雙面嚙合齒形鏈傳動(dòng)的嚙合理論與應(yīng)用研究.pdf

1、齒形鏈傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、摩托車(chē)等汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)機(jī)構(gòu)，然而齒形鏈傳動(dòng)固有的多邊形效應(yīng)和嚙合沖擊一直制約著齒形鏈機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，亟需研究新型齒形鏈傳動(dòng)來(lái)提高齒形鏈機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能。本文通過(guò)分析齒形鏈傳動(dòng)過(guò)程中存在的多邊形效應(yīng)和嚙合沖擊，開(kāi)展了雙面嚙合齒形鏈傳動(dòng)嚙合理論與應(yīng)用研究。 以減小多邊形效應(yīng)為目標(biāo)，提出了雙面嚙合的嚙合形式，雙面嚙合的特點(diǎn)是齒形鏈條的內(nèi)外側(cè)齒廓均可與鏈輪輪齒嚙合。嚙合周期的初始階段，鏈條的內(nèi)側(cè)直線齒廓與鏈輪

2、嚙合，嚙合周期的終止階段，鏈條的內(nèi)外側(cè)齒廓同時(shí)與鏈輪的齒廓線嚙合，鏈條依靠外側(cè)齒廓定位于鏈輪上。雙面嚙合齒形鏈條拉緊時(shí)，內(nèi)側(cè)齒廓和外側(cè)齒廓平行且外凸于外側(cè)齒廓。 系統(tǒng)研究了雙面嚙合齒形鏈傳動(dòng)的嚙合理論，設(shè)計(jì)了雙面嚙合齒形鏈機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由雙面嚙合齒形鏈條和新型鏈輪組成。首先，為減小多邊形效應(yīng)的幅值，設(shè)計(jì)了內(nèi)外側(cè)雙面齒廓均可與鏈輪嚙合的齒形鏈條，開(kāi)發(fā)了雙面嚙合鏈板參數(shù)分析軟件。其次，根據(jù)包絡(luò)原理推導(dǎo)出與鏈條外側(cè)齒廓共軛嚙合的鏈輪齒形

3、，通過(guò)理論驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)該齒形為大負(fù)變位大壓力角的漸開(kāi)線。研究了新型鏈輪的齒形修正方法，設(shè)計(jì)了可與雙面嚙合鏈條配合的新型鏈輪齒形。最后，研究了新型鏈輪的齒形特性，推導(dǎo)出新型鏈輪齒形參數(shù)的計(jì)算公式。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)新型鏈輪唯一變位系數(shù)的絕對(duì)值小于最小變位系數(shù)的絕對(duì)值時(shí)，新型鏈輪加工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生根切。 發(fā)展與完善了雙面嚙合齒形鏈機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論。提出了雙面嚙合齒形鏈條和新型鏈輪的設(shè)計(jì)方法和實(shí)體建模方法，給出了新型鏈輪的設(shè)計(jì)參數(shù)方程，開(kāi)發(fā)了齒形鏈鏈

4、輪的設(shè)計(jì)軟件。研究了新型鏈輪刀具和鏈輪加工機(jī)理，對(duì)鏈輪毛坯進(jìn)行加工仿真，動(dòng)態(tài)模擬了新型鏈輪的切齒過(guò)程。 建立了齒形鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和嚙合沖擊模型，動(dòng)態(tài)模擬了雙面嚙合齒形鏈機(jī)構(gòu)、傳統(tǒng)鏈條漸開(kāi)線鏈輪機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)齒形鏈機(jī)構(gòu)的嚙合過(guò)程，對(duì)三種齒形鏈機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)齒形鏈機(jī)構(gòu)比較，雙面嚙合齒形鏈機(jī)構(gòu)的緊邊鏈條波動(dòng)量、嚙入沖擊速度系數(shù)、沖擊動(dòng)能和瞬時(shí)接觸力均有所減小。 通過(guò)傳動(dòng)及動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn)，分析了三種齒形鏈機(jī)構(gòu)