模切机链条传动的受力分析

第２４卷第１期Ｚ００６年３月

轻Ｉ瓠掇

Ｌｉｇｈｔ

Ｖｄ．２４．Ｎｏ．ＬＭａｒｃｈ，２００６

ＩｎｄｕｓｔｒｙＭ酗ｉａｅｒｙ

［研究・设计］

模切枫链条传动的受力纷析

黄梅，张海燕

（西安理．Ｔ－大学印刷工程系，陕西西安７１００４８）

摘要：基于一般链传动的受力计算，分析了模切机链条运行过程中所受的张力和附加动截荷，可供设计时参考，关键词：链待动ｊ模切机；张力；附加动载荷中国分类号：ＴＨ］３２．４５

文献标志码：Ａ

文章编号：１００５—２８９５（２００６）０１—００３４—０３

Ｏ引言

模切机的传动链采用标准套筒滚子链，共有２条。链条分别安装在机器的传动面和操作面两侧，在导轨上运行。在２条传动链之间装有几排咬纸牙排，每排咬纸牙排上安装数个咬纸牙。机器工作时链条上的咬纸牙咬住纸张依次进入定位、模压、烫印、清废等单元，完成印品的表面整饰加工。链条系统的性能会直接影响整机的工作速度和模切精度。进行传动链条受力分析，对提高整机的工作速度和模切精度有一定的现实意义。

模切机链条传动和一般链条传动的不同之处在于：模切机主链条受导轨和间歇传动系统制约。本文在一般链传动受力分析方法的基础上ｏ’“，探讨模切机主

图１链条传动受力图

式中；尸为链传动传递功率／ｋｗ；ｗ为紧边链速／ｍ・ｓ１；ｑ为每一米链长的质量／ｋｇ・ｍ１；ｅ为计及链轮齿

链条传动受力的问题，并提出了新的计算方法。

１一般链传动受力分析

链条传动是有中间挠性件的啮合传动。链条在运行过程中既受动张力，又受静张力作用。在实际计算中，往往动张力只按静张力进行折合，忽视了不同条件下动张力的实际值。现将链条视为弹性体，进行张力及附加动载荷分析。

图１为一般链传动的受力图。紧边一般布置在上部，松边在下部，忽略摩擦力的作用。因为链传动的工作边为紧边，其所受载荷最大，所以只对链传动的紧边进行研究。如果不计及各种附加动载荷，传动链条的紧边张力由有效圆周力ｎ、离心力引起的张力Ｆ。、松边垂度引起的张力Ｆ，３部分组成。

ｐ

数ｚ的系数，当齿数ｚ＞１０时，Ｅ＝ｑｖ２；ｎ为链轮的中心

距／ｍ；ＫＩ为系数，可按两轮中心连线对水平线的夹角ｄ从表１中选取。

表１系数Ｋ，表

在目前使用的机械设计教材及手册中关于链传动的受力分析计算都局限于一般链传动，对有导轨制约的模切机链传动受力分析还没有见到相关资料。

２模切机主链条传动受力分析２．１传动链条所受的张力

图ｚ为模切机主链条传动的受力图。紧边在上，松

有效ＮＮ２／Ｎ

离心力引起的张力Ｆ，／Ｎ松边垂度引起的张力Ｆ，／Ｎ紧边总拉力／Ｎ

收稿日期：２００５—０５—３０

Ｆ

Ｌ＝１０００音

（１）（２）

边在下，链条在导轨上按预定路线运行。松边链条在下导轨１的作用下不会下垂，故不存在松边垂度引起的张力Ｆ，；同理，由于上导轨１的作用，也不存在离心力引起的张力只。为了保证模切时间，链条在间歇传动系

Ｆ。＝ｑｖ２￡

Ｆ，＝Ｋ硝口×ｌｏ－２（３）Ｆ—Ｆｔ＋Ｆ。＋ＦＩ（４）

作者简介：黄梅（１９８ｌ一），女，四川资中人，西安理工大学印刷工程在读硕士。

万方数据　

［研究・设计］黄梅，等模切机链条传动的受力分析

统控制下间歇运行，链条速度变化必然产生惯性力Ｆａ；由于下导轨２的制约，链条受到导轨坡度引起的张

力凡作用。若不计及各种附加动载荷及摩擦力作用，

模切机传动链条的紧边张力Ｆ，由有效圆周力Ｆ，，间歇

运动引起的惯性力Ｆ。，导轨坡度引起的张力Ｂ所组

成：

导轨１

图２模切机链条受力图

ｐ

有效圆周力／Ｎ

Ｆ。一１０００二－（５），Ｊ，ｌｑⅥ，间歇运动引起的惯性力凡／Ｎ

Ｆ一一ｍｎ—ｍｅｒ（６）导轨坡度引起的张力Ｆ，／ＮＦ，＝ｍ，ｇｓｉｎ０（７）紧边总拉力／Ｎ

Ｆ＝Ｆ，＋Ｆ一＋Ｆ，（８）

式中：Ｐ为传动功率／ｋｗｍ为链的速度差／ｍ・ｓ～ｍ

—ｕ。；一‰。一ｒｉⅢｌ—ｒｌｏ＾ｃｏｓｊ５；≠为链轮的相邻轮齿所

对的圆心角，≠一÷；ｚ为齿数；ＣＯ，为主链轮的角速度／

ｔａｄ・Ｓ～ｍ为主动链轮分度圆半径／ｍ；７为效率，对

于润滑良好的滚子链传动，当ｎ＜１０ｍ／ｓ时，７一ｏ．９５～０．９７；当口＾＞１０ｍ／ｓ时，口一０．９２～０．９４¨１；ｍ为紧边链条及其上牙排的质量／ｋｇ；Ｅ为链轮的角加速度／ｔａｄ・ｓ～，可参考间歇传动系统研究主链轮角加速度响应；ｒ为主动链轮分度圆半径／ｍ；ｍ。为下导轨２段上链条的质量／ｋｇ；ｇ为重力加速度，ｇ一９．８ｍ／ｓ２，０为爬坡角度。

由此可见，在链传动中，组成链条的每一个链节当

处在松边位置时，其链节张力为乃＋ｎ，当处在紧边位置时，其链节张力为Ｆ，＋ｎ＋ｎ，所以传动链条承

受着交变载荷。

２．２链条所受的附加动载荷

实际上链条还受着各种附加动载荷的作用［３］，即

使是精确制造的链传动装置，由于其自身的多边形效

应，不可避免地在链传动啮合运转时会产生动载荷。链条运动过程中，所受的附加动载荷包括：因多边形效应引起链条线速度变化而产生的惯性载荷；因从动轮角速度变化而使从动系统产生的附加惯性载荷；链节啮入轮齿时的冲击载荷；链条工作时的轨迹变化以及链

万　

方数据条振动等因素产生的附加动载荷；链条上由于等间隔存在的牙排而引起附加动载荷等。现将它们分别阕述于下。２．２．１

因多边形效应引起链条线速度变化而产生的

惯性载荷ｎ，

链条作为弹性体时，链轮传给牵引链的力是以一定的传递速度逐渐向前传播的，并不是整条牵引链上都有相同的加速度｝参与加速度运动的质量，也不是整

条牵引链及其上所带牙排的质量。

Ｆ以一ｍｎ一卅ｒ１ｃ【Ｉｌ２ｓｉｎ乒

／Ｎ

式中：ｍ为链条紧边及其上牙排的质量／ｋｇ；ｃＯ，为主链轮的角速度／ｔａｄ・ｓ＿１ｍ为主动链轮分度圆半径／ｍ；≠在一１８０。／ｚｌ到１８０。／ｚ。之间变化；Ｚ。为主动链轮齿

数。所以最大的ＦＪｌ为Ｆｄｌ血。＝研ｎ咄２ｓｉｎ±导生。

厶１

２．２．２因从动轮角速度变化而使从动系统产生的附加惯性载荷Ｆ女为

Ｆ。。一当警／Ｎ

‘Ｚ

“ｏ

当主动链轮以等角速度转动时，链条的运动速度”

一ｒ。ｍ。ｃｏｓ≠，从动链轮的角速度０）２为吡一罟，Ｅ：一等芏

７

２’２

ｓｉｎｅ，所以最大的Ｆｍ为

Ｆａ２～＝Ｊ了ｒｌｅｏｌ’２

ｚｓｉｎ譬／Ｎ

一ｌ

式中；Ｊ为从动系统转化到从动轴上的转动惯量／ｋｇ・ｒｌｌ２ｌｒ２为从动轮的半径／ｍ。

２．２．３链节啮人轮齿时的冲击载荷Ｆ，

链条与链轮的啮人冲击的大小与法向冲击速度有关。一般，冲击力可近似地当作圆周力的一部分计算

Ｆ。一Ｋ，Ｆ１／Ｎ

其中墨的值在０．３～１．５问变动。

２．２．４链条工作时的轨迹变化以及链条振动等因素产生的附加动载荷

链条启动时的惯性冲击、链条中心线的横向振动，以及链传动中心距变化等均属链条运动轨迹变化的范畴，它们都会引起附加动载荷。

（１）链条起动时的惯性冲击力

启动过程是瞬间

完成的，链传动的从动系统速度从零加速到最大的时间很短。由于从动系统具有一定的惯性，因此，必然会对处于紧边位置中的链节造成惯性冲击。这类惯性冲击的大小与从动系统转动惯量以及启动加速度等因素有关。目前尚未提出实用的计算公式。

（２）链传动的多边形效应引起了链条的横向振动，

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这种振动同样会产生附加动载荷。其数值可达有效圆周力的２０％～３０％，但衰减较快，一般仅影响后续的４

’

振动时，导轨还起阻尼作用。３结论

模切机中导轨对链传动的受力有较大的影响，故对模切机链条进行受力计算时不能按照目前常见的，一般链的受力计算方法进行计算。参考文献：

［１］郑志蜂，王义行，蔡邦衡．链传动［Ｍ］．北京：机械工业出版杜，

１９８４．７８—３８．

～５个链节。

（３）链传动中心距的变动也会产生附加动载荷。这种变动一般是由链轮齿根圆径向跳动造成的。链传动的实际中心距周期性地变动，所以同样会周期地使链

条张力产生变动，从而引起附加动载荷。一般加工精确

的链轮因回转偏心而产生的动载荷有时可达有效圆周力的１０％～３０％。

（４）链条振动时会发出令人讨厌的噪音，而且由于振动能使链条产生一个大的附加张力，因而使得链条早期磨损或疲劳破坏。模切机上的导轨装置可以得到较为满意的防振效果，这种紧密贴在链条侧旁的导轨

［２］濮良贵，纪名刚机械设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１．１７３

——１７４

［３］沈昱，安琦．孙林，等．链传砧爱力分析及计算方洼商榷

［Ｊ］．机械科学与技术，２００２，２１（２）：２２０一２２１．

［４］杨秀芳，张蜂．链条传动的受力分析［Ｊ］机械管理开发，２００３，

（６）：１１—１

３．

在链条平稳工作时为链条提供运行方向，在链条产生

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（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＰｒｉｎｔｉｎｇ＆ＰａｃｋａｇｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｘｉ’ａｎ７１００４８．Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄａｎｄ

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・技术信息・

食品包装信患３刚

（１）现代食品对包装材料的要求。为确保包装食品的安全，食品包装材料必须要有高阻隔性。油脂食品要求具有高阻氧性和阻油性；干燥食品要求具有高阻湿性｝芳香食品要求具有高保香性；果品蔬菜类生鲜食品要求包装具有高的氧气、二氧化碳和水蒸气的透气性。此外食品包装材料还要有高的抗拉伸强度、耐撕裂、耐冲击强度．优良的化学稳定性，不与内装食品发生任何化学反应．确保食品安全｝另外还要有较高的耐温性，满足食品的高温消毒和低温储藏等要求。

（２）食品包装新规定：禁止使用部分塑料原料。《绿色食品包装通用准则》将于近期正式出台并实施，其中明确规定塑料制品不允许使用发泡聚苯乙烯、聚氨酯等产品。

按照“准则”，以后食品包装必须无毒并可降解，包装废弃后，经过一定处理可重新回收利用ｊ包装表面不得涂蜡、上油；不允许用塑料等防潮材料｝纸箱上的标记必须用水溶性油墨ｆ金属类包装、玻璃制品不应使用对人体和环魔造成危害的密封材料和内涂料；塑料制品不允许使用发泡聚苯乙烯、聚氨酯等产品；外包装应有明示材料使用说明及重复使用、回收利用说明及绿色食品标志，印刷外包装的油墨或贴标签的粘合荆应无毒，且不应直接接触食品。

（３）国际茶叶市场出台新包装。随着当今世界茶叶市场竞争日益加剧，消费者可以觉察到茶叶的包装越来越考究，这是由于茶叶销售处于低谷，为姐含顾客口味，许多新的包装形式已悄然出现。新包装一般具有加工考究、用料独特及结构新颖等特点。

印度采用轻木为原料制作成术质包装盒，其规格有１５

ｇ、５０

ｇ和２５０

ｇ

３种；日本将末茶制成胶囊，给饮用带来极大的方匣｝英国

采胃仿信封包装的袋泡茶，其外包装上印有“英国午茶”字样和一幅温情四溢的育婴图ｔ该包装深受妇女们欢迎；加拿大一公司还采用陶瓷翩成形似大象、内树木质材料的盛蔡容器。由于木质包装密封效果差，不利于茶叶的保质，而陶瓷包装成本高且易碎，许多茶

叶公司注意在内包装上下工夫，弥补木盒和陶瓷包装的缺点。内包装原料用纸和锡箔，都要尽可能地密封，以防外部光照和温度、湿

度影响茶叶的色、香、味。上述形态各异的茶叶包装及其变化趋势表明，国际市场的茶叶销售竞争将从包装开始。

（武深秋）

万方数据　

模切机链条传动的受力分析

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

黄梅， 张海燕， HUANG Mei， ZHANG Hai-yan西安理工大学印刷工程系,陕西,西安,710048轻工机械

LIGHT INDUSTRY MACHINERY2006,24(1)1次

参考文献(4条)

1. 杨秀芳;张蜂 链条传动的受力分析[期刊论文]-机械管理开发 2003(06)

2. 沈昱;安琦;孙林 链传动受力分析及计算方法商榷[期刊论文]-机械科学与技术 2002(02)3. 濮良贵;纪名刚 机械设计 20014. 郑志峰;王义行;蔡邦衡 链传动 1984

引证文献(1条)

1. LUO Yong. 成刚虎 模切机连杆机构的弹性静力学分析[期刊论文]-轻工机械 2008(4)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qgjx200601010.aspx