将齿形链传动系统模型导入 Adams 软件中后，对模型添加运动副和约束：在主动链轮输入轴端添加驱动（Motion），同时在从动链轮输出轴端定义负载转矩（Torque）。在主从动链轮与大地、链板与销轴、导板与销轴之间添加旋转副（Revolute），在旋转副上定义摩擦，以模拟相对转动和摩擦阻力，保证虚拟样机模型能够准确的揭示系统的动力学特征。定义主从动链轮与链板、链板与销轴之间的接触力（Contact），采用基于impact函数的实体碰撞接触类型，在接触类型中选择 Solid to Solid 选项，即定义为体与体的接触力[7]。施加的边界条件如图2所示。
仿真时，为了还原真实工况条件，在主动链轮上添加1000rpm的转速；从动链轮上添加阻力矩45 kN，用来模拟负载并保持齿形链处于张紧状态。齿形链系统接触力参数设置如表1所示。
3、仿真结果分析
图3表示的是紧边链条任意链节在从啮入主动链轮到啮出主动链轮的过程中接触力的变化曲线。由该曲线可以看出：当链节啮入主动链轮时，啮合冲击很大，为1217.68 N这是由于在链节与链轮啮合时，作直线运动的链节铰链和以一定角速度作圆周运动的链轮相互接触，二者在压力角方向上的运动速度不等，导致链节和链轮受到较大的啮合冲击力。当链节与主动链轮定位时，随着链轮的继续转动，链节与链轮理论上不发生相对运动，使得啮合接触力减小，且越靠近松边接触力越小。当链节与链轮脱离啮合时，虽然不发生链节与链轮的啮合冲击，但当链节由圆周运动变为直线运动时，松边链节数增大，从而影响齿形链传动动力学和运动学特性，产生了较大的接触力，该阶段啮合接触力最大为465.73 N，由该图可以看出在链节与链轮的紧边啮入点处得啮合接触力大于松边啮出点。
图4表示的是任意链节与主从链轮啮合冲击的整个过程啮合接触力曲线，该过程为从紧边啮入→松边啮出→松边啮入→紧边啮出的周期性过程。图中红色曲线表示链节与主动轮接触力，蓝色曲线为同一链节与从动链轮的接触力。由该图可知：在每一个啮合周期内，链节与链轮在四个接触点处啮合接触力的大小关系为：紧边啮入>紧边啮出>>松边啮入>松边啮出。尽管链轮与链条的啮合接触力曲线变化较为复杂，但在啮合周期内依然呈现规律性的变化趋势。
图5为对仿真计算得到的对链节与链轮啮合接触力变化时间历程结果，进行FFT快速傅里叶变换后得到的啮合接触力在频域的分布情况。
由图5可见，啮合接触力的频谱主要是由啮合频率316.67Hz及其谐波振动频率组成的，并且每个谐波频率成分均为基本激励频率的整数倍。各频率分量不同程度的分布了一定的能量。显然，基频的幅值是最大的，它是产生齿形链传动振动的优势频率；其它谐波频率上的啮合接触力随着频率的升高逐渐降低。
4、结论
本文通过对齿形链与链轮的啮合接触力进行动力学仿真分析得到以下结论：
1、齿形链传动系统中，链节与链轮的啮合接触力呈现明显的周期性变化规律；链节与链轮在四个接触点处啮合接触力的大小关系为：紧边啮入>紧边啮出>>松边啮入>松边啮出，最大接触力发生在紧边啮入点处。
2、通过对其进行频域分析得到：啮合接触力的频谱主要由基频和谐波振动频率组成，基频幅值最大，是产生系统振动的优势频率。为研究降低齿形链传动系统振动响应提供了可靠的理论基础。
手机版
欢迎光临汇博在线http://www.paper188.com