發(fā)布時間：2020-04-16 08:13

【摘要】： V帶傳動是一種應(yīng)用越來越廣泛的摩擦傳動,針對帶與帶輪進(jìn)行摩擦分析和動力學(xué)研究,可實現(xiàn)傳動的高效、可靠和平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。本課題來源于省教育廳自然科學(xué)基金項目。研究V帶傳動特性,進(jìn)一步完善V帶傳動的設(shè)計理論和方法,具有廣泛的應(yīng)用前景和實用價值。 首先進(jìn)行帶與帶輪的摩擦分析�，F(xiàn)存V帶當(dāng)量摩擦系數(shù)計算方法有兩種,通過分析V帶傳動中的帶與帶輪的接觸過程,發(fā)現(xiàn)V帶在進(jìn)入帶輪、接觸帶輪、離開帶輪的各階段,V帶不只沿圓周切向運動,而是沿周向和徑向的復(fù)合方向運動,以此推導(dǎo)出較精確的V帶當(dāng)量摩擦系數(shù)計算公式。在分析帶與帶輪摩擦的影響因素中,考慮帶與帶輪相對滑動速度、帶的徑向位移、帶的剪切變形和帶的質(zhì)量慣性四個因素,分別使用單元體的分力平衡方程、幾何方程等進(jìn)行定量分析,得出帶與帶輪間的相對滑動速度使摩擦力的變化過程改變,主動帶輪和從動帶輪與帶接觸過程無靜角區(qū)；V帶徑向位移產(chǎn)生附加摩擦力使承載能力發(fā)生改變；帶剪切變形的分析方法闡述帶與帶輪間靜角區(qū)段摩擦力；帶沿周向和徑向的質(zhì)量慣性對于高速帶傳動和柔性帶傳動的影響較大等相關(guān)結(jié)果。 其次,研究V帶與帶輪摩擦運動的動力學(xué)問題。假設(shè)V帶為軸向移動的梁單元,可模擬V帶在輪槽中產(chǎn)生的徑向和切向摩擦力。與原有V帶力學(xué)模型僅分析單一帶輪不同,文中建立了兩帶輪系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)力學(xué)模型。在采用數(shù)值方法進(jìn)行求解時,需先將未知邊界問題轉(zhuǎn)化成固定邊界值問題,然后通過一般BVP方法求解,得出穩(wěn)態(tài)下包角、徑向位移和轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的數(shù)值解。依據(jù)此模型,分析帶傳動時的振動情況,建立了兩種邊界條件下的振動模型,即：固定邊界條件模型和未定邊界條件模型。通過計算得出了固有頻率、彎曲剛度,帶的運行速度,帶長和帶輪半徑比、帶的振幅與彎曲剛度及跨度的關(guān)系。從這些分析結(jié)果中可看出,影響系統(tǒng)固有頻率和振動的因素不是單一的、線性的,是多種因素共同作用的結(jié)果。故此分析結(jié)果有助于減小系統(tǒng)振動幅度,避免共振。 再次,應(yīng)用有限元方法建立平帶的有限元模型,并以此為基礎(chǔ)使用增量法建立V帶模型。通過模型簡化、計算仿真,得出在V帶傳動過程中V帶的受力和變形情況。將結(jié)果與理論分析進(jìn)行對比,可看出仿真結(jié)果的大體趨勢與計算結(jié)果一致,從而證明了V帶力學(xué)建模的合理性,將此方法應(yīng)用到V帶系統(tǒng)的設(shè)計中將提高設(shè)計效率。 最后,以光纖傳感器測試技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計制作測量帶動角和測量V帶在帶輪中的真實滑動軌跡的實驗裝置。通過對實驗結(jié)果的分析,與計算、仿真結(jié)果的比較,可得出計算、仿真和實驗三種結(jié)果趨勢相符,證明課題研究方法的正確性。 V帶與帶輪的摩擦分析和動力學(xué)研究具有實際的應(yīng)用意義,所得到的摩擦分析、動力學(xué)建模、實驗等方法和結(jié)論,為V帶傳動的設(shè)計和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH132.32

【引證文獻(xiàn)】

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1 解芳;馮長虹;王召興;陳鐵軍;;汽車發(fā)動機(jī)水泵帶輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計[J];機(jī)械強(qiáng)度;2014年02期

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本文編號：2629574