汽車正時齒形鏈系統(tǒng)設(shè)計方法與仿真分析及試驗研究
發(fā)布時間:2023-03-14 21:04
近年來,隨著新型汽車發(fā)動機的不斷問世和汽車鏈設(shè)計與制造技術(shù)的不斷發(fā)展,齒形鏈因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率高、可靠性與耐磨性高、噪音低等顯著優(yōu)點,越來越廣泛地應(yīng)用在汽車發(fā)動機正時傳動、機油泵傳動、高壓泵傳動、共軌泵傳動、平衡軸傳動等場合。全球正時系統(tǒng)采用鏈傳動由2006年的53%預計到2011年將上升到55%,而皮帶傳動由2006年的38%預計下降到2011年的34%。而目前只有國外少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家能夠生產(chǎn)中高速汽車發(fā)動機用新型齒形鏈,其擁有絕大多數(shù)的專利技術(shù)以及內(nèi)部設(shè)計訣竅,其關(guān)鍵的設(shè)計方法和研究成果均不在公開的刊物發(fā)表,從而主導和壟斷著這一領(lǐng)域的市場和技術(shù),形成了國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量新型齒形鏈及其正時齒形鏈系統(tǒng)的技術(shù)壁壘。 論文在國家自然科學基金項目(50275062)“新型高速齒形鏈嚙合原理及其設(shè)計方法”和國家中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金資助項目(08C26213711011)“高性能汽車發(fā)動機齒形鏈制造技術(shù)及系列產(chǎn)品”的資助和支持下,在深入分析不同嚙合機制齒形鏈嚙合線的基礎(chǔ)上,提出了汽車發(fā)動機正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計方法,并對某款汽車發(fā)動機正時齒形鏈系統(tǒng)進行了設(shè)計計算、仿真分析及試驗研究。 論文...
【文章頁數(shù)】:124 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題來源及研究的意義
1.2 齒形鏈的分類及研究現(xiàn)狀
1.2.1 齒形鏈的分類
1.2.2 齒形鏈的研究現(xiàn)狀
1.3 汽車發(fā)動機正時傳動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 我國汽車發(fā)動機工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 齒形鏈在汽車發(fā)動機正時系統(tǒng)的應(yīng)用
1.3.3 正時齒形鏈系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第二章 汽車發(fā)動機正時傳動系統(tǒng)的作用
2.1 汽車發(fā)動機的基本工作原理
2.2 汽車發(fā)動機的換氣過程和配氣相位
2.2.1 汽車發(fā)動機的換氣過程
2.2.2 汽車發(fā)動機的配氣相位
2.2.3 可變配氣系統(tǒng)及其作用
2.3 正時傳動系統(tǒng)在發(fā)動機換氣過程的作用
2.4 發(fā)動機正時傳動系統(tǒng)的分類及特點
2.5 本章小結(jié)
第三章 新型齒形鏈嚙合線及多邊形效應(yīng)的研究
3.1 內(nèi)嚙合齒形鏈嚙合線的求解
3.1.1 內(nèi)嚙合齒形鏈嚙合定位的分析
3.1.2 內(nèi)嚙合齒形鏈的初始狀態(tài)
3.1.3 鏈板Ⅲ內(nèi)側(cè)工作齒廓與輪齒Ⅲ的初始嚙合
3.1.4 鏈板Ⅲ內(nèi)側(cè)齒廓與鏈輪輪齒的嚙合
3.1.5 鏈板Ⅱ內(nèi)側(cè)工作齒廓與鏈輪初始嚙合
3.1.6 鏈板Ⅱ與鏈輪輪齒的嚙合
3.1.7 鏈板Ⅱ嚙合定位
3.2 內(nèi)-外復合嚙合齒形鏈嚙合線的分析
3.2.1 齒形鏈的初始狀態(tài)
3.2.2 鏈板內(nèi)側(cè)工作齒廓與鏈輪輪齒初始嚙合
3.2.3 鏈板內(nèi)側(cè)工作齒廓與鏈輪輪齒的嚙合
3.2.4 鏈板外側(cè)直線齒廓與鏈輪輪齒的初始嚙合
3.2.5 同時參與內(nèi)嚙合和外嚙合
3.2.6 鏈板外側(cè)直線齒廓的外嚙合
3.2.7 鏈板外側(cè)直線齒廓的嚙合定位
3.3 齒形鏈嚙合線的計算實例
3.3.1 內(nèi)嚙合齒形鏈嚙合線的計算實例
3.3.2 內(nèi)-外復合嚙合齒形鏈的計算實例
3.4 齒形鏈多邊形效應(yīng)的分析
3.4.1 內(nèi)嚙合齒形鏈緊邊中心線波動量的分析
3.4.2 內(nèi)-外復合嚙合齒形鏈緊邊中心線波動量的分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計方法
4.1 引言
4.2 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計方法
4.2.1 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的選擇計算
4.2.2 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的總體設(shè)計
4.2.3 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)導向板的設(shè)計
4.2.4 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)張緊板的設(shè)計
4.2.5 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)鏈長的計算
4.3 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)磨損伸長后的校核
4.4 張緊器工作行程的確定
4.5 某款汽車發(fā)動機正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計與計算
4.5.1 正時齒形鏈系統(tǒng)內(nèi)凹垂度計算
4.5.2 齒形鏈及其主要零件的設(shè)計與計算
4.5.3 導向板和張緊板的計算
4.5.4 正時齒形鏈系統(tǒng)鏈長的計算
4.5.5 正時齒形鏈系統(tǒng)不同磨損伸長率的驗算
4.6 本章小結(jié)
第五章 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的仿真分析
5.1 引言
5.2 基于遞歸算法的多體動力學理論
5.2.1 廣義坐標的選擇
5.2.2 一對接觸物體的相對運動方程
5.2.3 速度的遞歸方程
5.2.4 力的遞歸方程
5.2.5 接觸力的參數(shù)選擇
5.3 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)仿真模型的建立
5.3.1 正時齒形鏈系統(tǒng)仿真模型的總體設(shè)置
5.3.2 正時齒形鏈系統(tǒng)各部件幾何實體的建立
5.3.3 正時齒形鏈系統(tǒng)連接和驅(qū)動的設(shè)置
5.3.4 正時齒形鏈系統(tǒng)載荷的模擬
5.4 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)動力學仿真結(jié)果分析
5.4.1 鏈節(jié)的運動軌跡
5.4.2 鏈節(jié)張力的分析
5.4.3 曲軸鏈輪與凸輪軸鏈輪傳動比的分析
5.4.4 張緊器柱塞與張緊板的法向接觸力分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的試驗研究
6.1 引言
6.2 正時齒形鏈系統(tǒng)綜合性能試驗規(guī)范
6.2.1 試驗設(shè)備及工作性能
6.2.2 試驗鏈條及試驗規(guī)范
6.3 噪聲分析理論
6.3.1 噪聲基本參數(shù)
6.3.2 噪聲測試儀器及工作原理
6.3.3 噪聲信號的測試和分析方法
6.4 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的噪聲分析
6.4.1 凸輪軸負載扭矩對噪聲的影響
6.4.2 曲軸鏈輪轉(zhuǎn)速對噪聲的影響
6.4.3 張緊器油壓對噪聲的影響
6.4.4 正時齒形鏈系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生機理及控制
6.5 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的溫度特性
6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論及研究展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 研究展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及科研成果
致謝
本文編號:3762745
【文章頁數(shù)】:124 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題來源及研究的意義
1.2 齒形鏈的分類及研究現(xiàn)狀
1.2.1 齒形鏈的分類
1.2.2 齒形鏈的研究現(xiàn)狀
1.3 汽車發(fā)動機正時傳動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.3.1 我國汽車發(fā)動機工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.2 齒形鏈在汽車發(fā)動機正時系統(tǒng)的應(yīng)用
1.3.3 正時齒形鏈系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究內(nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第二章 汽車發(fā)動機正時傳動系統(tǒng)的作用
2.1 汽車發(fā)動機的基本工作原理
2.2 汽車發(fā)動機的換氣過程和配氣相位
2.2.1 汽車發(fā)動機的換氣過程
2.2.2 汽車發(fā)動機的配氣相位
2.2.3 可變配氣系統(tǒng)及其作用
2.3 正時傳動系統(tǒng)在發(fā)動機換氣過程的作用
2.4 發(fā)動機正時傳動系統(tǒng)的分類及特點
2.5 本章小結(jié)
第三章 新型齒形鏈嚙合線及多邊形效應(yīng)的研究
3.1 內(nèi)嚙合齒形鏈嚙合線的求解
3.1.1 內(nèi)嚙合齒形鏈嚙合定位的分析
3.1.2 內(nèi)嚙合齒形鏈的初始狀態(tài)
3.1.3 鏈板Ⅲ內(nèi)側(cè)工作齒廓與輪齒Ⅲ的初始嚙合
3.1.4 鏈板Ⅲ內(nèi)側(cè)齒廓與鏈輪輪齒的嚙合
3.1.5 鏈板Ⅱ內(nèi)側(cè)工作齒廓與鏈輪初始嚙合
3.1.6 鏈板Ⅱ與鏈輪輪齒的嚙合
3.1.7 鏈板Ⅱ嚙合定位
3.2 內(nèi)-外復合嚙合齒形鏈嚙合線的分析
3.2.1 齒形鏈的初始狀態(tài)
3.2.2 鏈板內(nèi)側(cè)工作齒廓與鏈輪輪齒初始嚙合
3.2.3 鏈板內(nèi)側(cè)工作齒廓與鏈輪輪齒的嚙合
3.2.4 鏈板外側(cè)直線齒廓與鏈輪輪齒的初始嚙合
3.2.5 同時參與內(nèi)嚙合和外嚙合
3.2.6 鏈板外側(cè)直線齒廓的外嚙合
3.2.7 鏈板外側(cè)直線齒廓的嚙合定位
3.3 齒形鏈嚙合線的計算實例
3.3.1 內(nèi)嚙合齒形鏈嚙合線的計算實例
3.3.2 內(nèi)-外復合嚙合齒形鏈的計算實例
3.4 齒形鏈多邊形效應(yīng)的分析
3.4.1 內(nèi)嚙合齒形鏈緊邊中心線波動量的分析
3.4.2 內(nèi)-外復合嚙合齒形鏈緊邊中心線波動量的分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計方法
4.1 引言
4.2 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計方法
4.2.1 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的選擇計算
4.2.2 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的總體設(shè)計
4.2.3 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)導向板的設(shè)計
4.2.4 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)張緊板的設(shè)計
4.2.5 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)鏈長的計算
4.3 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)磨損伸長后的校核
4.4 張緊器工作行程的確定
4.5 某款汽車發(fā)動機正時齒形鏈系統(tǒng)的設(shè)計與計算
4.5.1 正時齒形鏈系統(tǒng)內(nèi)凹垂度計算
4.5.2 齒形鏈及其主要零件的設(shè)計與計算
4.5.3 導向板和張緊板的計算
4.5.4 正時齒形鏈系統(tǒng)鏈長的計算
4.5.5 正時齒形鏈系統(tǒng)不同磨損伸長率的驗算
4.6 本章小結(jié)
第五章 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的仿真分析
5.1 引言
5.2 基于遞歸算法的多體動力學理論
5.2.1 廣義坐標的選擇
5.2.2 一對接觸物體的相對運動方程
5.2.3 速度的遞歸方程
5.2.4 力的遞歸方程
5.2.5 接觸力的參數(shù)選擇
5.3 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)仿真模型的建立
5.3.1 正時齒形鏈系統(tǒng)仿真模型的總體設(shè)置
5.3.2 正時齒形鏈系統(tǒng)各部件幾何實體的建立
5.3.3 正時齒形鏈系統(tǒng)連接和驅(qū)動的設(shè)置
5.3.4 正時齒形鏈系統(tǒng)載荷的模擬
5.4 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)動力學仿真結(jié)果分析
5.4.1 鏈節(jié)的運動軌跡
5.4.2 鏈節(jié)張力的分析
5.4.3 曲軸鏈輪與凸輪軸鏈輪傳動比的分析
5.4.4 張緊器柱塞與張緊板的法向接觸力分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的試驗研究
6.1 引言
6.2 正時齒形鏈系統(tǒng)綜合性能試驗規(guī)范
6.2.1 試驗設(shè)備及工作性能
6.2.2 試驗鏈條及試驗規(guī)范
6.3 噪聲分析理論
6.3.1 噪聲基本參數(shù)
6.3.2 噪聲測試儀器及工作原理
6.3.3 噪聲信號的測試和分析方法
6.4 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的噪聲分析
6.4.1 凸輪軸負載扭矩對噪聲的影響
6.4.2 曲軸鏈輪轉(zhuǎn)速對噪聲的影響
6.4.3 張緊器油壓對噪聲的影響
6.4.4 正時齒形鏈系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生機理及控制
6.5 汽車正時齒形鏈系統(tǒng)的溫度特性
6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論及研究展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 研究展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及科研成果
致謝
本文編號:3762745
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