發(fā)布時間：2018-01-07 13:40

  本文關(guān)鍵詞：基于剛?cè)峄旌蟿恿W(xué)技術(shù)的齒形鏈接觸特性研究　出處：《吉林大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著高速鏈傳動技術(shù)的不斷發(fā)展,以及汽車發(fā)動機越來越高的可靠性要求,鏈傳動在汽車行業(yè)的應(yīng)用不斷增多。由于齒形鏈具有尺寸緊湊、噪音低、耐磨性強、可靠性和傳遞功率高等優(yōu)點,近年來,被廣泛地應(yīng)用于汽車發(fā)動機的正時傳動、機油泵傳動、平衡軸傳動等系統(tǒng)中。齒形鏈有著特殊的結(jié)構(gòu)形式及嚙合機理,因而,對其傳動過程中的接觸動態(tài)特性進行研究具有重要的理論意義與學(xué)術(shù)價值。 本文在查閱與研究國內(nèi)外鏈傳動的動態(tài)特性分析、多剛體、多柔體及接觸動力學(xué)等相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,結(jié)合國家自然科學(xué)基金“新型高速齒形鏈嚙合原理及其研究方法”,采用多剛體多柔體混合動力學(xué)技術(shù),對圓銷式齒形鏈的動態(tài)接觸特性進行了深入的研究。 論文首先依據(jù)相關(guān)的文獻資料,深入分析了鏈傳動行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢、以及國內(nèi)外多體動力學(xué)的研究現(xiàn)狀；結(jié)合相關(guān)的圖片和表格,介紹了鏈傳動行業(yè)的現(xiàn)行規(guī)范以及齒形鏈傳動的運動學(xué)特點；根據(jù)鏈傳動過程中速度變化的關(guān)系,建立銷軸之間的運動學(xué)方程,解釋了多邊形效應(yīng)產(chǎn)生的機理；在詳盡闡述了多體動力學(xué)分析的理論基礎(chǔ)和迭代算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合建模軟件CATIA與多體動力學(xué)分析軟件RecurDyn對汽車發(fā)動機正時鏈系統(tǒng)中的工作鏈板與銷軸進行了三維建模及剛?cè)峄旌蟿恿W(xué)分析；通過銷軸與鏈板表面形貌的微觀分析,與仿真得到的相同位置的應(yīng)力云圖及受力曲線進行了比較,取得了預(yù)期的結(jié)果。 本文著重介紹了多體動力學(xué)分析的過程,首先利用CATIA三維建模軟件對圓銷式齒形鏈的銷軸及鏈板進行建模,利用多體動力學(xué)軟件RecurDyn,在考慮銷軸與鏈板孔間隙的情況下,根據(jù)圓銷式齒形鏈傳動的實際工況,建立了鏈條仿真所需的邊界條件,并對鏈板嚙入鏈輪這一過程進行仿真。仿真過程中對銷軸及鏈板進行了柔性化處理,分別分析了銷軸與鏈板在接觸過程中的應(yīng)力變化規(guī)律。并結(jié)合實驗數(shù)據(jù),得到了如下結(jié)論： 1.銷軸與工作鏈板之間、工作鏈板與鏈輪輪齒之間的接觸部分的壓應(yīng)力較大,是最容易出現(xiàn)疲勞磨損的部位。 2.外嚙合齒形鏈在嚙合過程中受到的來自鏈輪輪齒面的沖擊比內(nèi)外復(fù)合嚙合齒形鏈的要大。 3.利用JSM-5310型電子掃描顯微鏡得到的銷軸與鏈板的磨損形貌也在一定程度上為以上兩點結(jié)論提供了事實依據(jù)。 基于剛?cè)峄旌蟿恿W(xué)技術(shù)對銷軸及鏈板進行動態(tài)接觸應(yīng)力分析是本文的主要創(chuàng)新點,為今后研究齒形鏈的嚙合受力過程提供了新的方法；為設(shè)計新型齒形鏈提供了參考依據(jù)。同時,銷軸與鏈板磨損的微觀分析結(jié)果也驗證了本文所提出并建立的多剛體多柔體動力學(xué)模型的科學(xué)性和實用性。綜上,本文的研究內(nèi)容及研究成果具有重要的學(xué)術(shù)價值與工程應(yīng)用意義。
[Abstract]:With the continuous development of high-speed chain transmission technology, and the reliability of the automobile engine is more and more high requirements, application of chain drive in the automotive industry increased. Because of its compact size, low noise gear chain, strong wear resistance, high reliability and power transmission advantages, in recent years, is widely used in automobile engine timing drive, drive pump, balance shaft drive system. The toothed chain has a special structure and the meshing mechanism, therefore, the research has theoretical significance and academic value of the dynamic characteristics of the contact in the transmission process.
Analysis of multi rigid body dynamic characteristics research at home and abroad on the basis of the chain drive and the basis of multibody dynamics and contact the relevant literature, combined with the National Natural Science Fund "the new high speed gear chain meshing principle and research method, the rigid and the flexible multi-body dynamics, the dynamic contact characteristics of pin type of tooth chain are studied.
Firstly, on the basis of the relevant literature, in-depth analysis of the current situation and future trend of the development of the industry chain, and research status quo of multi body dynamics; combined with the relevant pictures and forms, introduces the current standard chain drive industry and sports gear chain transmission characteristics; according to the speed change in the process of chain drive the establishment of the kinematics equation of the pin shaft, the mechanism of the polygon effect; in elaborating the theoretical foundation and the iterative algorithm of multi body dynamics analysis on the combined modeling software CATIA and multi-body dynamics analysis software RecurDyn, the three-dimensional modeling and analysis of rigid flexible hybrid automobile engine timing chain plate and pin shaft chain system; through the analysis of micro pin and the plate surface, the same position with the simulation results of the stress nephogram and stress. The line was compared and the expected results were obtained.
This paper introduces the process of dynamic analysis, using CATIA 3D modeling software of the round pin tooth chain pin shaft and chain plate are modeled using multi-body dynamics software RecurDyn, considering the situation with the chain plate hole clearance pin shaft, according to the actual condition of circular pin gear chain transmission to build up the chain, the boundary conditions of simulation, and the chain plate mesh in this process is simulated. The simulation process chain of the pin and the plate of flexible treatment, respectively analyzes the pin and the plate in the process of contact stress variation. Combined with the experimental data obtained. The conclusions are as follows:
Between the 1. pin axis and the working chain plate, the contact part between the working chain plate and the sprocket tooth is more stressed, which is the most vulnerable part of the fatigue wear.
The impact of the 2. outer meshing tooth chain in the meshing process is larger than that of the internal and external meshing tooth chain.
3. the wear morphology of the pin and chain plate obtained by JSM-5310 electron scanning microscope also provides a factual basis for the above two points.
Hybrid rigid flexible dynamic technology for dynamic contact of the pin and the plate stress analysis is the main innovation of this paper is based on study the meshing tooth chain stress process provides a new method; provides reference for the design of a new silent chain. At the same time, the pin shaft and the microscopic analysis results of chain plate wear also verified the multi rigid multi-body dynamics model presented in this paper and the establishment of the scientific and practical. Therefore, it has important academic value and engineering significance to research contents and results of this research.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.45

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本文編號：1392809