并结合MATLAB软件中的多项式拟合函数对负载仓的三条轨迹进行曲线拟合,分别得到U型滑道中各段轨迹的曲线方程。利用多段圆弧将曲线不规则的部分代替,从而降低实际加工难度。(3)输送机系统中的结构构件的设计。在Solid Works三维设计软件中对链输送系统中的结构件(负载仓、链板结构、星型链轮、U型滑道、链轮轮轴、星型链轮)进行三维建模,并且按照销轴中心的运动轨迹进行装配并以约束销轴的方式运动仿真。(4)将链输送系统中不同区域利用铰链四杆机构进行模型简化,并应用解析综合法分析了该区域中中杆件的速度和加速度,得出各杆件的运动学理论分析结果,得出了各杆件的运动特性曲线。结合运动仿真分析结果,验证是否与设计思想相一致。(5)对链输送机的各个关键零部件进行有限元分析,分析结果显示各个零部件均具备良好的强度及刚度,满足设计要求及材料性能。
【关键词】：轨道约束 轨迹补偿 结构设计
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.45
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外相关课题研究发展现状10-12
• 1.2.1 国内外链传动研究现状分析10-12
• 1.2.2 链传动技术的发展趋势12
• 1.3 课题研究的主要内容12-14
• 第二章 多边形效应分析及U型链位置补偿14-27
• 2.1 链传动的多边形效应14-17
• 2.1.1 啮合链节前后销轴速度分析14-16
• 2.1.2 轨迹约束链传动多边形效应16-17
• 2.2 U型输送链的整体构型17-19
• 2.3 U型输送链轨迹确定及多边形效应位置补偿19-26
• 2.3.1 U型输送链轨迹的参数确定19-23
• 2.3.2 销轴运动轨迹的位置补偿23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章U型输送链系统的结构设计27-42
• 3.1 U型约束式滑道的设计及三维建模27-34
• 3.1.1 负载仓的中心轨迹27-31
• 3.1.2 U型滑道的内外等距曲线理论分析31-32
• 3.1.3 U型滑道的内外等距曲线实现方法32-33
• 3.1.4 U型滑道三维建模33-34
• 3.2 U型滑道输送机结构零件建模及轴承的选用34-37
• 3.3 星型链轮设计37-40
• 3.3.1 链轮基本参数37-38
• 3.3.2 星型链轮设计38-40
• 3.4 U型滑道约束式输送机总体模型及简化模型仿真40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章U型输送链系统运动学分析42-58
• 4.1 等效的系统物理模型42
• 4.2 主动链轮进入啮合区域运动学分析42-46
• 4.2.1 各杆件的角位移求解43-44
• 4.2.2 各杆件的角速度求解44-45
• 4.2.3 各杆件的角加速度求解45-46
• 4.3 主动链轮退出啮合区域运动学分析46-50
• 4.3.1 各杆件的角位移求解47-48
• 4.3.2 各杆件的角速度求解48-49
• 4.3.3 各杆件的角加速度求解49-50
• 4.4 位置补偿区域运动学分析50-55
• 4.4.1 各构件的角位移求解51-52
• 4.4.2 各杆件的角速度求解52
• 4.4.3 各杆件的角加速度求解52-55
• 4.5 从动链轮退出啮合区域运动学分析55-57
• 4.5.1 各杆件的角位移求解55-56
• 4.5.2 各杆件的角速度求解56
• 4.5.3 各杆件的角加速度求解56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第五章 关键零部件的有限元分析58-66
• 5.1 链轮的模态分析58-61
• 5.1.1 星型链轮的有限元模型建立58-59
• 5.1.2 模态分析及求解59-60
• 5.1.3 不同齿厚对固有频率的影响60-61
• 5.2 链轮轴的有限元分析61-65
• 5.2.1 从动链轮轮轴61-63
• 5.2.2 主动链轮轮轴63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 结论与展望66-67
• 6.1 课题总结66
• 6.2 课题展望66-67
• 参考文献67-70
• 发表论文和科研情况说明70-71
• 致谢71-72
• 附录I：图 3-7 U型滑道中心及内外轮廓曲线编程72-79
• 附录II：图 3-7 U型滑道中心及内外轮廓曲线数学描述方程79-81

【参考文献】

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