澳门百家如何才需补牌齿形链传动啮合冲击机理


时间:2020-11-15 21:05

  齿形链传动啮合冲击机理_机械/仪表_工程科技_专业资料。维普资讯 第 2 2卷 第 9期 2 0 0 5年 9月 机 械 设 计 Vo 1 . 2 2 S ep . No .

  维普资讯 第 2 2卷 第 9期 2 0 0 5年 9月 机 械 设 计 Vo 1 . 2 2 S ep . No . 9 2 00 5 j oURNAL OF M ACH I NE DES I GN 齿 形 链 传 动 啮合 冲击 机 理 薛云娜 , 王勇 , 王 宪 伦 ( 山东 大 学 机 械 工 程 学 院 . 山东 济南 2 5 0 0 6 1 ) 摘要 : 在齿形链传动 中, 链条承受周期性 的交变栽荷 , 其 中 链 节 啮 入 轮 齿 时 产 生 的 冲 击 栽 荷 影 响 较 大 。通 过 研 究 标 准 链 条 分 别 与 直 齿 链轮 和 浙 开 线 齿 链 轮 啮 合 的啮 合 冲 击 , 分析发现在 链轮上 采用渐 开线齿能减 小链条 与链轮 啮合 瞬 间 的 法 向冲 击速 度 , 进而降低链条与链轮 的啮入冲击 。 关t词 : 齿 形链 ; 啮合 冲击; 渐 开 线 中圈分类号 : TH1 1 2 文献标识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 1 —2 3 5 4 ( 2 0 0 5 ) O 9 一O O 3 7 一O 3 链 条链 轮是 机 械 工 业 和 汽 车 工 业 中 十 分 重 要 的 基 础 零 件 。 机械工业 、 汽车工业的发展 , 要 求链 传 动 能 够 适 应 高 速 重 载 、 变 速 变 载 的 工 作 环 境 要 求 。链 传 动 广 泛 用 于 各 种 汽 油 发 动 机 ( 如 汽车 、 摩托 车发动机) 曲 轴 与 凸 轮 轴 之 间 的 正 时 配 气 传 动 。 在 高速 时 , 采 用 齿 形 链 比 滚 子链 或 齿 形 带 具 有 明 显 的 优 点 。 由 于 存 在“ 多边 形 效 应 ” 和啮入瞬间 的冲击效应 , 传 统 的 齿 形 链 难 以 适 应 这 日益 提 高 的 要 求 。 国 内 外 许 多 学 者 提 出 改 变 齿 形 链 铰 链 结构 , 并 按 渐 开线 的啮 合 原 理 设 计 链 轮 的 齿 廓 曲线 传 动链 条 受 力 分 析 经过运 动学 和动力 学分 析知道 , 在 链传 动机 构中 , 如 果 不 计 及 各 种 附加 动 载荷 ,澳门百家如何才需补牌 传动链 条 的紧边 张力 F 。由 有 效 圆 周 力 F、 离心力 引起 的张力 F 及 松 边 垂 度 引 起 的 张 力 F 3部 分 组 成; 而 松边 张 力 F z 则 由后 两部 分 和 F f 组成 。 也就是说 , 在 链 传 动 中 组 成 链 条 的每 一 个 链 节 当 处 在 松 边 位 置 时 , 其 链 节 张 力 为F +F f ; 当处 于 紧边 位 置 时 , 其 链 节 张力 为 F+ F +F I , 所以 传 动链 条 承 受 着 交 变 载 荷 。 链条 与链 轮在 实 际工作 情况 下 , 要 加 上 各 种 附 加 动 载 荷 的影 响 , 这 样 就 使 得 链 条 的 实 际 张 力 曲 线 所示 。 这些附加 动载荷 包 括 : 因 多 边 形 效 应 引 起 链 条 线 速 度 变 化 而产 生 的 惯性 载 荷 : Fd 一 , m 板 侧 边 啮合 , 从而达到降低“ 多边形效应 ” , 减小 瞬间啮合 冲击 , 实现近似共轭啮合 的 目的。因此 , 可 以分析齿形链 传动 机构 的 冲击 机 理 , 研究 当链 轮 齿形 、 齿数 改 变时 , 啮 入 冲 击 速 度 的 变 化, 从 而 采取 相 应 措 施 来 减 小 齿 形 链 机 构 的 冲 击 动 能 , 提 高 链 传动机构的工作性能 。 其 显 然 与 原 初 给 定 h一 1 6 0 mm, K= 1 . 2 5 的 设 计 要 求 已 不相 符 。 构的解析法[ J ]. 机 械设 计 , 2 0 0 1 , 1 8 ( 6 ) : 3 5 —3 6 . [ 2 ] 胡爱 萍. 陈权 , 邹 吴. 同 时按 K 和 [ n ] 设 计 平 面 曲 柄 滑 块 机 构 的 解 析 法[ J 3. 机械 设 计 , 2 0 0 0 , 1 7 ( 1 ) :3 3 —3 4 . [ 3 ] 李延平 , 常勇 . 关 于“ 同 时按 行 程速 比 系致 K 设 计 平 面 曲 柄 滑 块 机 构 的解 析 法 ” 一文之浅 见[ J ] . 机 械设 计 . 2 0 0 1 , 1 8 ( 6 ) : 3 4 . [ 4 ] 刘远伟 , 常勇 , 李延平. 按 行 程速 比 系数 K 设 计 平 面 曲 柄 滑 块 机 构 的解析法[ J ] . 机 械设 计 . 1 9 9 6 . 1 3 ( 1 0 ) : 1 0 —1 3 . Po s i t i o n p r o bl e ms ab o ut t he ix f e d h i n g e p oi nt of c r a nk - s l i d e r me c ha ni s m CHANG Yon g,Ll Ya n - p i ng ( S c h o o l o f Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g, J i me i Un i v e r s i t y 。Xi a — 圈2 平 面 曲柄 滑 块 机 构 的 几 个 关 键 位 置 me n 3 61 021.Chi na ) Ab s t r a c t : The mi s t a ke n p oi nt o f r e f e r e n c e  ̄ ] h a s be e n p oi nt e d out ,a nd t h e c o mp r eh e ns i on a n d r ec og ni t i o n we r e de e p— e ne d on t he s el e c t a bl e r e gi on of c e nt e r p oi nt Aof c r a nk f i x e d hi nge . 上述举例 说明 , 曲柄 固 定 铰 链 中 心 点 A 的 可 选 择 区 域 为 : C - c 2 优 弧上 除 虚 线 弧 段 L 八 ,以外 的 任 意 点 ; 而不 是 C 。 C 优 弧 上 除 中点 E 以外 的 任 意 点 。 参 考 文 献 F 1 ] 李明 , 赖 尚丁, 李春晔.也谈同时按 K 和[ a ] 设计平 面曲柄 滑块 机 Ke y wo r d s:v el o c i t y- r at i o c o e f f i ci en t o f t r a ve l ;au xi l i a r y an — g l e me t ho d;s e l e c t i o n a r e a; c r a nk - s l i de r me c ha ni s m Fi g 2 Ta b 0 Re f 4 “ J i x i e S h e j i ” 4 9 2 4 收 稿 日期 : 2 o 0 4 —1 2 一O 6 ; 修 订 日期 : 2 o 0 5 一O 3 —3 1 基金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 5 0 3 7 5 0 8 5 ) 作者 篱 介 : 薛 云螺 ( 1 9 7 8 一) , 女, 山东 临 沂 人 , 山东大学在读博士生 , 专业方向 。 机 械 系 统 智 能 控 制 与 动态 检 测 技 术 。 ● 维普资讯 3 8 式 中: m… 链条紧边质量 ; 机 械 设 计 第2 2卷第 9 期 a — — 链 边 的加 速 度 因从 动 轮 角 速 度 变 化 而 使 从 动 系统 产 生 的 附 加 惯 性 载 荷 : F d 2一 J- a - f/ r 2 、 式 中: J —— 从 动 系统 转 化 到从 动轴 上 的转 动 惯 量 ; 警一 — — 从 动 轮 的 角 加 速 度 ; r 2 一 一 从 动 轮 的 分度 圆 半径 。 链 节 啮 入 链 轮 轮 齿 时产 生 的 冲 击 载 荷 ; 链 条 工 作 时 轨 迹 变 化 以 及 链 条 振 动 等 因 素 产 生 的 附加 动 载 荷 。 其 中后 三 者 的 影 响 大些 。 图3 链 条 与 直 齿 链 轮 的 啮 入 冲 击 转化 图 3 标 准链 条 与 渐 开 线 链 轮 的啮 入 冲 击 、 — 蔓 — 一 — — — 。 图1 链 传 动 工 作 过 程 中链 节 张 力 的 实 际 变 化 曲线 链 轮 渐 开 线 齿 廓 方程 以链 轮 中心 为 原 点 0, 过 链 轮 中 心 平 行 于 链 条 中 心 线 向 右 的 直 线 为 轴 , 过 链 轮 中 心 垂 直 向 上 的 方 向 为 Y轴 建 立 直 角 坐 标系( 如图 4 所示 ) , 可 导 出 图 4所 示 渐 开 线 方程 为 : { . r = : r b s 。 i n u - + r b u c o i s : 式 中: r b —— 渐 开 线 链 轮 的 基 圆 半 径 ; “ — — 齿 面参 数 。 c , 2 标 准 齿 形链 条 与传 统 直 齿 链 轮 的 啮 入 冲 击 链 条 与 链 轮 啮 入 冲击 的 大 小 与 法 向 冲 击 速 度 有 关 。 图 2为 齿 形 链 A 铰 链 啮 入 时 与 轮 齿 冲击 的情 形 。 A 铰 链 啮 入 前 在 E 点 速 度 同 前 一 啮 入 铰 链 相同 。 一 旦 A 铰 链 同链 轮 齿 接 触 , 则 链 。 铰链 A的速 度 由 变 为 轮 上 E点 的速 度 在 瞬 间 变 为 时, 造 成 了铰 链 与 齿 面 的 法 向 冲 击 , 其 速 度 大 小 为 方 向 与 链轮直线齿廓 的法线方 向相 同 。 如 果按 相对 运 动原理 来 分析 , 图 2中 的法 向 冲击 可 以等 效 为 图 3所 示 。 等 效 转 化 后 链 轮 固 定 不动 , 铰 链 0I 相 对 于铰 链 ( ) 2 以 角 速 度 啮 入 。 齿 形 链 与 轮 齿 接 触的部位是一条直线 , 所 以在接触 线 上各 点 的 冲击速 度不 同。 从 图 3可 看 出 最 大 的 冲 击 速 度 出现 在 E点 , 该 点 处 的 法 向 冲 击 速度为 : ? E— V c 一 VE? c o s :∞? 百 ? C O S 目9 2 R 一 ∞? = 图 . ‘ 渐 开 线 方 程 渐 开 线 和分 度 圆 的 交 点 D( x 。 , 。 )与 链 轮 中 心 0 的 连 线 与 Y 轴 所 成 角 度 为 图 4中 的 a , 角。 有: 、 r D = rb sI n HD — rb HDc 0s HD <y u— r b C O S U D+ r b u o s i n H D \ \ 、 . \ \ 【 。 1 =a r c t a n ( D / 。 ) ( 5 ) \ 式中: “ 。 — — 渐 开线 与分 度 圆交 点 所 对 应 的 齿 面参 数 , 其值 为: U D = t a n 3 0 。 。 s i n 号 式 中: m — — 链 轮 的 角速 度 ; 户 … a 一 链 传 动 的 节距 ; 链轮齿楔 角. 按 圉标 . a一 6 0 。 。 ( 1 ) 令 分 度 圆 上 的 齿 厚 所 对 应 的齿 面 角 为 a : ( 如 图 5所 示 ) , 则 有: a z : (  ̄ - m q - 2 X b w m t a n Q k ) 式中 : r ——。 渐 开 线 链 轮 的分 度 圆半 径 ( 6 ) 因此 : Vc E— ? … 一0 . 5 ( 2) m —— 渐 开 线链 轮 的模 数 ; b — — 渐 开 线链 轮 的 变 位 系 数 ; a k —— 渐 开 线 链 轮 的 压 力 角 . 且有 a k= 3 0 。 。 用 图 解 法 求 得 齿形 链 啮 入 时 的 平 均 冲 击 速 度 为 : V 一 0 . 3 5 ( 3) 、 圈 2 链 条 与 直 齿 链轮 的 啮 入 冲 击 图 5 渐 开 鼓 链 轮 齿 面 方 程 维普资讯 2 0 0 5年 9 月 薛云娜 , 等: 齿 形 链 传 动 啮 合 冲 击 机 理 3 9 将 渐 开 线 顺 时 针 旋 转 角( 如 图 4所 示 )后 得 到 右 懊 I 齿 面 方 程。 因左 侧 齿 面 和右 侧 齿 面 相 对 于 轴 对 称 , 所 以 将 右 侧 齿 面 方 程 取 负 , Y不 变 后 可 得 到 左 侧 齿 面 方 程 ( 如 图 5所 示 ) , 所 以 有 链 轮左 侧 齿 面 二 维 方 程 为 : 看出 , 在荐用齿数范 围 内 , 相 同 齿 数 下 渐 开 线 链 轮 机 构 比 直 齿 链轮机构 的啮入冲击小 。 若不 考虑磨 损 的影 响 , 在 角 速 度 和 节 距 不 变 的情 况 下 , 随 齿数 的增 大 , 直 齿 链 轮 机 构 的 冲 击 动 能 不 变, 而 渐 开 线 齿 的 冲击 动 能 逐 渐 变 小 。 这样 , 不 管 是 在 传 递 运 动 f 。 一 。 i “ ‘ “ + + “ 。 。 ‘ “ + 【 yl= r b c O S( U+ ) + r b u s i n( U+) ( 7 ) 还 是 传 递 动 力 的齿 形 链 机 构 中 , 冲击 能 量 的 减 小 将 会 提 高 链 条 和 链 轮 在 高 速 下 的工 作 能 力 , 提 高工 作效 率 , 保 证 传 递 运 动 的 准确性 。 3 . 2 渐 开 线 链 轮 与 链 条 啮入 冲击 由式 ( 7 )看 出 , 链 轮 的 左侧 齿 面 二 维 方 程 为单 参 数 曲线 , 则 其上任意一点的切线方程 为 : 糕 j , 一 + ( j , 。 一 詈 一 。 ) 截距 为 b— r b u 0 / s i n( 1 ‘ 0 +) 。 ( 8 ) 瑙 + 甘 跫 一 ( 孥 l 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 O S O 9 0 l 0 0 l 】 0 对式 ( 8 ) 进 行 整 理 后 得 该 切 线 的 斜 率 为 是一一 c o t ( “ 。 + ) , 在 图 6中 , 链 轮 与 链 板 的 啮合 点 处 的 切 线 斜 率 应 为 链 板 外 侧 直 线 的斜 率 , 即此处斜率为 一c o t 3 0 。 。 代入式 ( 8 ) 可 得 该 啮 合 点所 对应的齿面参数 “ 。 将 U 的 数 值 代 入 式 ( 7 ) 、 式( 8 )即得 图 6中 链 轮 与 链 板 外 侧 啮 合 点 E ( x , y )的 坐 标 值 和 该 点 处 的 切 线 直 齿 与 渐 开 线 齿 啮入 冲 击 速 度 系数 比较 5 结 论 { 【 Y . r e : = - r b r C b O s S i n ( t ( * e u e + + ) + r b u e s i n ∞ ( “ £ + ) Y 一 £ z+ b e ㈩ (1 0) ( 1 ) 链 轮 结 构 不 同时 . 啮 入 冲击 速 度 随 之 变 化 , 改 变 链 条 与 链 轮 冲击 部 分 的链 轮 齿 形 , 可 使 得链 条 与 链 轮 的 冲 击 速 度 及 啮 合 冲击 减 小 。 所 以 渐 开 线 齿 的 法 向 冲击 速 度 为 : V。 一 Vc e — Ve?C O S 9一 c c . ?目r j2?C O S EO2 R — ( 2 )采 用 渐 开 线 齿 代 替 直 齿 来 设 计 链 轮 可 以 获 得 较 小 的 冲 击 速度 , 降 低 链 条 与 链 轮 啮 入 时 产 生 的 冲击 , 增 加 链 条 链 轮 的 使 用周期 。 参 考 文 献 [ 1 3 郑志峰 , 王义行 , 等. 链传动[ M] .北 京 : 机械工业出版社 . 1 9 8 4 . [ 2 ] 冯德坤 , 马香峰. 包络原理及其在机械方面的应用[ M] . 北京 : 冶 金 工业出版社 , 1 9 9 4 . c c . ? .c 0 s( 6 。 。 -  ̄8 r c t 8 l l Y o z- - ye) ( 11 式中 : z , Y o 2 — — Oz 点的坐标值 , 可计算得 出。 / \ [ 3 3 王 义行. 链 轮设 计 制造 应 用手 册 [ M] . 北 京: 机 械 工业 出 版 社, 1 9 9 5 . f —— ——r——~ [ 4 ] 王 吉 民. 齿 形 链 和 渐 开 线 齿 形 链 轮 的 啮 合 设 计 [ J ] .机 械 设 计 , l 99 6, 1 3( 7 ) : 2 5— 2 7 . 国6 链 条 与 渐开 线 链 轮 啮 入冲 击 Me s hi ng i mp a c t me c ha ni s m f o r o do nt o i d c h ai n d r i v e 4 直 齿 和 渐 开 线齿 冲 击特 性 随 齿 数 变化 图 国标中推荐齿形链链轮齿数范 围为 1 5~ 1 0 0齿 , 优 先 采 用 齿数 为: 1 7 , 1 9 , 2 1 , 2 3 , 2 5 , 3 8 , 5 7 , 7 6和 9 5 。 取 啮 入 冲击 速 度 系 数 XUE Yu n - n a,W A NG Yon g ,W A NG Xi a n- l u n ( S c hoo l of Me c ha ni c a l En gi ne e r i n g, Sh an do ng U ni v e r s i t y, J i n a n 2 5 0 0 6 1 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :I n o d o n t o i d c h a i n d r i v e ,t h e c h a i n h e a r s a p e r i o d — i c a l a l t e r na t i n g l o ad, i n w h i c h t he i m pa c t l oa d p r odu c e d w hi l e t he l i n k me s he s i n t o t he t o ot h of s pr o c ke t ma k e s c om p ar a t i ve l y b i g e f f e c t . By m e an s o f r e s e a r c hi ng t h e me s hi ng i mp a c t i n. t h e e ng ag e me nt o f s t a n da r d c ha i n r e s p e c t i v e l y wi t h t he s p ur t o ot he d 一 ×1 0 / , 图7 所 示 为 不 同齿 数 下 , 直 齿 和 渐 开 线 齿 形 链 机 构 所 对 应 的 啮入 冲 击 速 度 系 数 的 比较 曲 线 )知 , 直 齿 链 轮 所 对 应 的 啮人 冲击 速 度 系 数 : 3 5 ,澳门百家如何才需补牌 在 图 7中用 虚 线中 的 曲线 B为 渐 开 线 齿 冲 击 速 度 系 数 图 , 在 荐 用 齿 数 范 围 内 即 选 用 最 小 齿 数 一 1 5时 , e 值最大约 为 2 8 . O 3 ; 选 用 最 大 齿 数 z一 1 0 0时 , 值 最 小 约 为 2 5 . 4 5 。 啮 入 冲 击 速 度 系 数 可 反 映 出不 同 链 轮 齿 形 、 不 同齿 数 下 s p r o c k e t a n d t h e i n v o l u t e t o o t h e d s p r o c k e t ,i t h a s b e e n d i s c o v — e r e d t h r o u g h a n a l y s i s t h a t b y a d o p t i n g t h e i n v o l u t e t o o t h f o r t h e s pr o ck e t c ou l d r e du c e t he no r ma l i m pa c t ve l o ci t y i n t he e n ga gi n g i n s t a n t o f c h a i n a n d s p r o c k e t ,t h u s l o we r e d t h e me s h i n g i mp a c t a mo ng c ha i n a nd s p r o c k et . Ke y wo r d s:od on t oi d c h ai n; m e s h i n g i m pa c t ;i n vo l ut e 链 条与链轮冲击速度的大小 , 而 且 作 用 在 轮 齿 与 铰 链 上 的 冲 击 动 能 与 成 正 比 。 因此 , 在 此 处 引入 啮 人 冲击 速 度 系 数 这 个 概 念, 来 对 直 齿 和 渐 开 线 齿 链 轮 的 冲击 性 能 进 行 分 析 。 从 图 7中可 Fi g 7 Ta b 0 Re f 4 。 J i x i e S h e j i ” 4 8 9 2