齒形鏈運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真研究

【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，仿真軟件得到了廣泛應(yīng)用，讓工程設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)中建立模型，并進(jìn)行測(cè)試改進(jìn)。而隨著高速傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，齒形鏈得到了更加廣泛的應(yīng)用。因此，通過軟件對(duì)齒形鏈傳動(dòng)進(jìn)行仿真，很值得研究。

【關(guān)鍵詞】齒形鏈 運(yùn)動(dòng)學(xué) 仿真

一、齒形鏈特點(diǎn)

齒形鏈有噪音小、可靠性較高、運(yùn)動(dòng)精度好等特點(diǎn)。因此在高速傳動(dòng)中得到廣泛的應(yīng)用。比如汽車變速箱和分動(dòng)箱中，也廣泛采用了齒形鏈。

二、仿真軟件

鏈傳動(dòng)中涉及許多接觸碰撞情況，求解困難。而軟件RecurDyn非常適合求解多接觸問題。其中Chain模塊可以輕松實(shí)現(xiàn)鏈條的裝配，包含：接觸參數(shù)、鏈節(jié)形狀及接觸力等。

三、齒形鏈運(yùn)動(dòng)學(xué)理論基礎(chǔ)

（一）鏈條速度和加速度

鏈條運(yùn)動(dòng)過程中，由于多邊性效應(yīng)影響，其線速度不斷變化，如圖1，鏈條沿X軸和Y軸方向的速度分別為：

鏈條在運(yùn)動(dòng)中加速度沿中心線方向不斷變化：

是嚙入過程中鏈節(jié)鉸鏈的相位角，在運(yùn)動(dòng)過程中其值是不斷變化的，變化范圍為。

（二）從動(dòng)輪角速度和加速度

由于多邊性效應(yīng)，從動(dòng)輪的瞬時(shí)角速度也不斷變化。如圖2，角速度為：

由于在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，、都是變化的，因此，從動(dòng)輪的角速度也是不斷變化的。而瞬時(shí)傳動(dòng)比，也是變化的。從動(dòng)輪的加速度由于多邊性效應(yīng)和沖擊，處于一個(gè)波動(dòng)的狀態(tài)，特別是當(dāng)主動(dòng)輪剛剛啟動(dòng)時(shí)，其波動(dòng)值較大。

四、齒形鏈仿真模型的建立

齒形鏈鏈輪分為直邊齒廓和漸開線齒廓漸。漸開線齒廓與鏈板嚙合時(shí)，傳動(dòng)更加平穩(wěn)，得到了廣泛的認(rèn)可。下面利用軟件計(jì)算，通過鏈條X軸方向的加速度、Y軸方向加速度和從動(dòng)輪角加速度三個(gè)方面，對(duì)平穩(wěn)性進(jìn)行簡(jiǎn)要的對(duì)比。

取齒形鏈節(jié)距，傳動(dòng)比，齒數(shù)，壓力角，確定安裝中心距為，仿真模型如圖3。

圖4為齒形鏈沿X軸的加速度，直邊齒廓和漸開線齒廓的最大幅值分別為：10182.79、-10251.23， 7670.61、-7659.34。

圖5為齒形鏈沿Y軸的加速度，直邊齒廓和漸開線齒廓的最大幅值分別為：9636.03、-9963.61， 7136.89、-7243.04.06。

圖6為鏈輪角加速度的變化曲線，直邊齒廓和漸開線齒廓的最大幅值分別為：172.08 、-151.63， 84.74、-75.41。

從數(shù)據(jù)明顯看出：在傳動(dòng)中，漸開線齒廓鏈輪在傳動(dòng)的平穩(wěn)性方面要好于直邊齒廓的鏈輪。

五、結(jié)論

通過分析軟件對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得到相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，可以降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)周期。

參考文獻(xiàn)：

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