本文關鍵詞：齒形包布窄V帶齒形設計優(yōu)化及其相關試驗研究

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【摘要】：隨著科技的進步以及當下能源的過渡消耗、全球氣候變暖，節(jié)能減排成為全球范圍內(nèi)的熱點問題。帶傳動在機械傳動領域的廣泛應用，帶傳動的傳動效率直接影響了機械的整體的能量損耗，因此在帶傳動領域如何提高傳動帶的傳動效率，開發(fā)研制節(jié)能型傳動帶已成為各生產(chǎn)企業(yè)、高校院所的重點研究課題之一。 窄V帶傳動是繼普通V帶傳動之后開發(fā)成功的一種V帶傳動，其截面上表面和側面弧形結構形狀的設計，極大地改善了帶與帶輪的接觸狀態(tài)，與普通V帶傳動相比，窄V帶傳動具有更大的承載能力和傳動效率，在實際工程中具有非常廣泛的應用。本文以日本阪東公司生產(chǎn)的SPA和SPB型包布窄V帶為基礎，開展齒形包布窄V帶傳動相關技術研究，旨在通過齒形的設計，進一步減少包布窄V帶工作過程中所受彎曲應力，實現(xiàn)高效節(jié)能的目的。 本文以SPA和SPB包布窄V帶為基礎，以改善傳動帶彎曲應力狀態(tài)，提高其承載能力和疲勞壽命為目的，完成了齒形包布窄V帶的齒形結構設計、參數(shù)優(yōu)化及有限元仿真分析，構建了帶體分析數(shù)學模型，推導了傳動帶彎曲損耗功率計算式，建立了傳動帶彎曲損耗與彎曲應力間的關系。 利用ABAQUS有限元分析軟件，對三角形齒、矩形齒、梯形齒以及齒頂有圓弧過渡的組合齒形進行分析，獲得了不同齒形結構對包布窄V帶所受彎曲應力的影響；開展了帶齒間距不同對齒形包布窄V帶傳動性能影響的相關研究，綜合分析計算結果，確定了齒形最佳幾何參數(shù)。 針對齒形包布窄V帶的工藝特點，制定了齒形加工的工藝方法和路線，成功制備出具有不同齒形結構參數(shù)的試驗樣帶；設計完成了包布窄V帶橫截面專用切割裝置，成功的解決了橡膠、包布、線繩符合彈性體難于切割的技術難題，為傳動帶內(nèi)部微觀分析研究提供了保證。 為了驗證理論研究和仿真分析結果的正確性，分別對SPA和SPB齒形包布窄V帶樣帶進行了動態(tài)摩擦系數(shù)試驗、系統(tǒng)能耗試驗、傳遞效率試驗、傳動能力試驗以及疲勞耐久試驗。試驗結果表明：本文所設計的齒形包布窄V帶傳動與現(xiàn)有的包布窄V帶傳動相比，，傳動過程中帶體溫度降低了約30℃，疲勞壽命提高了近3倍，最佳節(jié)能效果近20%，達到了預期的研究目標。
【關鍵詞】：窄V帶 節(jié)能 齒形帶 數(shù)值仿真
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 傳動帶研究概述10-14
• 1.2.1 帶傳動發(fā)展概述10-11
• 1.2.2 國內(nèi)外傳動帶研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 傳動帶節(jié)能技術發(fā)展概述11-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 齒形 SPA 包布窄 V 帶齒形設計及仿真分析15-35
• 2.1 包布窄 V 帶傳動過程中彎曲損耗功率推導15-17
• 2.2 包布窄 V 帶相關特性分析17-22
• 2.2.1 包布窄 V 帶傳動非線性來源17-18
• 2.2.2 包布窄 V 帶傳動過程中彎曲接觸問題分析18-19
• 2.2.3 包布窄 V 帶彎曲接觸分析的求解方法19-22
• 2.3 齒形 SPA 包布窄 V 帶齒形設計過程22-28
• 2.3.1 窄 V 帶傳動問題分析22
• 2.3.2 SPA 包布窄 V 帶模型建立及分析22-26
• 2.3.3 齒形參數(shù)的確定26-28
• 2.4 齒形 SPA 包布窄 V 帶有限元分析過程28-34
• 2.4.1 分析模型的建立28-30
• 2.4.2 分析模型材料屬性的定義30-31
• 2.4.3 接觸屬性的定義以及網(wǎng)格劃分31-32
• 2.4.4 定義分析步驟32-33
• 2.4.5 提取分析結果33-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 齒形 SPA 包布窄 V 帶相關試驗研究35-53
• 3.1 試驗準備35-36
• 3.1.1 試驗用帶輪的制備35-36
• 3.1.2 試驗樣帶的制備36
• 3.2 相關試驗研究36-52
• 3.2.1 齒形樣帶的基本尺寸測量36-39
• 3.2.2 傳動效率測定試驗39-41
• 3.2.3 節(jié)能效果試驗驗證41-45
• 3.2.4 動態(tài)摩擦系數(shù)試驗45-48
• 3.2.5 傳動能力試驗48-50
• 3.2.6 疲勞耐久試驗50-52
• 3.3 本章小結52-53
• 第4章 齒形優(yōu)化在 SPB 包布窄 V 帶上的應用試驗53-61
• 4.1 齒形 SPB 包布窄 V 帶模型建立及分析53-55
• 4.2 齒形 SPB 相關試驗研究55-60
• 4.2.1 齒形 SPB 傳動效率試驗55-56
• 4.2.2 齒形 SPB 節(jié)能效果驗證56-57
• 4.2.3 齒形 SPB 動態(tài)摩擦系數(shù)試驗57
• 4.2.4 齒形 SPB 傳動能力試驗57-58
• 4.2.5 齒形 SPB 疲勞壽命試驗58-60
• 4.3 本章小結60-61
• 結論61-62
• 參考文獻62-68
• 致謝68

【參考文獻】

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本文編號：960063