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刮板输送机链轮的参数化设计分析

2017/11/15    来源:互联网    作者:车晨曦      
关键字:刮板输送机  链轮  参数化设计  
刮板输送机是一种挠性牵引的连续运输机械,其运输能力不受货物的块度和湿度的影响,具有机身高、强度小、装载方便、长短可调、移动容易等多方面的特点,是饲料企业生产中应用最广泛的一种输送机。刮板输送机的运量和长度需要选择不同规格的圆环链,此时需要制造不同的链轮与其配套使用。而链轮的设计参数较多,本文利用CREO的参数化功能对刮板输送机链轮进行参数化设计。减少链轮的重复建模时间,提高设计效率。

1 主要参数和相互关系

1.1 主要影响因素

    模型参数的确定对于链轮参数化设计起着决定性的作用,要求各个参数之间的关系表达清晰,逻辑严密。链轮传动主要部件为圆环链,链有一处断裂或者损坏就会对整个刮板输送机的工作状态产生影响。其中,链轮的齿数是最重要的参数,将会对整个刮板输送机的传动效率、外形尺寸以及机械强度产生直接影响,根据整机的传动性能、尺寸以及材料,通常选择5—10的齿数。建立主要的数学关系式,为参数化设计提供理论依据。

1.2 主要参数和关系式

    链轮的主要参数包括,链轮齿数N,圆环链公称节距P;圆环链公称直径d;圆环链最大外宽b。下面的参数都以上面四个参数为参照进行计算,具体如下:

    1

    2

2 基于CREO的参数化设计

    参数化设计师通过一组参数对尺寸关系进行约束以建立模型。CREO是最典型的参数关系式。在采用CREO进行链轮参数化设计时,可以在CREO中输入圆环链的规格参数,于是直接生成相应的可用于生产的圆环链链轮三维模型。圆环链链轮的设计加工根据LS/T3529-1995刮板输送机标准进行设计的。

    这里以26圆环链的工程直径(x92圆环链的公称节距),9齿规格的链轮进行建模。在CREO中对参数进行定义,并对所有参数进行说明。做出辅助曲线,生成齿形,具体如图1所示。在做辅助曲线和建模的各个步骤中,需要对所有相关控制尺寸和所定义的具体参数建立关系并赋值。关系列表中的各个关系式是逐步建立的。

    如果需要其它规格的链轮,则只需要对参数栏中的圆环链规格和齿数进行修改。比如在需要34×126圆环链规格的8齿链轮时,可以对CREO中的参数列表进行对应的修改。然后再生成34×126圆环链规格的8齿链轮,具体结果如图2所示。在生成后得到的三维链轮模型文件经过处理之后可以直接输入到加工中心进行生产。在实际应用过程中,还需要修正对链轮中心到链窝底平面的距离。此时,只需要对HAMEND的具体值进行修改即可。

    3

3 链轮模型优化设计

    CREO的BMX功能模块为智能寻求最佳解决方案提供了支持。行为建模主要是在参数化作用下,经过约束设定,利用分析特征对模型的曲线、曲面、物理性质等进行测量,从而确定最佳的模型树。能够完成创建基于模型测量和分析的参数,测量与分析集合图元,创建符合特殊要求的测量新类型,分析变量尺寸以及参数改变时测量参数的具体行为,自动查找满足所需模型行为的尺寸和参数。

3.1 建立分析特征

    选取测量数据作为距离,以链轮的中心轴线作为基准线,以链轮轮窝的中心轴线作为另一条轴线,对两者距离进行计算,此时,在链轮的模型树下就会产生一个特征参数。

3.2 分析参数的敏感度

    链轮与链环啮合工作,链窝位置非常容易发生变形问题,因此,需要对链轮链窝直径位置随尺寸变化的敏感度进行分析。在选择参数时可以使尺寸也可以使参变量,每个尺寸和参变量都需要给定具体的变化范围。在“需放样的参数”栏中输入一个或者多个特征参数,在“步数”一栏中输入所有参数在给定变化范围的分段数量。此外,还可以根据实际情况对其它尺寸进行分析,从而确定最佳的参数。

3.3 可行性和最优化分析

    执行可行性研究对重心与转轴之间的距离是否能够设置为零进行研究,如果可行,则执行优化方案。系统会在满足约束条件的情况下寻找一组尺寸值,如果找到解决方案,则模型会按照新的尺寸生成,可以确定为新的模型,也可以撤销恢复原有模型,在满足所有约束的可行性研究中可能存在多种解决方案,系统会将其归结为一种解决方案。

4 结论

    刮板输送机链轮的参数化设计,实现了尺寸的自动驱动,同时能够实现尺寸的优化分析,使设计效率和设计质量进一步提高,实用性较强,同时也为链轮的力学性能分析奠定了基础。

责任编辑:张纯子
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