不完全链匀速往复摆动机构设计研究

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1、第33卷第5期不完全链匀速往复摆动机构设计研究53文章编号：10o4—2539(2009}05—0053—02不完全链匀速往复摆动机构设计研究茅矛王成军马履中沈元锡徐燕云刘家臻王莹(1江苏大学机械工程学院，江苏镇江212003)(2安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001)摘要研究了一种采用在不改变驱动源转向时，用一种不完全链传动机构实现管外执行头的均匀摆动机构。论述了该机构的运动学实现原理。通过一个具体实例，分析了该不完全链匀速往复摆动机构的设计计算方法。分析计算表明该机构能够满足匀速摆动运动要求。

2、结果表明不完全链匀速往复摆动机构运动可行、结构紧凑、可靠性强。关键词不完全链链传动往复摆动传动，它兼有齿轮传动和带传动的一些特点，其传动比0引言较准确、传力大、挠性好、效率高、寿命长、使用可靠、适在石油化工等输送管道外表面的清洗、保养以及加应性强、维修方便、成本低廉[一2l。工等作业中，当驱动源以确定方向转动时，希望执行头匀1不完全链匀速往复摆动机构原理速摆动及直线匀速移动。其中设计匀速直线移动机构较容易，而设计一种均匀摆动运动机构较难于实现。不完全链传动系统由6个单链轮、1条单排链、1目前工业上能够实现往

3、复运动的主要方法有：条双排不完全链和1对外啮合齿轮组成。详细结构如(1)曲柄摇杆传动。该机构虽然曲柄是匀角速度图1所示。转动，但摇杆输出的角加速度却不为零，所以曲柄摇杆机构只能在运动轨迹和位置上达到设计要求，而不能实现匀速往复摆动的效果。呈董轮审，壁轮(2)凸轮传动。与曲柄摇杆机构一样不能实现匀⋯喃⋯．I．赢一速往复摆动的效果；而且凸轮轮廓线与从动件之问是}f3毒蓑蓍兰-_广点或线接触的高副，易于磨损；凸轮机构在运行过程中口∞-：t一--·-∞-∞BI鏖会产生较大的震动，不利于机器的平衡。(3)齿轮传动。通

4、过对电机的控制使电机正反转，图1不完全链传动机构原理图用齿轮机构将运动输出以达到设计要求。由于这种机工作时，电机提供一个构，电机需要频繁反复启动，对电机的要求较苛刻，通方向的驱动力，不完全链的常须使用步进电机或伺服电机，成本较高。．、．内侧半环链分别与4号、5能够实现定传动比的主要方法：链传动、齿轮传动0号链轮啮合。当内侧半环链，、和蜗杆传动。与4号链轮啮合时，单排链’基于以上情况分析，我们采用由单排链和双排链与之同步运动；当内侧半环组成的链传动机构，与齿轮传动机构巧妙而合理地结链与4号链轮脱离啮合后即合在

5、一起，提出了不完全链传动机构。与5号链轮啮合，此时通过不完全链传动机构的特点有：一对外啮合齿轮变向，单排图21号、2号与3号链轮(1)不完全链传动是通过机构内部自动换向实现之间的径向位置链受到反向的驱动力而实现往复运动，对电机和控制系统的要求较低，只需采用普反方向的运动。这样3号链轮就能够实现匀速往复运通电机即可实现。动。(2)不完全链传动同时具备了链传动和齿轮传动的优点，能够精确地实现匀速的往复运动，完全符合设2不完全链设计计算计要求。我们以某一管外自动清洗及喷涂机器人为实例进(3)链传动是一种具有中间挠

6、性件的非共轭啮合机械传动2009年行设计计算。所以a一10．32~设计要求：传递功率P：0．5kW，1号链轮(主动链理论中心距轮)转速n1=185．5r／rain，1i=100．9r／rain，传动比ao=IABI=2lOAIsini2：i，i】3=16．12，中等冲击载荷，小链轮和链沿圆弧布置，小链轮分度圆直径d1：d2=69．12ram，小链轮孔：2(R3+R1)sin69~6~：669．59ram径d：25mm。1号链轮、2号链轮和3号链轮的径向为了保证交替啮合时一轮正确脱离啮合后立即准位置关系如图2

7、所示。3号链轮(半环链圈)与不完全确进入另一轮啮合，作反向运动。经计算中心距须为链中的单排链啮合，其与机体间通过滚动体及滚道保链节距的整数倍。故实际中心距取673．1mm。持其导向性并减小摩擦。执行头装配在3号链轮上，(8)链速通过不完全链完成周向匀速往复摆动的动作j，如图链条的线速度速度3号链轮的线速度，即3所示。=Vlm=R3rnm3号链轮=0·55384x11·58×0·671m／sVmin=zmin=R3加min：0·55384×6·29×0·365m／s(9)验算小链轮孑L径滚动体根据z1：17，

8、P：12．7，由文献[4]表8—2—13图3不完全链传动系统中3号链轮的结构与安装图查得dk一=34ram>25mm，满足要求。(1)各链轮齿数取Z】=2=17，3号链轮的齿数(10)有效圆周力F为3=li13=274．04，取。3：274。3号链轮的分度圆F⋯：—1000P“一V—：：1369．86N一0．365一‘直径，d3===ll07．68mm，分度圆半im吼“丽Fmin-一=0671一=745．16N’