外文翻譯--齒形帶傳動(dòng)裝置在不同角速度下的研究 中文版

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1 附錄 譯文與原文 齒形帶傳動(dòng)裝置在不同角速度下的研究 摘要 ： 齒形帶傳動(dòng)裝置，廣泛應(yīng)用于凸輪軸內(nèi)燃機(jī) 的 定時(shí)傳輸。 用數(shù)值模擬研究過(guò)定時(shí)皮帶傳動(dòng)的行為 。 在廣泛的角速度范圍內(nèi)討論皮帶和皮帶伸張器（傳動(dòng)帶張緊裝置）行為之間的力變化的問(wèn)題 。皮帶張力器的剛度變化和個(gè)中張力器的 阻尼 情況的影響都被考慮 。優(yōu)化 皮帶張力器的剛度變化和 阻尼 是可行的 。 關(guān)鍵詞 ：同步帶，數(shù)值模擬，拉緊器剛度和阻尼。 齒形帶傳動(dòng)通常用于驅(qū)動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸。由于結(jié)構(gòu)和制造要求的限制，滑輪軸需要 固定的，使用 一個(gè)皮帶張力器 是必要的。張緊 彈簧的剛度和阻尼保的選擇 是一個(gè)現(xiàn)實(shí)而重要的問(wèn)題 。考慮一個(gè)給定的 傳動(dòng)裝置（ 同步帶式 ）的 布局 ， 通過(guò) 很好的選擇 張緊彈簧剛度和阻尼系數(shù) ， 機(jī)械問(wèn)題可以得到解決。在本文中， 提出了 剛度和阻尼系數(shù)帶變化的影響 。 變壓吸附 動(dòng)機(jī)定時(shí)傳輸模型 如圖一所示 圖 1 所示 。 的 步帶輪齒齒廓連接六輪 ， 即 ： （ 1）曲軸皮帶輪 ； （ 2）導(dǎo)輪 ； （ 3）凸輪軸皮帶輪 ； （ 4）注射泵輪 ； （ 5）漲緊輪 ； （ 6）水泵皮帶輪。傳輸驅(qū)動(dòng)因素是曲軸皮帶輪， 其 有一個(gè)給定的角速度。該模型的整體特征 在 文獻(xiàn) [4]中給出 。仿真模型理論基礎(chǔ)， 也 在文獻(xiàn) [3]中給出。 圖 1 動(dòng)機(jī)的皮帶張緊裝置 2 圖 2 皮帶張緊 =裝置的模型 皮帶張緊裝置的模型如圖 2 所示。更多的細(xì)節(jié)能在文獻(xiàn) 1 中找到。皮帶張緊裝置的動(dòng)力學(xué)方程式和力矩平衡方程式是： )s i n (F)(Fr e ss ig ?????? ????????（ 1） 其中： Θ緊臂的角度方向； Θ A”的半徑范圍； μA” 的摩擦系數(shù) 。 以前的模擬表明，摩擦力的影響可以忽略不計(jì) [2b]。因此， 由 摩擦 引起的 阻尼不包括在這些數(shù)值模擬 中。 實(shí)現(xiàn)了數(shù)值模擬，以 用來(lái) 研究在不同角速度 下 帶力的變化。曲軸角速度由 800 4800 過(guò)每步 100 轉(zhuǎn) 的速度實(shí)現(xiàn) 。 把 計(jì)算所得的數(shù)據(jù) 畫在一個(gè)坐標(biāo)平面上 ，其中一 跟 水平軸 表示轉(zhuǎn)速的值 ， 另外一根 水平軸 表示 曲軸轉(zhuǎn)角 值 。垂直軸給出了研究數(shù)量（圖 3），例如這里顯示在曲軸 的帶力在皮帶張緊時(shí)的跨度。 首先 ， 用 計(jì)算模擬沒(méi)有阻尼 的皮帶伸張器 ， 皮帶伸張器的剛度是 5Nm/以看出，隨著角速度的變動(dòng)，振動(dòng)是如何增加和消失。 首先諧波在角速度非常低 時(shí) 出現(xiàn)，共振頻率 2700 轉(zhuǎn) 附近 出現(xiàn) 。 然后，振 幅 減少和消失 。 另一個(gè)諧波出 相同的 角速度現(xiàn)在， 3 角速度增加 時(shí)其變的越來(lái)越重要（ 圖 3）。 最高點(diǎn)在最高角速度（ 4800 獲得。也顯示了振幅是雙向增加的：最大值不僅是最高點(diǎn)，最小值也是最低點(diǎn)。 圖 3 在曲軸緊張跨度內(nèi)的帶力，無(wú)阻尼（同一個(gè)水平面上兩個(gè)變量） 在 400上時(shí)，皮帶寬力的最大值可以高于 1000N。改變皮 帶伸張器的彈簧剛度值是為了盡量降低皮帶寬度了。首先，當(dāng)?shù)竭_(dá) ，彈簧剛度下降了 50%。圖4 顯示了在原方案中帶寬力的變化。由此可以看出，在整個(gè)研究角速度的領(lǐng)域中力的減少少于 15N（ 1%），力的增加少于 10N（ 。然后，與原始實(shí)驗(yàn)方案比較起來(lái)，剛度增加 50%是可以考慮的。在這里，力的變化值在 15N（ 1%）以內(nèi)。 然后 ，用計(jì)算機(jī)模擬帶有 粘性阻尼 的 皮帶張緊 ，其初始彈簧剛度為 5Nm/性 4 阻尼系數(shù)為 始方案中帶寬力的變量如圖 5 中顯示。 帶力 的 表面形狀略有改變 。更高點(diǎn)的力的值減少將近 35%（ 500N），更低點(diǎn)的力值增加將近 21%（ 300N）。與原方案比較這個(gè)圖比較平滑。因此，同步帶傳動(dòng)裝置的負(fù)荷是全面的減少。有粘性阻尼的帶力圖的表面與原始的沒(méi)有粘性阻尼的帶力圖（圖 6）的表面相比是比較緩和的。因此，在角速度領(lǐng)域，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)跟更久的時(shí)間，適當(dāng)?shù)氖褂谜承宰枘嵯禂?shù)，可能會(huì)減少或者去除較高的力峰。 圖 4 在減少?gòu)椈蓜偠冗^(guò)程中不同的力，沒(méi)有阻尼（同一個(gè)水平面上兩個(gè)變量） 5 圖 5 有粘性阻尼中力的變化，原始的彈簧剛度（同一個(gè)水平面上兩個(gè)變量） 6 圖 6 在原始剛度條件下曲軸緊張范圍了的帶力，沒(méi)有阻尼（左）和有阻尼（右） 從模擬仿真結(jié)果來(lái)看，可以得出結(jié)論，在皮帶傳動(dòng)裝置中，當(dāng)粘性阻尼不被采用，彈簧剛度的變換對(duì)帶寬力的最大值和最小值的影響很小。 然而，使用粘 阻尼， 在 一個(gè)最重要的帶負(fù)載的區(qū)域 中，可是力的最大值減小 。這種影響在就被發(fā)現(xiàn)了，以一定的角速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，現(xiàn)在這種現(xiàn)象可推廣到整個(gè)角速度領(lǐng)域。然后，與以前的相比，現(xiàn)在的帶力圖表面較為平滑的。因此，皮帶負(fù)荷量減小，這對(duì)皮帶的使用壽命有積極的作用。 7 圖 7 軸松弛跨度范圍內(nèi)帶力，沒(méi)有阻尼，原始 剛度（同一個(gè)水平面上兩個(gè)變量） 應(yīng)該注意軸松弛時(shí)的帶力。如果這個(gè)力太小，例如在高角速度下（圖 7），可能會(huì)發(fā)生跳齒。 齒跳改變了凸輪的分布和曲軸的相對(duì)位置。 正因?yàn)槿绱?，活塞可以打開閥門挑起了引擎故障 。從圖 8 中可以看出， 粘性阻尼力使 最小值 增加近 2500 轉(zhuǎn) ， 從而改善松弛帶跨度的行為 。 表面凹凸是右移 ， 并刺激力早些時(shí)候 的力 比增長(zhǎng) ，與 原來(lái)的情況 相比。請(qǐng)注意，拉緊臂角位移仍幾乎 和 手臂剛度和阻尼的變化相 互獨(dú)立，互不影響。 8 圖 8 在軸松弛范圍內(nèi)的帶力，有阻尼，原始剛度（同一個(gè)水平面上兩個(gè)變量） 數(shù)字模 擬仿真系統(tǒng)是用來(lái)詳細(xì)了解同步皮帶 同步帶張緊作用。結(jié)果表明，拉緊帶剛度變化對(duì)大跨度勢(shì)力的影響不大。 相反的 ， 為了 減少 力值 ，使用粘性阻尼是必要的 。有粘性阻尼的拉緊器 ，不僅 能 在具體的角速度 下， 而且 能 在 大部分 角速度減小帶 力。而且，在 傳輸大角速度 時(shí)一個(gè)精心挑選的阻尼 以平滑力峰 。當(dāng) 選擇一種粘性阻尼系數(shù)值 時(shí)， 在高曲軸角速度 [2a]情況下， 也必須控制其效率 。同時(shí)，要注意在軸松弛段皮帶的力以防發(fā)生跳齒。進(jìn)一步的系統(tǒng)研究， 現(xiàn)在需要了解的動(dòng)態(tài)過(guò)程中齒形帶傳動(dòng)嚙合齒載荷和切變，是 為了控制細(xì)節(jié)的動(dòng)態(tài)同步帶生活。