新型Hy-Vo齿形链多元变异设计方法及其疲劳可靠性试验研究--《吉林大学》2013年博士论文
新型Hy-Vo齿形链多元变异设计方法及其疲劳可靠性试验研究
【摘要】：Hy-Vo齿形链是齿形链产品中的一种重要类型，具有高速性能好，承载能力强，耐磨性好等优点。由于Hy-Vo齿形链的“变节距”在啮合过程中能够显著减少传动中的多边形效应、降低传动噪声，因而近年来广泛应用于汽车变速箱、分动箱、汽轮机工业泵等高速传动中。齿形链按照啮合机制的不同主要分为外啮合机制Hy-Vo齿形链、内-外复合啮合机制Hy-Vo齿形链和外啮合+内-外复合啮合机制Hy-Vo齿形链。
本论文是在国家自然科学基金项目“基于多元变异的新型Hy-Vo齿形链啮合设计理论（）”和“基于复杂约束边界条件下的多轴高速齿形链系统啮合设计理论”（）以及国家高技术研究发展计划项目（863）“基于复杂多元变异的Hy-Vo齿形链数字化方法研究及平台开发（）”的资助和支持下，对Hy-Vo齿形链的啮合机理进行了深入的研究，并针对Hy-Vo齿形链的多元变异特性进行了通用设计方法的研究，同时研究了其啮合设计体系、动力学仿真技术、导板设计方法以及疲劳试验方法。
论文在分析比较Hy-Vo齿形链分类及不同啮合机制的基础上，针对Hy-Vo齿形链啮合机制变异、形状变异、参数变异等变异特性进行了系统的研究，基于学科与行业技术发展趋势，首次提出多元变异的概念，并指出以啮合机制与传动特性变异为主体的多元变异过程，就是Hy-Vo齿形链产品系列创新升级的过程，也是行业需求和技术进步的必然趋势。
论文在分析研究链轮滚刀与链轮滚切原理的基础上，根据Hy-Vo齿形链与链轮的啮合原理，首次构建了基于多元变异的Hy-Vo齿形链啮合设计体系，并指出将Hy-Vo齿形链工作链板齿形视为滚刀法向齿形，是建立Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条的啮合设计体系的基本条件。通过分析Hy-Vo齿形链与链轮的啮合原理，首次提出Hy-Vo齿形链相邻工作链板的基准圆圆心连线延长线的交点位于齿槽对称中心线上是实现Hy-Vo齿形链正确啮合定位的必要条件，这与套筒滚子链传动以及齿轮传动的正确啮合条件是根本不同的。
论文以同一规格、同一节距的两种变异HV3型非圆形基准孔的内-外复合啮合Hy-Vo齿形链为例，通过设计计算与分析，并提出在满足Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条三者正确啮合的条件下，可以通过多元变异手段，设计出参数不同的一族新型传动，以满足众多主机不同的“个性化”需求。同时，通过两种链条系统的平稳传动试验结果表明，基于多元变异的Hy-Vo齿形链设计方法是科学的，切实可行的。并提出多元变异设计方法是实现Hy-Vo齿形链产品创新升级和知识产权保护的重要手段。
论文在参考精密滚子链疲劳可靠性试验方法的基础上，首次对Hy-Vo齿形链疲劳试验方法进行了研究，并提出了为节约试验时间，可提高一个载荷系数等级获得24F-N方法试验数据；提高试验载荷后的疲劳寿命曲线相比未提高试验载荷的曲线要保守一些。通过对比研究14F-N方法和24F-N方法，提出粗估链条寿命时，可采用14F-N方法并提高一个载荷系数；R=50%的R-F-N曲线可以由14F-N方法获得；14F-N方法和24F-N方法所得到的疲劳寿命曲线形式基本一致。论文同时对新型Hy-Vo齿形链进行了疲劳试验研究，结果表明链条在满足抗拉强度要求的情况下，不一定能够满足疲劳性能要求，证明研究链条疲劳寿命的重要性。
论文在分析齿形链导板的作用及导板对Hy-Vo齿形链装配及受力影响的基础上，通过对Hy-Vo齿形链导板的研究，首次提出了Hy-Vo齿形链导板的设计方法，并进行了有限元分析和试验研究。研究发现，在不影响导板抗拉强度的条件下，蝴蝶状导板腰部上端圆弧半径RG越大越好；在满足导板抗拉强度的条件下，尽量减小HG的高度，如果中间圆弧最低点高于销轴中心连线，应适当加大两者之间的距离。研究结果表明Hy-Vo齿形链可以通过设计合理的蝴蝶状导板在拉伸过程中的变形来补偿间隙。同时研究成果应用于工程实际，给相关行业带来了良好的经济效益。
论文在分析多体动力学接触搜索算法的理论基础上，采用Recurdyn动力学仿真软件，针对多元变异设计方法设计出的三种不同链板型式组合的新型Hy-Vo齿形链进行了多链节的运动学和动力学仿真分析。仿真结果表明，采用多元变异设计方法获得的Hy-Vo齿形链，通过不同啮合机制链板的有序组合，可以根据用户的个性化需求派生出多种Hy-Vo齿形链新产品。通过分析研究三种Hy-Vo齿形链的多边形效应变化规律发现，在一定范围内，新型Hy-Vo齿形链中内-外复合链板数越多，多边形效应越小，且有序排列的新型Hy-Vo齿形链综合性能要优于纯外啮合机制Hy-Vo齿形链和纯内-外复合啮合机制Hy-Vo齿形链。通过分析研究新型Hy-Vo齿形链的动态接触响应发现，同一新型Hy-Vo齿形链在同一时间和同一水平位置时，同一链板所对应的两对销轴的接触力并不相同，因此不能简单的通过分析一个链节的受力，判断其它链节的受力情况，为Hy-Vo齿形链动力学研究提供了重要的理论指导。
【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2013【分类号】：TH132.45【目录】：
摘要4-7ABSTRACT7-15第一章 绪论15-31 1.1 课题来源及选题背景15-17 1.2 齿形链分类及其特点17-23
1.2.1 齿形链特点17-18
1.2.2 齿形链的分类18-23 1.3 齿形链技术的研究现状23-28 1.4 齿形链研究存在的问题28-29 1.5 本文主要研究内容29-31第二章 基于多元变异的 Hy-Vo 齿形链的啮合设计方法31-49 2.1 Hy-Vo 齿形链的分类31-34 2.2 Hy-Vo 齿形链设计中的主要参数34-36 2.3 Hy-Vo 齿形链主要变异特征36-40
2.3.1 啮合机制的变异36-37
2.3.2 形状的变异37-40
2.3.3 参数变异40 2.4 Hy-Vo 齿形链啮合设计体系40-42 2.5 变异 Hy-Vo 齿形链啮合设计方法42-46 2.6 Hy-Vo 齿形链的缠绕圆、接触圆和当量边心距46-47
2.6.1 缠绕圆和接触圆46
2.6.2 当量边心距46-47 2.7 本章小结47-49第三章 新型 Hy-Vo 齿形链的疲劳可靠性试验研究49-91 3.1 可靠性试验中的常用函数50-56
3.1.1 可靠度函数50-52
3.1.2 指数分布52
3.1.3 正态分布52-54
3.1.4 威布尔分布54-56 3.2 可靠性试验方法56-62
3.2.1 可靠性试验方法概述56-58
3.2.2 传动用滚子链的疲劳可靠性试验方法58-62 3.3 新型 Hy-Vo 齿形链的可靠性试验62-69
3.3.1 试验目的62
3.3.2 试验用新型 Hy-Vo 齿形链62-64
3.3.3 试验规范及方法64-67
3.3.4 试验数据67-69 3.4 新型 Hy-Vo 齿形链的可靠性试验分析69-89
3.4.1 寿命分布规律分析69
3.4.2 有限寿命试验数据分析69-82
3.4.3 升降法试验数据分析82-87
3.4.4 综合实验法数据分析87-89 3.5 本章小结89-91第四章 新型 Hy-Vo 齿形链异型导板的设计与试验研究91-107 4.1 齿形链导板作用及其对链条的影响91-94
4.1.1 齿形链导板的作用91-92
4.1.2 导板对 Hy-Vo 链装配与受力的影响92-94 4.2 Hy-Vo 齿形链导板的设计94-103
4.2.1 设计导板形状的必要性94-95
4.2.2 Hy-Vo 齿形链导板的形状分类95-97
4.2.3 Hy-Vo 齿形链普通型式导板的设计97-98
4.2.4 Hy-Vo 齿形链蝴蝶状导板的设计98-103 4.3 蝴蝶状导板对 Hy-Vo 齿形链受力影响的试验研究103-106
4.3.1 试验规范103-104
4.3.2 试验结果及分析104-106 4.4 本章小结106-107第五章 新型 Hy-Vo 齿形链的运动学及动力学仿真107-125 5.1 多体动力学接触搜索算法107-112
5.1.1 Recurdyn 软件简介108
5.1.2 接触对的运动学表示108-109
5.1.3 接触区域划分109
5.1.4 预搜索109-110
5.1.5 后搜索和柔性接触力110-112 5.2 新型 Hy-Vo 齿形链仿真模型的建立112-117
5.2.1 Hy-Vo 齿形链模型的建立112-114
5.2.2 Hy-Vo 齿形链模型的驱动及负载114-115
5.2.3 Hy-Vo 齿形链约束副的建立115-116
5.2.4 Hy-Vo 齿形链接触碰撞的参数选择116-117 5.3 新型 Hy-Vo 齿形链仿真结果及分析117-122
5.3.1 新型 Hy-Vo 齿形链多边形效应分析117-120
5.3.2 新型 Hy-Vo 齿形链动态接触响应分析120-122 5.4 本章小结122-125第六章 结论与展望125-129 6.1 结论125-128 6.2 研究展望128-129参考文献129-137作者简介及在学期间所取得科研成果137-139致谢139
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京公网安备75号基于RecurDyn的带式输送机起动阶段的动态分析--《起重运输机械》2010年04期
基于RecurDyn的带式输送机起动阶段的动态分析
【摘要】：应用动力学分析软件RecurDyn建立了带式输送机的样机模型,通过仿真研究,得出在起动初始阶段,尾部滚筒速度要滞后于头部滚筒速度一定时间,这主要是由于弹性波在输送带中进行传播到达尾部需要一定的时间;并且在起动阶段,输送带的张力比稳定运行时变化大,起动时间越长,输送带出现的最大张力越小。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TH222【正文快照】：
带式输送机是物料输送的重要设备,随着现代工业技术的发展,长距离、大运量、高带速正成为其发展方向。传统的带式输送机设计、选型和使用比较注重静特性的计算,而对其动特性的考虑比较少。然而在许多情况下,动态分析往往是决定带式输送机是否技术合理、安全可靠、经济可行的
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基于RecurDyn的滚珠直线导轨副动力学仿真研究
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【基金】：
【分类号】：TG659【正文快照】：
0引言滚动功能部件是由滚动摩擦代替滑动摩擦为特征的零部件组成[1],以“滚动”为特征,具有高效省能、精密定位、精密导向、对CNC指令反应快速以及传动的高速性、同步性、可逆性等功能,是数控机床产品的关键部件,也是符合21世纪生态环保理念的重要基础零部件[2]。目前,国内滚
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京公网安备75号基于Recurdyn的新型剪叉式液压升降台的动力学仿真及分析--《机床与液压》2015年01期
基于Recurdyn的新型剪叉式液压升降台的动力学仿真及分析
【摘要】：基于多体动力学分析软件Recurdyn建立了新型剪叉式液压升降平台的虚拟样机模型,并在不同载荷下进行了动力学仿真,通过仿真得出了液压缸的受力情况和浮动平台的位移、速度等相关运动特性。仿真分析结果表明,随作业平台高度增加,机构的稳定性变差,同时液压缸输出力波动加剧,分析结果对该升降平台的机械结构改进和液压系统设计优化提供了参考。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TH211.6【正文快照】：
0前言液压升降平台广泛应用于汽车、集装箱、模具制造,木材加工,化工灌装等各类工业企业及生产流水线[1-2],在研发高精度液压升降平台时需要对机械结构及控制方法进行反复调整及验证,传统的物理样机开发模式存在开发周期长、成本高、修改困难等问题,因此计算机仿真成为液压工
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