浙江工业大学
毕业设计开题报告
学生姓名：
学 号：
专 业： 机械工程及自动化
指导教师：
2009年05月31日
一、课题的背景及意义
刚性链条（rigid chain），又称推拉链条（push-pull chain），是一种特殊链条，它既可以像普通链条一样卷曲，又可以像千斤顶等那样传递推力（见图1）。
图1 现有刚性链条结构
由于刚性链条仍具柔性，可以卷曲贮存，相比齿轮齿条传动和螺旋传动，可以大大节约安装空间或降低对安装空间的要求，这在某些应用场合，如长行程的推拉运动或升降运动，显示出其独特的优点。由于刚性链条既有普通链条一样的柔性，又有千斤顶一般的刚性，在一定场合的应用，显示出其独特的优点，因而获得国内外重视，将其开发成一种工业化的传动器件，供工业部门或其它部门应用。另外，与具有同样功能特点的螺线升降柱[2] （见图2）（spiral lifting pillar）相比，结构简单、成本低、噪音小，更具有实际应用价值。 图2 螺线升降柱结构
因此，刚性链条传动获得国内外一定的重视，在国外，有些厂家如法国的Serapid公司、德国的Framo公司和加拿大的Trans-Quip公司将其开发成工业化、系列化的传动通用部件（见图3）投放市场，应用于生产线上的物料搬运、输送（见图4），
图3 刚性链条传动部件
图4 刚性链条在搬运机械中的应用
舞台机械中的升降舞台（垂直运动）（见图5）及车台（水平运动），以及包装、木材加工、核电站、军队等领域的线性动作器或自动化工具等（见图6）。
图5 刚性链条在舞台机械中的应用
图6 基于刚性链条的线性动作器
在国内，相关文献资料[1]也介绍了刚性链条，某些领域也许应用了刚性链条技术，但市场上目前还未见到工业化的刚性链条传动通用部件。因此，本项目在研究现有刚性链条结构的基础上，拟开发出一种基于全新概念链条结构的工业化、系列化的刚性链传动通用部件。
二、项目主要研究内容和技术关键
1．主要研究内容
研究开发基于新型链条结构的通用传动部件，解决工业化的、系列化过程中需要解决的问题。主要研究内容可以分为两大部分：一是新型刚性链条结构的设计研究，二是刚性链条传动部件——驱动箱的设计研究。
新型刚性链条结构的设计研究主要内容为如何合理选择、计算和优化结构参数及参数的系列化；分析、试验其长度与极限负荷间的关系曲线（类似于压杆稳定问题）和负载与极限寿命间的关系曲线；同时还要对工业化生产的刚性链条进行加工工艺性等分析。
刚性链条传动部件——驱动箱的设计研究主要内容为解决驱动箱结构参数的选择、计算、优化及系列化问题，如何解决链条传动的多边形效应问题，如何解决链条的导向、存贮问题。
2．技术关键
主要为额定载荷、额定长度下的受压稳定性问题和额定载荷下循环次数（寿命）问题，既解决刚性链条传动的工业化问题。
三、项目预期目标（主要技术经济指标，应用或产业化前景）
刚性链条传动是一种将旋转运动转换为直线运动的简单而有效的传动方式，它既可以传递拉力又可以承受推力，在某些场合的应用显示其独特的优点，完全可以将其设计开发成一种工业化的系列化的通用传动部件，供各个部门应用，国外企业的实践已经证明了这一点。目前，国外产品应用最广泛的两个领域为工业领域和舞台机械领域。在工业领域，刚性链条传动部件作为线性动作器使用，例如用刚性链条传动替代液压传动的工业升降台（见图4），其定位精度和稳定性都比液压缸高；另一领域为舞台机械，在升降舞台和车台已经或得广泛使用。例如刚性链条在舞台升降台上的应用（见图5），在同样的升降行程要求下，与丝杆螺母直顶或液压缸直顶传动方式相比，可以降低机坑深度近一半，其优势非常明显，目前这种产品已在北京长安大戏院和上海东方艺术中心等多个剧场获得应用，价格很高，但都是国外产品，国内厂家未见此类产品进入该领域。
主要技术指标：
刚性链条一般适合于间歇性工作场合，其工作频率一般在每小时10次范围内，负载一般在5000N~100000N之间，大部分工作行程在7米以下。根据这些统计结果，参考国外产品技
术参数，制定拟开发的新型刚性链条通用传动部件系列技术参数如下：
| Chain Link 40 | Chain Link 60 家用供暖系统 | Chain Link 50 | Chain Link 100 |
链条节距（mm） | 40 | 60 | 50 | 100 |
最大行程（m） | 1 | 2 | 3 | 7 |
最大静载荷(N) | 7 500 | 20 000 | 30 000 | 100 000黄花菜加工 |
最大动载荷(N) | 7 500 | 20 000 | 15 000 | 50 000 |
工作速度(mm/s) | 保健水杯 200 | 200 | 200 | 200 |
| | 局部假发 | | |
主要经济指标：
卧式炭化炉
工业领域分析：在工业领域，主要用于物料的输送、搬运和贮存，其特点是各个行业都可应用，量大面广，规模经济效益大。
剧场领域：主要用于舞台机械中的升降舞台和车台，其特点是优势明显，替代性强，但整个行业不大，需求量不大，单价可以较高，所以也可以达到一定经规模的经济效益。
项目的经济效益主要取决于市场的推广或销售力度，初期市场可能有一个培育过程，一旦认可，应该具有较大的市场空间。炫轮
以单台平均售价7500元人民币，初期年销售额为2000台计，可以新增产值1500万元，利税300～500万元；后期年销售额按10000台计，年增7500万元计，利税1500～2500万元。
四、项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解
初期实验阶段，亦积极稳妥，项目可以利用现有普通链条加以改进，构成如图1所示这种形式的刚性链条，然后设计加工与之相适应的驱动箱，做出2～3台样机，进行性能分析、试验，市场推广，用户培养。初步获得市场认可以后，可以进行下一步的新型刚性链条传动
部件的开发、生产。
组织方式上，前期可以由承担单位的课题组成员独立完成。后期的开发、生产和销售阶段可以与合作企业，如与链条厂或舞台机械厂合作。
五、参考文献
豫公网安备41160202000603
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