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标题: 链条滚轮传送线的受力及计算过程求批评 [打印本页]

作者: 蔡皓618 时间: 2016-10-12 22:39
标题: 链条滚轮传送线的受力及计算过程求批评
各位大侠，小生最近做一个传递重型载具的短输送线，功能是把一个物件从主输送线传送到相连的工作线，起一个转接的作用。载具总重量接近200公斤。滚轮和载具的底板都是钢质。具体到计算，我感觉有点不明确，请大家帮忙看看我的受力分析及计算过程，求多批评！
首先网上查钢钢摩擦系数在0.15，我取大点，按0.2取。则载具的反作用力为F=μMg=0.15*200*10=300N。
滚轮直径是0.068米，则滚轮受到的扭矩为M=F.L=300*0.034=10.2（N.M）

由于最少4个滚轮承担载具，所以单个滚轮受到的扭矩为10.2/4=2.55（N.M）
链轮与滚轮同轴，所以单个链轮受到的扭矩也为2.55（N.M），链轮节圆直径0.07134米，所以，链轮的齿在节圆位置受的力大概为2.55/0.03567=71.5N（我觉得这里可以大致判断齿受不受的了）。
由于同时有2个载具，整个机构总带动的重量实际为400KG，总的反作用力就为F=μMg=0.15*400*10=600N。
由于线速度最大为10米每分钟，则为0.167米每秒。
则使载具运动的功率为P=F.V=600*0.167=100.2W=0.1KW
同时，也可计算得滚轮的转速为：n=0.167/（3.1416*0.068）=0.78转每秒=46.8转每分钟，同理，链轮的转速也就为46.8转每分钟。
由于我这个机构不属于快速响应机构，所以我假设它加减速时间为1秒。
滚轮角速度为w=2*n*pi/60=4.9rad/s. 角加速度为4.9/1=4.9弧度每秒平方。滚轮转动惯量为：0.5*m*r*r=0.5*1.33*0.034*0.034=0.000769KG.M2
转动滚轮需要的转矩则为P=J*B=0.000769*4.9=0.0037681牛米。一共有24个滚轮，所以滚轮需要的总转矩为0.09牛米，
然后根据转矩功率换算公式,P=0.09*4.9=0.441W，可以忽略。
好吧，接下来我真的算不下去了。
供应商帮忙算出的是建议采用0.25KW的减速电机。
可是为什么我算出的载具功率只需要0.1KW？还有链轮和电机如果还没选定的情况下，整机功率是怎么计算出来的？
以及在做这种非标设备的时候，到底哪些公式需要细算，哪些公式是估算？哪些地方需要重点校核？哪些地方用简单方法估算？
求指点！求指点！求指点！

作者: 蔡皓618 时间: 2016-10-12 22:42
还有比如这个方通架？如何才能粗略又快速地计算出到底需要多大的方通？不可能都凭经验吧？可是细算吧，如果按照公式一个个去计算，那估计要很久吧？有没有简单的方法？

作者: 未来第一站 时间: 2016-10-12 22:45
本帖最后由未来第一站于 2016-10-12 22:50 编辑

1，楼主这问题描述条理清晰专业，先赞一个再说！
2，就凭楼主这做事的专业态度，我预测问题不大。

作者: 半兮山人 时间: 2016-10-13 08:09
我啥也不知道就是看看

作者: 小小刘llt 时间: 2016-10-13 08:43
楼主计算的挺仔细的，计算过程没什么大问题。我觉得还有以下几点需要注意，共同探讨：
1. “首先网上查钢钢摩擦系数在0.15，我取大点，按0.2取。则载具的反作用力为F=μMg=0.15*200*10=300N。” 楼主还是按0.15计算的。
2. 计算转动惯量时，没有考虑链条、张紧轮和载具的运动惯量。其中，载具的运动惯量影响最大。
3. 设计计算时，还应该考虑选取安全系数。
4. 设计中，两侧都有滚轮，但只有一侧滚轮驱动，会不会出现跑偏？

作者: LIUYASHAN 时间: 2016-10-13 09:02
估计电机太小了

作者: 大陆架 时间: 2016-10-13 09:04
感觉问题不大。建议：考虑一下两个载具运行中避免跑偏的问题。

作者: pengzhiping 时间: 2016-10-13 09:04
本帖最后由 pengzhiping 于 2016-10-13 09:08 编辑

第一，减速器的效率要计算就一般的齿轮减速也要0.9左右！对于国产的电机用到额定的功率80%的样子，这是一种保险的办法！
  第二，摩擦力矩比如滚轮自身的摩擦，轴承的摩擦，安装1个滚轮和4个滚轮摩擦系数就不一样包括你采用的链条传动自身的转动惯量也是要算进去的！

A.就不是说负载计算，就算你空载的功率的这电机功率也不小！一个3.6米链条全部是金属的是很重的！尤其要在1S之内制动（也就算能停止惯性不小）

B.严格计算的话不管你从上往下推，还是从电机往上推，所有一切能"动"起来的物体都是电机给的能量，而不是无缘无故的自己动的！
还有越长的生产线功率系数要放大点，毕竟安装加工累计误差不平行等等都是要消耗功率的！

      网上下载一本输送机机械设计手册看看！以上是个人建议不一定全部正确！

作者: muyangtu001 时间: 2016-10-13 09:41
1.供应商算的功率可能是核算了机械传递效率和安全系数的吧，所以大一些。
2.链轮的选型应该和整个功率的计算没关系吧，输入功用于克服运动阻力时功率的计算就用你说的那个p=fv
3.架子用方管的强度的计算，讲道理是要做强度分析的，各种力学知识，有限元分析用起来，但是对于这用要求不高的，就是凭经验的，做的多了，见得多了，就大概知道用多粗的方管，多厚的方管。几乎不可能拿给你去算的，如果真的计算起来，工作量那就太大了，费时费力（再者说就凭大学学的那点力学知识，也没几个人会算）。对精度有严格要求的才会细算，比如设计个高铁，飞机。

小弟也是新人，多多指教。

作者: 淡然 时间: 2016-10-13 09:46
很详细的计算，有空来慢慢学习。

作者: 0377zjp 时间: 2016-10-13 11:43
本帖最后由 0377zjp 于 2016-10-13 11:45 编辑

一.先说说你计算中的问题：1.楼主查的摩擦系数是滑动摩擦系数不是滚动的；
2.滚轮的转速为：n=0.167/（3.1416*0.068）=0.78转每秒。应该再乘以0.5才对；
3.转动惯量的计算不考虑链条至少也得考虑链轮和转轴。
二.再从你的传动方案层面来说，工件从前一个平台下来难道就没有初速度麽?既然不强调启动速度为何还要设定1秒时间？单侧驱动容易卡死，建议延长主轴变为双侧驱动，另外从你的传输链与载具的长度比看，只需要保留中间2或3根为驱动轴即可，两旁的为从动轴（从动轴在现有基础上至少删去一半）总轴数量6或7根就行。
三.更进一步说，你的传动链很短，如果没有初速度，可能只有加速段，也可能加速平衡都有，如果有初速度还可能会有减速段，你前面p=fv的计算只是直线平衡态的功率计算

补充内容 (2016-10-13 13:31):
第三条说错，可略去不看；
第二条，应改为四根轴均布，第一根驱动，第二根从动，第三根从动，第四根驱动（前提条件是：具有从另一平台过来的初速度）

作者: 武汉峨眉 时间: 2016-10-13 12:45
学习一下

作者: 水秀天蓝 时间: 2016-10-13 13:04
楼主你计算负载惯量了吗？这个要折算到滚轮后电机轴上去的。

作者: 0377zjp 时间: 2016-10-13 14:41
我说的就是一根联两边的驱动轴啊，至于几根驱动轴，听你刚才所说的这是一个操作工位，那么就需要制动，请问你是打算自动让它停下来？还是人工辅助停下来？
若是自动让它停下来，应该停在哪个位置？

作者: 0377zjp 时间: 2016-10-13 14:45
另外你的摩擦力计算错误，应该是F=KN/R K为滚动系数

作者: pengzhiping 时间: 2016-10-13 16:45
可以参考一下别人设计的！链条的惯量最好要算进去！

作者: kuang929451366 时间: 2016-10-13 17:15

看看楼主设计的太精细了，一般工业要求不太高的，比如链条滚筒输送带，一般都是根据负载的重量，直接估算功率的，P=F*V，P=mg*V等。

作者: 宋仲龙 时间: 2016-10-13 17:27
个人认为，就此链轮结构来说，传动过程中很容易跳链。

作者: 程一曦 时间: 2016-10-13 19:36
为什么不用倍速链呢

作者: 上海嘉纳 时间: 2016-10-13 20:38
这样的链条传动有问题吧，侧边驱动滚轮应该用双链轮吧，你这结构链条对链轮的包角太小。

作者: 穆斯克 时间: 2016-10-14 09:16
楼主的计算没有什么大问题，一些小问题前面的几位的大侠已经指出来了。但实际专业公司做这种输送线设计时，不会算到这么细，安全系数取大一点就ok了。
但还是建议楼主按照16楼的方案来重新设计，改成链条滚筒输送机。
成本会比你现在这种结构要便宜，双排链轮滚筒有供应商做这种标准件的，当然也可以定做。

然后电机的选择除了扭矩、效率、转动惯量等的核算外，还要考虑你设备的使用工况，是否频繁启停啊？每天连续工作时间啊？等这些。其实也就是使用系数。

作者: kuang929451366 时间: 2016-10-14 14:32

宋仲龙发表于 2016-10-13 17:27
个人认为，就此链轮结构来说，传动过程中很容易跳链。

滚筒输送带，要么是自带动力的，要么就链传动和皮带传动。

动力滚筒和皮带传动的负载都很小，链条传动的负载大，如果要避免跳齿，那就得加个张紧轮，或调节张紧机构。

作者: 黑白先生 时间: 2016-10-17 09:12
很详细的计算，收藏学习。

作者: Enginer 时间: 2016-10-17 09:20
楼主，链传动直接这样一根链条套的，效果怎么样啊？感觉重载的时候传递力的效果不会很好。不知你之前是否这样用过

作者: zywizard 时间: 2016-10-17 15:29
1、 50B链轮节距为15.875，间距尽量选为间距的整数倍，楼主选的驱动轮之间的节间距为140，9P约等于143，建议将节距改为143；另外塑料压条对应每个链轮上方建议布置一个螺丝孔。以上两点为避免跳齿建议。
2、假设装电机上的驱动轮齿数为X，电机转速为n,则物料速度V=3.14*(X/14)*n*0.068，V=10米/分，取X=14，则n=46.8转/分。
3、摩擦力矩 M=u*M*g*D/2=0.2x400x10x0.068/2=27.2 Nm
4、理论电机扭矩=摩擦力矩，则理论电机功率P=M*2*π*n/60=0.133KW
5、安全系数取2~3。（考虑工况系数，能量损耗）
6、P=2×0.133=0.266KW 故供应商建议0.25KW
以上参数为链条滚筒机的简易计算公式，仅个人观点。建议楼主更改单边驱动结构。

作者: 雨樱花 时间: 2016-10-17 16:04
学习

作者: 机械inspiration 时间: 2016-10-17 20:05
坚持吧！干个几个月如果楼主还是这么认真就太适合机械行业了！行业里需要你啊！
但是另一方面，楼主会累死的！呵呵

作者: dxx347 时间: 2016-10-18 07:40
非标设备设计角度上尽可能保证一次性试车通过，电机功率还是适当放大一些

作者: 我思故我不在 时间: 2016-10-18 07:57
做个记号学习下

作者: 幸运lucky 时间: 2016-10-18 15:48
做个记号

作者: 匿名 时间: 2018-3-23 08:56
楼主思路有问题，想想汽车起动时候，你的驱动力是不是不能依照轮胎和地面的摩擦按照F=μN算吧，所以驱动的时候要多考虑。辊轮和托盘的摩擦力要远大于托盘被驱动的力才行。

作者: ssw984177031 时间: 2018-6-23 15:37
学习

作者: huaiming764 时间: 2019-3-30 11:12
先顶再学习！牛人！

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