[01296504]汽车发动机用正时同步齿形带系统研究与开发

1、课题来源与背景： 课题来源齐齐哈尔市科学技术计划项目工业攻关;汽车发动机正时传动系统是汽车发动机的重要组成部分,传统的正时传动方式有齿轮传动、链传动,由于同步带传动具有传动平衡、传动比恒定和传动噪声低等优势,目前已渐渐在正时系统中得到广泛应用,而基于同步带的发动机正时系统的研究也迫在眉睫。 2、研究目的与意义： 近年来,低噪声和可靠性寿命这两个衡量指标渐渐成为衡量汽车发动机正时系统的关键指标,通过对汽车发动机双顶置正时传动机构进行研究,开发一种有效的汽车发动机正时同步齿形带系统的设计方法,对于我们实现独立自主进行汽车发动机正时传动系统的设计具有重要意义。 3、主要论点与论据： 1)根据双顶置同步带传动系统结构特性,分类、总结、归纳了系统理论参数的推导计算公式。根据传动系统约束条件,利用计算机MATLAB软件程序化系统参数计算,输出传动系统布局图,实现传动系统参数调整,并对传动系统参数进行输出,为传动系统的进一步研究打下基础。 2)基于recurdyn多体动力学软件建模技术,利用MATLAB输出的单位节距齿形参数数据,实现带轮的参数化建模。利用有限元网格划分前处理工具Hypermesh对同步带模型进行网格划分,实现柔性化。基于FMBD多柔体仿真技术,根据同步带传动系统刚柔耦合技术,定义传动系统约束条件,建立双顶置同步带传动系统虚拟样机。 3)通过传动系统仿真数据的分析,证明了同步带带轮传动的相对稳定性,梯形齿同步带与带轮啮合传动过程中,带齿受力主要集中在齿根。并分别对不同初张力、转速、负载条件下,与凸轮轴带轮、曲轴带轮啮合同步带带齿应力分布进行研究,得出：随着初张紧、负载的增大,同步带齿根应力增加;随着转速逐渐较小,同步带齿根应力减小。 4、创见与创新： 提出了双顶置等多轴正时同步齿形带几何布局型谱,建立了其系统坐标系和多约束边界条件;推导建立了多轴正时同步齿形带传动系统中带轮、同步带、张紧导轨和张紧器安装位置等主要几何设计参数之间的谐应关系的数学模型;提出基于汽车发动机正时同步齿形带系统的总体设计方法,以及主要设计参数的设计准则。 5、社会经济效益,存在的问题： 近年来我国汽车保有量逐年提升,汽车市场规模越来越大,2016年中国汽车产销呈现较快增长,产销总量再创历史新高。在汽车行业迅猛发展的今天,汽车发动机的前景更为广阔。基于同步带的发动机正时系统应用前景广阔。存在问题：噪声与振动对发动机正时系统的有重要影响,后续建议增加动力学分析研究。 6、历年获奖情况： 无 7、成果简介： 从低噪声、低耗能角度考虑,展开了同步带在正时系统中的应用方面的研究,提出发动机正时系统的数字化设计方法,开发了数字化设计软件。并将本项目与生产实践相结合,在多家企业得到应用,对于同步带的应用以及提高发动机正时系统的竞争力具有一定的促进作用。 受齐齐哈尔市科技局的委托,鉴定委员会认真审阅了胡清明同时课题组负责研究的“汽车发动机用正时同步齿形带系统研究发开发”项目研究材料,形成鉴定意见如下： 1. 课题组提交的技术资料齐全,完成了合同书的各项指标,符合鉴定要求。 2. 该课题组根据汽车发协机用不同布局型式的多轴正时同步齿形带传动系统的结构特点,提出双顶置多轴正时同步齿形带几何布局,建立其系统坐标系和多约束几何边界条件,并利用计算机MATLAB软件程序化系统参数计算,输出传动系统布局图,实现传动系统参数调整,并对传动系统参数进行输出,为传动系统的进一步研究打下基础。 3. 该课题提出了基于汽车发动机正时同步齿形带的双顶置发动机正时系统的数字化方法,并开发了具有自主知识产权的数字化设计软件,这一软件的成功开发,对同步齿形带的进一步应用开辟了新航路,对于汽车发动机正时系统的开发提供了理论参考,具有较大的技术经济指导意义,同时为促进我国汽车行业的发展提供参考,该课题研究具有明显的工程实用性和技术指导价值。 综上所述,鉴定委员会一致认为：该项技术成果达到了国内领先水平。 课题经过前期的研究,已取得一定的研究成果,希望课组研究人员继续深入研究,对基于同步带的汽车发动机正时系统进行动力学分析,为其更好的市场应用提供参考。