汽车正时齿形链系统设计方法与仿真分析及试验研究
发布时间：2023-03-14 21:04
近年来,随着新型汽车发动机的不断问世和汽车链设计与制造技术的不断发展,齿形链因其具有结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性高、噪音低等显著优点,越来越广泛地应用在汽车发动机正时传动、机油泵传动、高压泵传动、共轨泵传动、平衡轴传动等场合。全球正时系统采用链传动由2006年的53%预计到2011年将上升到55%,而皮带传动由2006年的38%预计下降到2011年的34%。而目前只有国外少数工业发达国家能够生产中高速汽车发动机用新型齿形链,其拥有绝大多数的专利技术以及内部设计诀窍,其关键的设计方法和研究成果均不在公开的刊物发表,从而主导和垄断着这一领域的市场和技术,形成了国内企业生产高质量新型齿形链及其正时齿形链系统的技术壁垒。 论文在国家自然科学基金项目(50275062)“新型高速齿形链啮合原理及其设计方法”和国家中小企业技术创新基金资助项目(08C26213711011)“高性能汽车发动机齿形链制造技术及系列产品”的资助和支持下,在深入分析不同啮合机制齿形链啮合线的基础上,提出了汽车发动机正时齿形链系统的设计方法,并对某款汽车发动机正时齿形链系统进行了设计计算、仿真分析及试验研究。 论文...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究的意义
1.2 齿形链的分类及研究现状
1.2.1 齿形链的分类
1.2.2 齿形链的研究现状
1.3 汽车发动机正时传动系统的研究现状
1.3.1 我国汽车发动机工业的发展现状
1.3.2 齿形链在汽车发动机正时系统的应用
1.3.3 正时齿形链系统的研究现状
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
第二章 汽车发动机正时传动系统的作用
2.1 汽车发动机的基本工作原理
2.2 汽车发动机的换气过程和配气相位
2.2.1 汽车发动机的换气过程
2.2.2 汽车发动机的配气相位
2.2.3 可变配气系统及其作用
2.3 正时传动系统在发动机换气过程的作用
2.4 发动机正时传动系统的分类及特点
2.5 本章小结
第三章 新型齿形链啮合线及多边形效应的研究
3.1 内啮合齿形链啮合线的求解
3.1.1 内啮合齿形链啮合定位的分析
3.1.2 内啮合齿形链的初始状态
3.1.3 链板Ⅲ内侧工作齿廓与轮齿Ⅲ的初始啮合
3.1.4 链板Ⅲ内侧齿廓与链轮轮齿的啮合
3.1.5 链板Ⅱ内侧工作齿廓与链轮初始啮合
3.1.6 链板Ⅱ与链轮轮齿的啮合
3.1.7 链板Ⅱ啮合定位
3.2 内-外复合啮合齿形链啮合线的分析
3.2.1 齿形链的初始状态
3.2.2 链板内侧工作齿廓与链轮轮齿初始啮合
3.2.3 链板内侧工作齿廓与链轮轮齿的啮合
3.2.4 链板外侧直线齿廓与链轮轮齿的初始啮合
3.2.5 同时参与内啮合和外啮合
3.2.6 链板外侧直线齿廓的外啮合
3.2.7 链板外侧直线齿廓的啮合定位
3.3 齿形链啮合线的计算实例
3.3.1 内啮合齿形链啮合线的计算实例
3.3.2 内-外复合啮合齿形链的计算实例
3.4 齿形链多边形效应的分析
3.4.1 内啮合齿形链紧边中心线波动量的分析
3.4.2 内-外复合啮合齿形链紧边中心线波动量的分析
3.5 本章小结
第四章 汽车正时齿形链系统的设计方法
4.1 引言
4.2 汽车正时齿形链系统的设计方法
4.2.1 汽车正时齿形链系统的选择计算
4.2.2 汽车正时齿形链系统的总体设计
4.2.3 汽车正时齿形链系统导向板的设计
4.2.4 汽车正时齿形链系统张紧板的设计
4.2.5 汽车正时齿形链系统链长的计算
4.3 汽车正时齿形链系统磨损伸长后的校核
4.4 张紧器工作行程的确定
4.5 某款汽车发动机正时齿形链系统的设计与计算
4.5.1 正时齿形链系统内凹垂度计算
4.5.2 齿形链及其主要零件的设计与计算
4.5.3 导向板和张紧板的计算
4.5.4 正时齿形链系统链长的计算
4.5.5 正时齿形链系统不同磨损伸长率的验算
4.6 本章小结
第五章 汽车正时齿形链系统的仿真分析
5.1 引言
5.2 基于递归算法的多体动力学理论
5.2.1 广义坐标的选择
5.2.2 一对接触物体的相对运动方程
5.2.3 速度的递归方程
5.2.4 力的递归方程
5.2.5 接触力的参数选择
5.3 汽车正时齿形链系统仿真模型的建立
5.3.1 正时齿形链系统仿真模型的总体设置
5.3.2 正时齿形链系统各部件几何实体的建立
5.3.3 正时齿形链系统连接和驱动的设置
5.3.4 正时齿形链系统载荷的模拟
5.4 汽车正时齿形链系统动力学仿真结果分析
5.4.1 链节的运动轨迹
5.4.2 链节张力的分析
5.4.3 曲轴链轮与凸轮轴链轮传动比的分析
5.4.4 张紧器柱塞与张紧板的法向接触力分析
5.5 本章小结
第六章 汽车正时齿形链系统的试验研究
6.1 引言
6.2 正时齿形链系统综合性能试验规范
6.2.1 试验设备及工作性能
6.2.2 试验链条及试验规范
6.3 噪声分析理论
6.3.1 噪声基本参数
6.3.2 噪声测试仪器及工作原理
6.3.3 噪声信号的测试和分析方法
6.4 汽车正时齿形链系统的噪声分析
6.4.1 凸轮轴负载扭矩对噪声的影响
6.4.2 曲轴链轮转速对噪声的影响
6.4.3 张紧器油压对噪声的影响
6.4.4 正时齿形链系统噪声产生机理及控制
6.5 汽车正时齿形链系统的温度特性
6.6 本章小结
第七章 结论及研究展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果
致谢
本文编号：3762745
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究的意义
1.2 齿形链的分类及研究现状
1.2.1 齿形链的分类
1.2.2 齿形链的研究现状
1.3 汽车发动机正时传动系统的研究现状
1.3.1 我国汽车发动机工业的发展现状
1.3.2 齿形链在汽车发动机正时系统的应用
1.3.3 正时齿形链系统的研究现状
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
第二章 汽车发动机正时传动系统的作用
2.1 汽车发动机的基本工作原理
2.2 汽车发动机的换气过程和配气相位
2.2.1 汽车发动机的换气过程
2.2.2 汽车发动机的配气相位
2.2.3 可变配气系统及其作用
2.3 正时传动系统在发动机换气过程的作用
2.4 发动机正时传动系统的分类及特点
2.5 本章小结
第三章 新型齿形链啮合线及多边形效应的研究
3.1 内啮合齿形链啮合线的求解
3.1.1 内啮合齿形链啮合定位的分析
3.1.2 内啮合齿形链的初始状态
3.1.3 链板Ⅲ内侧工作齿廓与轮齿Ⅲ的初始啮合
3.1.4 链板Ⅲ内侧齿廓与链轮轮齿的啮合
3.1.5 链板Ⅱ内侧工作齿廓与链轮初始啮合
3.1.6 链板Ⅱ与链轮轮齿的啮合
3.1.7 链板Ⅱ啮合定位
3.2 内-外复合啮合齿形链啮合线的分析
3.2.1 齿形链的初始状态
3.2.2 链板内侧工作齿廓与链轮轮齿初始啮合
3.2.3 链板内侧工作齿廓与链轮轮齿的啮合
3.2.4 链板外侧直线齿廓与链轮轮齿的初始啮合
3.2.5 同时参与内啮合和外啮合
3.2.6 链板外侧直线齿廓的外啮合
3.2.7 链板外侧直线齿廓的啮合定位
3.3 齿形链啮合线的计算实例
3.3.1 内啮合齿形链啮合线的计算实例
3.3.2 内-外复合啮合齿形链的计算实例
3.4 齿形链多边形效应的分析
3.4.1 内啮合齿形链紧边中心线波动量的分析
3.4.2 内-外复合啮合齿形链紧边中心线波动量的分析
3.5 本章小结
第四章 汽车正时齿形链系统的设计方法
4.1 引言
4.2 汽车正时齿形链系统的设计方法
4.2.1 汽车正时齿形链系统的选择计算
4.2.2 汽车正时齿形链系统的总体设计
4.2.3 汽车正时齿形链系统导向板的设计
4.2.4 汽车正时齿形链系统张紧板的设计
4.2.5 汽车正时齿形链系统链长的计算
4.3 汽车正时齿形链系统磨损伸长后的校核
4.4 张紧器工作行程的确定
4.5 某款汽车发动机正时齿形链系统的设计与计算
4.5.1 正时齿形链系统内凹垂度计算
4.5.2 齿形链及其主要零件的设计与计算
4.5.3 导向板和张紧板的计算
4.5.4 正时齿形链系统链长的计算
4.5.5 正时齿形链系统不同磨损伸长率的验算
4.6 本章小结
第五章 汽车正时齿形链系统的仿真分析
5.1 引言
5.2 基于递归算法的多体动力学理论
5.2.1 广义坐标的选择
5.2.2 一对接触物体的相对运动方程
5.2.3 速度的递归方程
5.2.4 力的递归方程
5.2.5 接触力的参数选择
5.3 汽车正时齿形链系统仿真模型的建立
5.3.1 正时齿形链系统仿真模型的总体设置
5.3.2 正时齿形链系统各部件几何实体的建立
5.3.3 正时齿形链系统连接和驱动的设置
5.3.4 正时齿形链系统载荷的模拟
5.4 汽车正时齿形链系统动力学仿真结果分析
5.4.1 链节的运动轨迹
5.4.2 链节张力的分析
5.4.3 曲轴链轮与凸轮轴链轮传动比的分析
5.4.4 张紧器柱塞与张紧板的法向接触力分析
5.5 本章小结
第六章 汽车正时齿形链系统的试验研究
6.1 引言
6.2 正时齿形链系统综合性能试验规范
6.2.1 试验设备及工作性能
6.2.2 试验链条及试验规范
6.3 噪声分析理论
6.3.1 噪声基本参数
6.3.2 噪声测试仪器及工作原理
6.3.3 噪声信号的测试和分析方法
6.4 汽车正时齿形链系统的噪声分析
6.4.1 凸轮轴负载扭矩对噪声的影响
6.4.2 曲轴链轮转速对噪声的影响
6.4.3 张紧器油压对噪声的影响
6.4.4 正时齿形链系统噪声产生机理及控制
6.5 汽车正时齿形链系统的温度特性
6.6 本章小结
第七章 结论及研究展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果
致谢
本文编号：3762745
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