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基于MFBD的汽车直齿同步带传动性能仿真分析
    更新时间:2011-12-27

基于MFBD的汽车直齿同步带传动性能仿真分析

李占国1,史尧臣2,胡海2,张云鹤2

1.长春大学,吉林长春13002222.长春理工大学,吉林 长春130022

摘 要:本文针对ZA型汽车同步带,利用CATIA软件建立汽车同步带和带轮的三维模型,通过ANSYS软件进行了同步带的网格划分,并导入多体动力学软件RecurDyn,通过MFBD(多柔性体动力学)刚柔耦合技术建立了汽车同步带啮合传动的动力学仿真模型,对同步带带齿所受的齿面接触力和拉应力进行了传动性能仿真分析。给出了带齿与带轮啮合的带齿应力分布状态和带拉应力的分布状态,并分析了同步带传动过程中带的纵向振动状态,为汽车同步带齿形设计、传动性能分析和带的橡胶及强力层等材料的选择提供了一种数字化仿真分析设计方法。

关键词:汽车同步带;MFBD;传动性能

0 引言

汽车同步带分为梯形齿同步带和圆弧齿同步带,目前国内用于汽车发动机的同步带多为梯形齿同步带,汽车梯形齿同步带根据所传递载荷的大小,可分为两种型号:ZA——轻负荷汽车同步带,主要用于汽油发动机;ZB——重负荷汽车同步带,主要用于柴油发动机,两者节距均为 =9.525mm [1]。梯形齿同步带的主要失效形式有带齿齿面磨损、过载齿剪断、齿疲劳剪断、整根断裂等,常见的失效形式多为齿根圆角处应力过大产生疲劳裂纹而导致的齿疲劳剪断和齿面过渡磨损而导致的过载齿剪断。同步带是由氯丁橡胶和玻璃纤维等材料构成的复合材料弹性体,与其啮合的带轮为纯刚体,而以往对同步带啮合传动的分析将同步带和带轮都简化成纯刚体进行运算,不能真实反映出刚柔耦合的传动特性[2][3][4],本文采用刚柔耦合技术和多体动力学仿真技术对同步带的传动过程进行分析,为汽车同步带齿形设计、传动性能分析和带的橡胶及强力层等材料的选择提供了一种数字化仿真分析设计方法。

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