雙面嚙合齒形鏈傳動的嚙合理論與應(yīng)用研究.pdf

1、齒形鏈傳動廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車等汽油發(fā)動機的正時機構(gòu)，然而齒形鏈傳動固有的多邊形效應(yīng)和嚙合沖擊一直制約著齒形鏈機構(gòu)的進一步發(fā)展，亟需研究新型齒形鏈傳動來提高齒形鏈機構(gòu)的傳動性能。本文通過分析齒形鏈傳動過程中存在的多邊形效應(yīng)和嚙合沖擊，開展了雙面嚙合齒形鏈傳動嚙合理論與應(yīng)用研究。 以減小多邊形效應(yīng)為目標，提出了雙面嚙合的嚙合形式，雙面嚙合的特點是齒形鏈條的內(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，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的嚙合理論，設(shè)計了雙面嚙合齒形鏈機構(gòu)，該機構(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)計了內(nèi)外側(cè)雙面齒廓均可與鏈輪嚙合的齒形鏈條，開發(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、，通過理論驗證發(fā)現(xiàn)該齒形為大負變位大壓力角的漸開線。研究了新型鏈輪的齒形修正方法，設(shè)計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)的計算公式。研究發(fā)現(xiàn)，當新型鏈輪唯一變位系數(shù)的絕對值小于最小變位系數(shù)的絕對值時，新型鏈輪加工時不會產(chǎn)生根切。 發(fā)展與完善了雙面嚙合齒形鏈機構(gòu)的設(shè)計理論。提出了雙面嚙合齒形鏈條和新型鏈輪的設(shè)計方法和實體建模方法，給出了新型鏈輪的設(shè)計參數(shù)方程，開發(fā)了齒形鏈鏈

4、輪的設(shè)計軟件。研究了新型鏈輪刀具和鏈輪加工機理，對鏈輪毛坯進行加工仿真，動態(tài)模擬了新型鏈輪的切齒過程。 建立了齒形鏈機構(gòu)的運動學(xué)模型和嚙合沖擊模型，動態(tài)模擬了雙面嚙合齒形鏈機構(gòu)、傳統(tǒng)鏈條漸開線鏈輪機構(gòu)和傳統(tǒng)齒形鏈機構(gòu)的嚙合過程，對三種齒形鏈機構(gòu)進行動力學(xué)仿真。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)齒形鏈機構(gòu)比較，雙面嚙合齒形鏈機構(gòu)的緊邊鏈條波動量、嚙入沖擊速度系數(shù)、沖擊動能和瞬時接觸力均有所減小。 通過傳動及動態(tài)性能實驗，分析了三種齒形鏈機構(gòu)