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作者:陳友凡(2001-07-01),推薦:徐業良(2001-07-03)

滾子鍊條傳動系統設計e-Advisor原理介紹及使用說明

滾子鍊條傳動系統設計e-Advisor的建構,參考MottMachine Elements in Mechanical Design一書中提出的鍊條選用流程[Mott, 1992]。操作程序中使用者需要做兩個部份的輸入,第一個部份是輸入欲傳輸的馬力大小、減速比、輸入端的轉速以及傳動系統中所使用鍊條數量,如圖1所示。使用者並必須選擇系統使用場合、驅動端形態,e-Advisor程式依據表1估計其過負載係數(Service Factors),並由輸入馬力過負載係數計算其設計馬力。

1. 鍊條傳動系統設計e-Advisor第一部份操作界面

1. 鍊條傳動系統的過負載係數估計[Mott, 1992]

Load Type

Driver Type

Hydraulic Drive

Electric Motor or Turbine

Internal Combustion Engine with Mechanical Drive

Smooth (Agitators, fans, light uniformly loaded conveyors)

1.0

1.0

1.2

Moderate shock (machine tools, cranes, heavy conveyors, food mixers and grinders )

1.2

1.3

1.4

Heavy shock (punch presses, hammer mills, reciprocating conveyors, rolling mill drive)

1.4

1.5

1.7

若有部份參數沒有輸入或者參數形態不正確時,程式便會出現參數輸入錯誤的畫面要求使用者修正,如圖2所示。若輸入的參數沒有錯誤,便會產生如圖3的輸出畫面。使用多條鍊條的傳動系統可以獲得較高的馬力容量,但單一鍊條的設計馬力並不是如皮帶傳動系統般以系統的設計馬力除上鍊條的數目,而是將系統的設計馬力除上“多列係數(Power Capacity Factor)”,成為單一媡條的設計馬力。多列係數可由表2得到。

2. 輸入不正確參數時的錯誤畫面

3. 第一部份所獲得的結果

2. 多列係數對照表【小栗富士雄、小栗達男,1993

鍊條數目

多列係數

2

1.7

3

2.5

4

3.3

5

3.9

6

4.6

3e-Advisor程式對鍊條型式及驅動鍊輪的齒數的決定,是利用每一鍊條的設計馬力以及驅動鍊輪的轉速,查詢標準鍊條的型錄以找出最適合的鍊條型式及驅動鍊輪的齒數。一般鍊條型錄的形式如表3,橫軸為驅動輪的轉速,縱軸為驅動鍊輪的齒數,由這二個參數便可查出此情形下該種鍊條的馬力容量。在鍊條傳動系統設計e-Advisor中所引用的是Tasubaki公司的ANSI標準滾子鍊條型錄。

3. 鍊條型錄範例(ANSI 160):由驅動輪轉速及齒數可查出此型鍊條在此狀態下的馬力容量(KW) [Tsubakimoto Chain co., 1995]

驅動輪轉速(RPM)

 

驅動輪齒數

10

25

50

100

9

2.87

6.54

12.2

22.8

10

3.21

7.32

13.7

25.5

11

3.56

8.12

15.1

28.3

在找出適當的驅動鍊輪後便可利用減比求出需要的被驅動輪齒數,並利用式(1)求出驅動及被驅動鍊輪的節徑。

                                                                                           (1)

在第二部份中使用者輸入一預估的中心距大小,在頁面上會利用在第一步中求出的驅動、被驅動鍊輪大小,自動產生合理的中心距上、下限值告知使用者﹙如圖4AB所示﹚。使用者輸入預估的中心距後,e-Advisor程式會先依此中心距利用式(2)計算所需的鍊條長度。由於鍊條長度必定是鍊條節距的整數倍且為節距的偶數倍,因此必須找出最接近且大於此鍊條長度的節距個數,再逆推回套用此鍊條長度一時的中心距。最後利用式(3)計算鍊條的線速度後利用表4的資料判斷所需的潤滑型式,以及利用式(4)求出鍊條的包覆角。其中為驅動輪的轉速,分別為驅動與被驅動輪的節徑,分別是驅動與被驅動輪的齒數。若一切無誤則會出現如圖5的最終結果。

                                                                    (2)

                                                                                                    (3)

                                                                         (4)

4. 第二部份輸入畫面,AB為中心距的上、下限

4. 鍊條轉速與潤滑形式的選擇[Mott, 1992]

鍊條速度

潤滑形式

170 ~ 650 ft/min

Type I: Manual or drip lubrication

650 ~ 1500 ft/min

Type II: Bath or disc lubrication

> 1500 ft/min

Type III: Oil stream lubrication

5. 鍊條傳動系統e-Advisor最終輸出結果(部分)

參考資料

Mott, R. L., Machine Elements in Mechanical Design, 2nd ed., Merrill Inc., 1992.

New RS Roller Chains, Tsubakimoto Chain Co., 1995.

小栗富士雄、小栗達男,黃癸森譯,機械設計圖表便覽,第三版,眾文圖書公司,1993