[發明專利]一種正時帶傳動系統布局的通用計算方法、設備及介質

有效

• 申請號: 201910127642.0
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN109948190B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 龍尚斌;上官文斌;趙學智
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F111/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;黃海波

本發明公開了一種正時帶傳動系統布局的通用計算方法、設備及介質，所述方法包括步驟：(1)建立坐標系與規定系統參數符號，對系統各輪的編號、輪心坐標等進行標記，并對各輪上弧段的長度、各輪間帶段的長度及對應的帶段張力進行標記；(2)定義張緊器調節臂、工作臂、輪轂載荷的角度和各工況位置；(3)根據輪系中各輪的位置和直徑，通過幾何關系計算滿足輪系設計需求的正時帶的幾何帶長；(4)根據張緊器扭矩平衡條件與系統幾何帶長相等的平衡條件，計算出張緊器的名義平衡位置；(5)根據所定義的張緊器的各工況位置，分別計算出其對應的平衡位置。本發明可計算出輪系存在坐標的誤差、正時帶帶長誤差和張緊器剛度誤差下的結果。

技術領域

本發明涉及正時帶傳動系統的計算與分析領域，特別是涉及汽車發動機正時帶傳動系統的布局的設計與計算方法。

背景技術

正時帶具有彎曲剛度小、質量輕、成本低和NVH性能優秀等優點，普遍用于小排量汽車發動機和精密傳動的場合。正時帶通過齒形傳遞動力，將動力精確的由主動輪傳動到從動輪及各附件輪上；一般在系統的松邊設置自動張緊器，用于張力、帶長變化的調節與平衡，如圖1所示。

正時帶傳動系統的布局設計主要包括從動輪位置設計、張緊器參數設計和正時帶參數設計三個方面，受到安裝空間的限制，調整從動輪位置通常較為困難，因而張緊器參數和正時帶參數的選擇是正時帶傳動系統布局設計重點。良好的系統布局設計不僅可以降低噪聲、減少振動，還可以提高正時帶的使用壽命、降低維護成本。

現階段，正時帶的系統布局設計主要依靠經驗法，由于缺乏良好的計算方法和布局設計理論，系統的靜態參數設計出現了難點。而且由于系統使用的工況溫度、正時帶的磨損伸長量的變化，以及系統制造誤差、張緊器剛度的制造誤差等因素的存在，前期設計必須將這些因素的考慮到設計中。這樣才能設計出更好的正時帶傳動系統，保證在使用過程中，正時帶不發生爬齒、跳齒等情況，并能保證良好的使用壽命。因此，提出一種通用的正時帶傳動系統布局的通用計算方法，進行系統的前期設計和分析，具有重要的工程意義。

發明內容

本發明提供了一種通用的正時帶傳動系統的布局計算方法、設備及介質。首先建立系統的坐標系與進行參數符號的規定，定義張緊器的角度與位置，用于通用計算方法的標識。分別通過幾何關系、平衡張力求出輪系中正時帶的幾何總長，然后結合張緊臂擺角產生的輸出扭矩與正時帶對張緊臂的負載扭矩的平衡關系式，求解系統的平衡張力與張緊臂的平衡位置?？紤]不同的使用溫度、正時帶的磨損伸長和張緊器剛度的誤差，計算系統不同工況位置的平衡張力與張緊臂的平衡位置。根據已確定的計算方法與借助數學工具，進行布局計算分析，為正時帶傳動系統的設計、優化提供參考依據。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種正時帶傳動系統布局的通用計算方法，包括以下步驟：

(1)規定系統參數符號：以曲軸輪輪心為原點，水平方向為X軸、豎直方向為Y軸建立正時系統坐標系；分別對系統各輪的編號、輪心坐標、半徑進行標記，同時對各輪上弧段的長度、各輪間帶段的長度及進行標記；

(2)定義張緊器的工作角度和位置：以X軸正方向為參考，順時針擺角為正，分別對調節臂、工作臂和輪轂載荷角進行定義，輪轂載荷與工作臂的夾角為載荷-臂夾角；張緊器的工作位置分為名義位置、熱位置、冷伸長位置、自由位置和極限位置五個，分別對應不同的溫度工況和不同的帶長；

(3)正時帶帶長的計算：根據輪系中各輪的位置和直徑，通過幾何關系計算滿足輪系設計需求的正時帶的幾何帶長，并根據輪系的設計張力，得到系統平衡時的正時帶總長；

(4)張緊器名義位置的計算：張緊器到達名義位置時，同時滿足扭矩平衡與幾何帶長相等的平衡條件，根據平衡條件計算出張緊器的名義平衡位置；當輪系存在坐標誤差、帶長誤差時，通過更新坐標、帶長等參數，計算出輪系在制造誤差的情況下的張緊器平衡位置；