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【摘 要】随着计算机技术的发展,仿真软件得到了广泛应用,让工程设计在计算机中建立模型,并进行测试改进。而随着高速传动技术的发展,齿形链得到了更加广泛的应用。因此,通过软件对齿形链传动进行仿真,很值得研究。
【关键词】齿形链 运动学 仿真
一、齿形链特点
齿形链有噪音小、可靠性较高、运动精度好等特点。因此在高速传动中得到广泛的应用。比如汽车变速箱和分动箱中,也广泛采用了齿形链。
二、仿真软件
链传动中涉及许多接触碰撞情况,求解困难。而软件RecurDyn非常适合求解多接触问题。其中Chain模块可以轻松实现链条的装配,包含:接触参数、链节形状及接触力等。
三、齿形链运动学理论基础
(一)链条速度和加速度
链条运动过程中,由于多边性效应影响,其线速度不断变化,如图1,链条沿X轴和Y轴方向的速度分别为:
链条在运动中加速度沿中心线方向不断变化:
是啮入过程中链节铰链的相位角,在运动过程中其值是不断变化的,变化范围为。
(二)从动轮角速度和加速度
由于多边性效应,从动轮的瞬时角速度也不断变化。如图2,角速度为:
由于在转动过程中,、都是变化的,因此,从动轮的角速度也是不断变化的。而瞬时传动比,也是变化的。从动轮的加速度由于多边性效应和冲击,处于一个波动的状态,特别是当主动轮刚刚启动时,其波动值较大。
四、齿形链仿真模型的建立
齿形链链轮分为直边齿廓和渐开线齿廓渐。渐开线齿廓与链板啮合时,传动更加平稳,得到了广泛的认可。下面利用软件计算,通过链条X轴方向的加速度、Y轴方向加速度和从动轮角加速度三个方面,对平稳性进行简要的对比。
取齿形链节距,传动比,齿数,压力角,确定安装中心距为,仿真模型如图3。
图4为齿形链沿X轴的加速度,直边齿廓和渐开线齿廓的最大幅值分别为:10182.79、-10251.23, 7670.61、-7659.34。
图5为齿形链沿Y轴的加速度,直边齿廓和渐开线齿廓的最大幅值分别为:9636.03、-9963.61, 7136.89、-7243.04.06。
图6为链轮角加速度的变化曲线,直边齿廓和渐开线齿廓的最大幅值分别为:172.08 、-151.63, 84.74、-75.41。
从数据明显看出:在传动中,渐开线齿廓链轮在传动的平稳性方面要好于直边齿廓的链轮。
五、结论
通过分析软件对机械系统进行仿真,得到相关数据,并对设计方案进行优化,可以降低研发风险、提高产品质量、缩短设计周期。
参考文献:
[1]郑志峰 王义行 柴邦衡. 链传动[M]. 机械工业出版社, 1984.
[2]濮良贵 纪名刚. 机械设计(第六版)[M]. 高等教育出版社.
【关键词】齿形链 运动学 仿真
一、齿形链特点
齿形链有噪音小、可靠性较高、运动精度好等特点。因此在高速传动中得到广泛的应用。比如汽车变速箱和分动箱中,也广泛采用了齿形链。
二、仿真软件
链传动中涉及许多接触碰撞情况,求解困难。而软件RecurDyn非常适合求解多接触问题。其中Chain模块可以轻松实现链条的装配,包含:接触参数、链节形状及接触力等。
三、齿形链运动学理论基础
(一)链条速度和加速度
链条运动过程中,由于多边性效应影响,其线速度不断变化,如图1,链条沿X轴和Y轴方向的速度分别为:
链条在运动中加速度沿中心线方向不断变化:
是啮入过程中链节铰链的相位角,在运动过程中其值是不断变化的,变化范围为。
(二)从动轮角速度和加速度
由于多边性效应,从动轮的瞬时角速度也不断变化。如图2,角速度为:
由于在转动过程中,、都是变化的,因此,从动轮的角速度也是不断变化的。而瞬时传动比,也是变化的。从动轮的加速度由于多边性效应和冲击,处于一个波动的状态,特别是当主动轮刚刚启动时,其波动值较大。
四、齿形链仿真模型的建立
齿形链链轮分为直边齿廓和渐开线齿廓渐。渐开线齿廓与链板啮合时,传动更加平稳,得到了广泛的认可。下面利用软件计算,通过链条X轴方向的加速度、Y轴方向加速度和从动轮角加速度三个方面,对平稳性进行简要的对比。
取齿形链节距,传动比,齿数,压力角,确定安装中心距为,仿真模型如图3。
图4为齿形链沿X轴的加速度,直边齿廓和渐开线齿廓的最大幅值分别为:10182.79、-10251.23, 7670.61、-7659.34。
图5为齿形链沿Y轴的加速度,直边齿廓和渐开线齿廓的最大幅值分别为:9636.03、-9963.61, 7136.89、-7243.04.06。
图6为链轮角加速度的变化曲线,直边齿廓和渐开线齿廓的最大幅值分别为:172.08 、-151.63, 84.74、-75.41。
从数据明显看出:在传动中,渐开线齿廓链轮在传动的平稳性方面要好于直边齿廓的链轮。
五、结论
通过分析软件对机械系统进行仿真,得到相关数据,并对设计方案进行优化,可以降低研发风险、提高产品质量、缩短设计周期。
参考文献:
[1]郑志峰 王义行 柴邦衡. 链传动[M]. 机械工业出版社, 1984.
[2]濮良贵 纪名刚. 机械设计(第六版)[M]. 高等教育出版社.