汽车发动机正时链系统设计方法
汽车发动正机时系统链设计法
方吕 吴翔联颖 王宇 怀繁孟
忠(浙湖州双狮江传动有限公链司
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摘要介】了绍用的汽常车产链品系,列究了研车汽链服的条役及其件效失形,式述了阐车链汽的选与
计择算法方,并提了出汽车链动传系的统计方法设。时同展,了望车汽传链动统系发展趋的势,从而,创 为造产名国汽牌链车产品奠定了必要基础的 。键词关:车发汽机链动 失效形式 选择条导指 设计方 发法趋势展
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.年来,近汽车动发机的时正传、机动油传泵、动衡平传动等轴来越广泛地采用越链传 了动系统,其尺寸凑紧高可,性靠、高耐性磨显的著征是特轮齿动传和带传动所具备的不,显示 了广阔其应用的前。景1、 车汽发机动链条品系列 产汽发动车链机条(下简以“汽称车链” )按照途可分用为:时链正、油泵机链、高压 链、共轨泵泵、平链轴衡链、速变驱动箱等;链按结构型照可式分为滚:子链套、链、齿形 链筒按照排;数可分:为单链排、双排链、排多;按照啮链合机齿制链又可形分为内啮合、 :啮合外、—外内合啮合齿形复链变、节的距 H—Voy 链。 目前,等 MG、Fod、 rCrhyser、 Blnze B、W、M Aud、i VW、pOl、 ePosrhc、 eiCrotne、P ueego、tRe nula、tJguaa、rovRr、Alfa Reome、Foat、iIevc、oVo vl、oaSb、aSkoad、Laa、Toydto、 aMaza、dondaH 、itsMuibsihNis、sa、nSuuzi、kHyndua、iIA、DKewao、osaSgnong 等国际 y的各上汽大公司的车许多车轿产品采均链传动用为作其动发正时机动系传统和油机传动泵 系统,其 中Benz 有7 个型5的号动发机、BMW 45 有型个号的动机发Fo、rd有 1 个型号5 的发动、C机hyrserl 、oRerv、ReanltuSaab、、isNas、Tnyooa 等也t有 均1 个0以型号上发的动机采用 链了传系动。 应当统指出, 大各车公司近年来汽生产发的动采机用正时链传动系的 更是统多。居时同内国生的产车发动汽也机越来越多应地了汽车链用品。产常用的 车汽链产品列如系 表1 所示
家国技型中小企科业技术创基新(0金C[1**********]8)和 家国自
然科学金(5基270502)6助项目
资DP 文F件使 用p"fdaFctoy Pror" 用试版创本 w建w.winferpnt.cio.mnc
表 1条链式型 号 04型CT套 筒链 50TC 6C0 T0C6-T 25B0 05E T子滚链06 E 06BN 6BT 060BT2- C 2C42齿 型 C25链 C3 YH3C
用常车链产汽品系 列距节 p(mm) 7.008 00 ..92559. 25 8.5008. 0 095.52 .9525 95.2 95525.6 3.57 .2 86.0 09.25 595.25拉 伸强度 miQnN()70 0 0800 01250019 0004 5007 80 09000 009 9000 1690009 005 10400 1006 025000 02000 排链双4× 5 片 4×4 片 44×片 7×8 片×78片 型窄 双链链 排备注
2汽车链的、服条役件及其效形失 2式.1 汽链的车役服条件汽 车链服役的条件不同普于通的工业链, 条其传递的率功工作转速和大远普于通工链 业,条如 60T—B1 车链在 Z汽=19,n1 =5100r/0mni时 所递的传率功可 达=10PkW其工,点作已 超远由出G /T18B5102-00(I0OS0823-1199)6 《滚链传子选动指导择的额》功率定线曲所 定的普限通工链业 条0B-6 的传动功率1和限转速极外。之常,通车汽主动链轮的链作工转 速1n=54008-000r/imn,有的 至甚已超过 10000rm/in。应该指 出,汽 链不车在仅速高工下况役服 ,且而承着受速、加速、怠速等交减速度的变击,冲明了汽表车链服役条件的酷。 严车汽链耐磨的能性不也于普同工通链业,条通普业工链的条允许磨损长伸率ε3%=而 ,车汽的允链磨损许长率,对伸于牌名汽车产品链,ε=%1,对普通于汽车产链品ε=1,5%,.以确 保车链正时汽系统的工作可性靠。为适 汽车链应高速且速的变役工服,况 车汽的链链制造精度长也高于通普工链业条 , 通普业工条的链链长造制度精 为0+0
1.
5%,而汽
链车链长的制造精度为 0
+0
.1
0。同%汽时链车还
对链长的中
心距动变提出了明确要量,以控制汽车链求节的距均性。匀通常 汽,车动机发正链系统时的紧边装有设导向、器松边装有张设紧,器为确保导板向和张紧板的耐 可磨靠命寿,汽车链对板链两个的边直面侧的面表粗度糙出了严格的要求, 提点这不同于也普工通业链条,而因模具设计与制造在工艺也要上大的做调。整2 .2 车汽链失效的式形汽 车链的要失主效形式为 :条链磨损的失、 链效条断的裂效、失滚 或套子的破裂失效筒、链 的条死节效。失 ()1磨失损效试验研 表明,究汽链车的要主损磨机为制疲劳磨,有损时伴有磨磨粒损粘、着磨。损 试验在不的阶段所测得的同 6BT0— 1汽链的磨车曲线损如图1 所示 。
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1图
0
6BT-1汽 链磨车损线曲
由
1图 以可看,链条在出验试50 0小时后 其,的磨损伸长率总ε为=.04%2而前 5, 小0 的时初期损伸长磨率εo=.1105%。析分认为这,是由套筒零于件盈过入内链压板孔套后筒 内产生径
的颈缩和整的框架链斜以歪及销、套筒零轴制件过造程产中的毛生等原因剌致所 应该。出指,磨损曲上线呈的现6 处“台平”,并不 表明磨损程过在不行进,而进一是 步实了销轴、证套零筒在件损磨验中疲试劳纹裂成、生扩展与落剥的态动过程。 “平”台长越 ,明磨表损落周剥期越长,其耐性磨高。 汽越车机主发动机总厂成500 小试验后时所得测的我司 06公B-1 T的损磨伸率长仅ε为 0.=16%,明了我表司的 公0B6-1T 车链的耐磨性汽能已达到了国外类产同品先的水平进。( )链板2裂失效 断车链汽链的板断裂效失 对于,排单链条并是不主要失的效式, 形然有时虽发生也种现这 ,象概率但大。不对但双排链于出现链板断,裂失效的情却比较多况主,表现在双要链排由 在高速多冲于变交循载荷作环用, 由下中于链与销轴常板为间隙配的合结构式型限, 其销所 与轴链板外、套筒与内板链联结的牢固度压(出或力松扭矩)动衰的程减要度单排链比重严 得多当,结牢联度衰固减至定程一度,后致导链外向板外移销出并轴裂断失,效这就所是谓 的条“链架散”象现。正而常的劳疲裂断常发在生内链上。 板60T-2B 汽正时车在某皮链卡道路车驶行 01万 公时即里生发了链外断裂失板效现象。失效 分的析验结果检明,其表轴与外销板链联的牢固度平均结减了衰 5%以上7,个链别节用 手即松可动销与轴外链。板该应指,出于联结由牢固度衰减的致使,销轴与链外、板筒与套 内链之间产生了微动磨损板, 动微损产生的磨磨屑作为三体第的料磨入进销与轴筒套链铰 之副间, 使车链汽以疲劳磨为损主要磨机损的制状发生况了变化, 有越伴越严来的重磨磨损。粒微 观析分 (ESM表), 明销轴 套、的磨损筒表 形面貌除了劳疲落坑以外,还剥产生了深浅不 一但方向一的致犁“”沟 从而加剧,链条了的磨损。(3)滚子 破裂失效汽 车链高在区速工时作,子(或滚筒套的)冲击劳破裂是其主疲要的效形失式滚。子 为链作与链轮的啮合元条,它件接承直受较着大的冲击荷载,循环在力应作用下在,子的滚 力集应中即区子端滚会部萌生疲劳裂纹, 逐并渐滚向子部扩中展 当,子的制滚造工艺与加工
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质量不到达要时求 裂纹不,扩断展并致导端掉块或整体部破。裂当 生破裂的滚子产达一到 定数时量,于由链与处轮于正非常合状态,工作啮力张急剧加增,终最导链条断致。 目前,常用裂的滚子形成法有卷制方冷挤两和种只,要成原理和模具精形符度合求, 成要形滚子的可以满均汽足链的车用工使。应况该出指,
卷制子接滚缝周边划的痕与展延、冷挤 滚子内表面纵的向划 痕端与部 的横向台 阶在制过程中应 造尽消除或量 制控。试验究表 研明,上述质缺量正陷是滚破子裂疲的裂劳源纹也,是响影汽车链产国化程进的一重个要瓶 颈“”素因一。之 (4)条“死链”节失 效通,汽车发常动用机子链滚套、链发筒“生死节”失现象效很少但,对汽车于齿用形链 如,齿形果链轮的变链系位过数大,表在链现量柱测轮量过距,这种情小况下,链板合啮面 下移齿至部尖位与齿轮涉且产干生严的挤重变压,链条形现“出死”节失现效,无象灵 活法动转,甚“挤至死”。所 以齿形在链轮链的计和设造过程中制严格控要制变系数位量柱和 量距,测 确保齿以链和链轮的形正啮合,确发 齿挥形链在高速区工作时噪声较的低良特性。 3好、汽链车选择导指目 ,前G/B1T851-2000(IS0O0823-11996 “)子滚链择选导指”所规定额的功率曲定线(Z1=2 5)不适用汽于车链品系产列,虽然其中的 某链号些,:05如、B6B0等 与车汽链产 的品链号相同 ,但所传 递其 的功和率转 速均远 于汽车链 小品。可产 供汽车链参 照选的 05用BT、60TB的额定功率曲 线图如2 所示 。它其号链汽的车链定功额率线曲咨可相关询车汽链条公 司 汽。链车润的方滑式参可阅G /T18B10-52000ISO1(823-01996)
。图2
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BT5 和0B6 汽车链T额定率功曲(线1Z1=9)
车链传汽动择选算计,通常已知时传动功率: P主动,轮链转 n1,速从链动轮速 转2,n 则动传比 =in1n/2。 于对车汽这链的高速链样动传,在间尺寸空允的条件下许建议主,动轮齿链 数1Zim ≥2n1,取奇数并齿则 Z2 ,i=Z1. 汽。链传车的计算功率动为 :C=PP f..f2/1f5( )
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式: f中1——工情况系数(作见表2 )f;2——数系齿数见( 3表 ;) f5—排数系—(数表见 4) 由计。算到得 P的 C值已和的 n1知 值,在汽车额定功率曲链图线上择相应的链选号,此 时汽链的工作车点(n、PC1)位于所应择链选的额号功率曲线定下以。 表 2从动机特性械平稳 运转中等 击冲 重冲击严 稳运平 1转0 1.4.1 .8 3 表Z f121 15.27 1 1.172表 排4数 f5m1 1 1.2 7齿系数数 f 2191 .00 数排数 f系53 .52 43 . 5 4.3 60 4.621 0. 91 23 .038 250.76 作工况系数 f情1主 动 机械 特性 等中击 1冲3 1.7. 2.1 轻冲微 1击1.1 .5 .19
该应出,对指于没额定有功曲线率或额功定率表可供参照选用的汽车链传选动计算 择,可通时静过度的强安系数全法来方行进算,验这在程工计设中是可行的 汽。车链静度强的全安系数 =nQF/ (,Q —车汽链的平拉伸均度强,—F汽—链紧边
P车张 力F=,
2×559 ,0统计规律明,取 表n=1~18 4为适宜。 较n1d1 ,1 ——主 d链动分度圆 直径)轮
4汽、链传动车统系计 设对于车汽发动的正时机、机链泵油、链高压泵、链共轨泵、链平轴链衡等统系,可以 双是链轴动系统传如:(轴曲——油机泵或曲轴——轨共泵曲轴或—单凸—轮轴等) 也可,以是 轴多链传动系(如:曲统——双轴轮轴凸曲或——高轴泵压—凸—轮轴等) 现,双以 轴链动传系(图统 )为例,阐3述车汽链动系传的设统计方。
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3图
汽车链传动系统
于链传关系动的统总置设计以及布传动中心距链和边垂松度设计计的算,G BT/11508-0200I(S108O3-12996以及)国内许外多著专均论述。有但是汽,车动发机时 链系正和统其链传动系它统,由 于振对和噪动声着有格严要求的 ,链传动松的均边安装张器,紧 紧边而常通安也装导向(器尼器)阻,在这 情况下,种上链传述动中心和距度垂设的计计算方法已 不适用于车汽系统链 汽车链系统设计时。,传链的紧边动般一应向内凹是圆弧的线,而曲不普通是链动的 传边通紧常相切以于从动主轮链分度的一圆直线来表段示 。其边的松垂也度不用采普通传链 动的计设方法,而松边且圆弧的线通常曲是不向外而是凸内凹向应。说明该,装在了张紧设器之 后,松 的悬垂边曲就不是所谓线的 “链悬”线 , 而是了支承和附贴在紧张的板弧曲圆线。 上图如3 示,所紧边设凹内离为 C距1,松边凹内离为距 C2 ,在心距中a 较 小,平或 近水水似平动传,通时可取 C常 1=(13)%~a ,C2 (3=~)%6a , 中在距心 a较大 垂直或 ,近垂直似动传,时1C(=35~) a %,C=(2610~%) a 在不。生发于链条磨由而导致损紧松边内凹 线段曲触的接条下, 松紧边件内后可以凹小减传链系动统所用占空的间, 于总成便 的理合局布。由图 3 可 导出 C:(=+rr)(11c-so1)α(2) α1 =09+α°-accors
a2 +(r1 + r 2 ) −(2 r +r) 2 2a r1(+ ) r
22
式 :中siα=(n2-rr)/ 1ac soβ
a =2+ r1 +(r ) −(r 2 + )r a (2r1+ r )
r1—
—主链轮动度分圆径半,mm; r——从2动链分度圆半轮径m,;
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——张r紧板导或板向率半径,曲mm ;c—松—或紧边内凹距边,mm。 解方程组离2)( ,可出 求rα1,,而张紧板或导向圆弧板的率曲中心O 相对3于动主 轮链点的切坐标为(de) 、,由 3图可导 出d=(:r+r1.si)nα1e,d=.tcg1α-r。则1张板紧导或向板的 曲半率径r 及 相其对安的位置装d(、)e均求出已 。应该出指,际实计设紧张或板向板的曲率半径导,其时端两部应
有一小曲段半率小 于径上计述算值的过圆渡,弧以于链条与张便板或导紧向板的擦摩运的通动性。当畅然这, 种情下况紧边或松,边的曲形线状相应也所变化。 对于双凸轮有之间轴的轴链传双, 动于由间空尺小、 中心距也较小寸 ,果设计得如合,理不安装 向导和张紧器也器可行是,的如果 空间尺允许, 寸可以在主从也链动轮间安中一个 具装张紧和导有功向的能复机构使合条链松的紧边别分外凸, 向同样起张到器紧和向导的作器用 。 5汽车、传动系统发链展势趋 着新随型动发的机断不世和问汽链车术技的断提升不,汽车链系统的用前应景越越来 广阔。 1) 新(品产研发为 应适汽车发机动“的个化性”求,汽需链车发研向将着小距节高、速、多品种转方向 发,展 汽车而动发用机滚子、链套筒链、 形链三种结齿型构的式用应领将域在“竞 ” 和 “争合 ”当作不断发展中互、相充。补新型的多功能张紧、导器器向其及件附耐磨的料材也将不 断升换级代。 2(先)制进造技术为满 主足机对汽厂车链产越品来越的可高性靠求,要汽链产车品将断地采用先不的 进设计技术制造技术、、配装术、表面处理技技、术化技强术检验、和验试技术 。(3新)啮合机的制 一种型新的字数化设计的- 外内合啮复合机 制齿的链和形一 种有具非圆 形异链板的孔 内-啮外合序交有替排的列新型H -Voy链 越将越来泛地在广车发汽机动上应用 (。)4性高指标 主要能究汽车链产品的研疲寿劳命分规律、布高可靠度的下磨性耐其磨损及效失理机 、 高速区的多在与冲胶合性特严格、清洁的度标以及指声频谱实时分噪析。 等参 考 文 献1、孟繁忠.链 条轮链品设计与产验检北.:京机械业工出版社1.99 62、 繁忠.孟传链行动产品技业发术展势趋链传动.行简业讯.200.632.~43、 繁孟忠,翁良.高速滚建链子的多冲性能金.热处理属2000...56~84、 繁孟,忠 启李,许树 海.汽车新动发链机高条速性 的能验研究试机 械.工程 学报.0022.8 (73.62~64
PDF) 文件使 "用pfdactFryo ro"P 用试版本创 建wwwf.inperintc.mo.c
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