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新型Hy-Vo齿形链传动设计与动力学仿真研究

2020-11-28阅读(954)

新型Hy-Vo齿形链传动设计与动力学仿真研究

论文摘要

本文结合国家自然科学基金项目“新型Hy-Vo齿形链啮合机理及其设计方法”（50575089）,对一种有序排列的兼有外啮合机制、内-外复合啮合机制的新型Hy-Vo齿形链传动设计、耐磨特性、温度场特性及动力学仿真进行了研究。在综述国内外齿形链传动研究现状及其发展趋势的基础上,论文分析了新型Hy-Vo齿形链—链轮—刀具齿条的啮合与滚切原理,建立了三者的完整啮合设计体系,研究了三者主要参数之间的谐应关系,指出实现Hy-Vo齿形链啮合系统正确啮合设计的前提是满足“正确啮合条件”,首次提出了Hy-Vo齿形链与链轮啮合设计的参数变换原理及其实现方法,给出了切实可行的啮合设计方法并进行了相关的啮合设计。论文提出了优于现有文献的新的Hy-Vo齿形链链轮公法线长度的设计计算方法,不仅适用于标准结构的普通Hy-Vo齿形链,而且适用于非圆形基准孔及链板齿形角不等于链轮压力角的新型Hy-Vo齿形链。分析对比了新型Hy-Vo齿形链与滚子链、圆销式齿形链在传动中承载方式的区别,基于台架磨损试验得到了新型Hy-Vo齿形链的磨损伸长率曲线。通过分析内-外复合啮合链板、外啮合链板和销轴的磨损表面形貌,揭示了新型Hy-Vo齿形链的磨损机制。通过实时温度测量试验和瞬时温升计算,研究了新型Hy-Vo齿形链本体温升及表面瞬时温升分布特性。在新型Hy-Vo齿形链台架试验中,发现了一种其特有的松边上凸现象,分析了该现象出现的原因,从而揭示和证实了这种新型Hy-Vo齿形链具有更广泛的适用性。基于新型Hy-Vo齿形链啮合传动虚拟样机模型,研究了新型Hy-Vo齿形链多边形效应、齿形链与链轮啮合位置的接触力特性及每个链节内的链板与销轴间及两销轴间的接触力特性。目前,本文的部分研究成果已成功用于指导多家链条制造企业研发具有中国自主知识产权的Hy-Vo齿形链产品,发动机总成试验和主机运行试验表明,论文所提出的啮合设计方法及其参数变换原理是科学的、切实可行的。本文的研究成果对打破国外的技术垄断,加速我国相关行业和企业自主研发进程、提高自主研发能力具有非常重要的意义。

论文目录

  • 提要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题来源及研究的意义
  • 1.2 齿形链结构的特点及分类
  • 1.2.1 齿形链特点
  • 1.2.2 齿形链分类
  • 1.3 链传动的研究现状及其技术发展趋势
  • 1.3.1 套筒滚子链传动的研究现状简述
  • 1.3.2 齿形链传动的研究现状
  • 1.3.3 链传动的技术发展趋势
  • 1.4 本文研究的主要内容
  • 第二章 新型HY-VO 齿形链啮合机制及正确啮合条件
  • 2.1 引言
  • 2.2 新型HY-VO 齿形链的组成
  • 2.2.1 外啮合工作链板
  • 2.2.2 内-外复合啮合工作链板
  • 2.2.3 异型销轴
  • 2.3 新型HY-VO 齿形链的变节距特性
  • 2.4 新型HY-VO 齿形链啮合机制
  • 2.4.1 Hy-Vo 齿形链的外啮合机制
  • 2.4.2 Hy-Vo 齿形链内-外复合啮合机制
  • 2.4.3 新型Hy-Vo 齿形链复合啮合机制
  • 2.5 新型HY-VO 齿形链与链轮的正确啮合条件
  • 2.6 新型HY-VO 齿形链啮合实例计算
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 新型HY-VO 齿形链链轮的设计方法
  • 3.1 引言
  • 3.2 新型HY-VO 齿形链链轮基本参数选择
  • 3.2.1 齿数
  • 3.2.2 节距
  • 3.2.3 模数及分度圆直径
  • 3.2.4 齿顶圆直径和齿根圆直径
  • 3.2.5 齿根过渡曲线
  • 3.2.6 量柱测量距和量柱直径
  • 3.2.7 压力角
  • 3.3 新型HY-VO 齿形链链轮变位系数的图解法
  • 3.4 新型HY-VO 齿形链链轮公法线长度
  • 3.4.1 德国Hy-Vo 齿形链链轮公法线长度计算公式分析
  • 3.4.2 新型Hy-Vo 齿形链公法线长度的计算方法
  • 3.4.3 设计实例
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 新型HY-VO 齿形链磨损特性的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料磨损原理
  • 4.2.1 磨损本质
  • 4.2.2 磨损分类
  • 4.2.3 磨损过程
  • 4.3 磨损表面形貌的分析手段
  • 4.4 新型HY-VO 齿形链耐磨特性
  • 4.5 新型HY-VO 齿形链台架磨损试验
  • 4.5.1 试验规范
  • 4.5.2 磨损曲线
  • 4.5.3 磨损形态
  • 4.5.4 表面形貌
  • 4.5.5 循环特性
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 新型HY-VO 齿形链温度场特性的研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 表面温度计算理论
  • 5.3 新型HY-VO 齿形链瞬时温升计算
  • 5.3.1 啮合定位点的确定
  • 5.3.2 摩擦力与瞬时速度
  • 5.3.3 瞬时温升的计算
  • 5.4 新型HY-VO 齿形链温度场试验
  • 5.5 新型HY-VO 齿形链传动中的松边上凸现象
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 新型HY-VO 齿形链运动学及动力学仿真
  • 6.1 引言
  • 6.2 多刚体系统动力学理论
  • 6.2.1 多刚体系统的广义坐标
  • 6.2.2 多刚体系统雅可比矩阵
  • 6.3 多刚体动力学方程的求解
  • 6.3.1 计算方法
  • 6.3.2 初始条件及运动学分析
  • 6.4 新型HY-VO 齿形链虚拟样机模型
  • 6.4.1 几何模型的建立
  • 6.4.2 动力学模型的驱动及负载
  • 6.4.3 刚体之间约束副的建立
  • 6.4.4 接触碰撞的参数选择
  • 6.5 仿真结果分析
  • 6.5.1 多边形效应
  • 6.5.2 动态接触力分析
  • 6.6 本章小结
  • 第七章 结论与研究展望
  • 7.1 结论
  • 7.2 研究展望
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间所发表的学术论文及成果
  • 致谢
  • 摘要
  • ABSTRACT

    • 相关论文文献

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