汽车发动机正时链传动系统的链长求解毕业设计

长春理工大学光电信息学院 本科生毕业论文（设计） 中文题目汽车发动机正时链传动系统的链 长求解 英文题 目 Automotive engine timing chain drive system designed to solve the chain length 学生姓名赵明班级06232 学号 29 学 院 机电工程分院 专 业 机械设计制造及其 自动化 指导教师张广杰职称 中文摘要 1 English Abstract 2 第一章:绪论 1 1.1链传动发展状况 1 1.1.1链传动概述 1 1.1.2国内外研究现状 3 1.2课题设计步骤 4 1.2.1课题工作内容和要求 4 1.2.2课题的重点和难点 5 第二章：发动机与正时系统 5 2.1发动机与正时系统工作原理 5 2.1.1发动机工作原理 5 2.1.2正时系统工作原理 9 2.2正时链系统决定内燃机换气过程 12 3.1链传动的运动特点及受力分析啮合特性 14 3.2链传动的常规链长求解 15 3.2.1链条长度与中心距确定方法 16 3.2.2垂度计算法分析 18 3.2.3抛物线法 19 第四章汽车发动机正时链传动系统 22 4.1正时链传动系统 23 4.1.1发动机链条产品系列 23 4.1.2正时链特点及应用 24 4.1.3正时链传动结构设计 28 4.1.4正时链传动系统设计 29 4.1.5正时链传动系统发展趋势 30 4.2发动机正时链系统的链长求解 31 4.2.1解析法确定链长 31 4.2.2用坐标确定各参数后计算链长 33 4.2.3CAD平面解析法确定链长 39 第五章结论与建议 41 设计总结 43 参考文献： 44 致 谢 46 中文摘要 链传动是一种具有中间挠性件的啮合传动，具有低噪音和高 可靠性的优点，被广泛应用于汽车发动机正时机构。汽车发动机 链条按照用途可分为：正时链、机油泵链、高压泵链、变速箱驱 动链等。 关于链传动系统的总布置设计以及链传动中心距和松边垂度 的设计计算，GB/T18150-2000 (IS010823-1996)以及国内外许多 专著均有论述。但是，汽车发动机正时链系统，由于振动和噪声 有着严格的要求，链传动的松边均安装张紧器，而紧边通常也安 装导向器(阻尼器)，在这种情况下，上述链传动中心距和垂度 的设计计算方法已不适用于汽车链系统。针对以上问题，本论文 着重研究了发动机正时链系统，并在此提出了发动机正时链链长 计算方法：解析法确定链长、用坐标确定各参数后计算链长、CAD 平面解析法确定链长。 本论文共分5章，以汽车发动机正时链系统为研究对象，分 别叙述了链传动的发展状况、发动机正时链系统工作原理、常规 链链长求解计算、正时链系统设计与正时链链长计算。其中主要 利用了 CAD和MATLAB软件对发动机正时系统链长进行了大量的数 据分析及计算。 关键词：链传动正时链链长求解 English Abstract Chain drive is a piece of flexible intermediate mesh transmission, with low noise and high reliability, the advantages are widely used in automotive engine timing agencies. Automobile Engine in accordance with the use of chain can be divided into: timing chain, oil pump chain, high-pressure pump chain and chain-driven gearbox. On the chain drive system design and general arrangement of the chain drive and the loose side of the center distance of the design and calculation of sag, GB/T18150-2000 (ISO10823-1996), as well as both at home and abroad on many monographs. However, the automotive engine timing chain system, as a result of vibration and noise have stringent requirements, on the loose side chain drive tensioning devices are installed, and the tight side usually installed director (damper), in which case, the chain center distance of transmission and the design of sag calculation method is not suitable for automotive chain systems.For the above problem, this paper focuses on the engine timing chain system and to raise the engine timing chain chain length calculated as follows: analytical method to determine chain length, using coordinates to determine the calculation of the parameters chain length, CAD graphic-analytical method to determine chain length. Chapter 5 of this thesis is divided into to car engine timing chain system for the study, Respectively, described the development of chain drive > engine timing chain system working principle > solving the conventional calculation of a long chain chain> timing chain system design and timing chain chain length calculated. The main use of CAD software and the MATLAB engine timing system for a large number of chain length of the data analysis and calculations. Key words: Chain Drive Timing chain Chain length to solve 第一章:绪论 1.1链传动发展状况 链的传动某些特殊的优点，使得它在汽车的传动系统中被广泛 应用，尤其是链传动在汽车分动箱、变速箱、发动机等传动系统中 被广泛地应用。 1.1.1链传动概述 链传动四是一种具有中间挠性件的啮合传动，由于它兼有齿轮 传动和带传动的一些特点并具有结构简单、结构紧凑、尺寸小、传 动功率大、传动效率高、可靠性高、传动比较准确、适合大中心距 传动、适应性强、易于维修保养，同时又具有正时齿形带的一些优 点，因此在汽车发动机正时系统中得到了广泛的应用。不仅在汽车 行业发动机正时系统、机油泵传动中使用，在摩托车、石油钻机、 矿山机械、起重机的叉车、化工、纺织机械、冶金、造纸、印刷、 医疗机械及各种农机上都有链传动的广泛应用，尤其是在批量大的 定型产品自动化连续生产输送线上更有大量的链传动应用。由于链 传动技术的不断发展目前的链传动的传递功率能力可达0.1 一 500kW,传动效率可达98%,线速度甚至超过40m/s,传动比1〜10, 正常工作寿命能够达到15000ho 近年来，由于我国经济建设的飞速发展以及发达国家产业结构 的调整我国链传动制造业遇到前所未有的发展机遇。链传动件的专 业生产广由80年代初期的不足40家，已发展到现在的400余家.工 业链条的年生产能力从原来的不足3000km.增加到现在的100000km 以上。链条品种规格达到1500多个增加了 100倍。链轮专业生产业 已形成规模。2003年链传动行业年产值已超过30亿元除了满足国内 需求外还远销美国、日本、韩国、西欧、加拿大、南美、澳洲及东 南亚等80多个国家和地区.年出口创汇超过上亿美元，成为我国机 电产品出口创汇的重要行业之一。据2003年统计.近年来我国链传 动产品出口创汇平均以20%以上的速度递增，链传动产品生产企业的 基本情况：目前，我国生产链传动产品的企业约有400余家，分布 在全国30多个省市.但多数集中在江苏、浙江两省约占企业总数的 70%o在链传动行业中除为数很少的几家链轮专业生产厂外其余均为 链条产品生产企业。过去，企业性质以国有为主，随着改革开放的 不断深入及市场经济体制的逐步形成企业转制和新建的私营企业数 量不断增加在链传动行业中股份制和私营企业已占主导地位约为 60%集体企业约占25%,国企与合资企业约占15%。其中员工数在1000 人左右的企业约占，0%这些企业相对规模比较大生产水平管理水平 较高，其产品多以为主机配套和出口为主部分销给零售商300人以 下的企业约占65%最小的企业仅有几十名员工o这些企业多数是近年 来链传动产品市场出现了产销两旺良好的发展势头后新建的。其产 品则是直接进入流通领域的修配市场。 汽车行业普遍具有大功率、低噪声、冲击和振动小的要求，链 传动不但可以满足这些要求，而且能够很好的满足从电机或分动箱 到驱动轴间各种轴距的要求，尤其是对空间要求较大的汽车变速箱 或发动机正时系统总成，链传动比齿轮传动更为适合；链传动能够 传递的力矩通常比带传动的大，配气正时动态偏差小于齿形带，且 不存在带传动每运行一定的公里数就需要更换的问题，具有更长的 使用寿命和更高的使用可靠性。鉴于以上原因，目前很多新车型尤 其是大排量的中高级轿车采用了正时链传动代替带传动或齿轮传动 [2] O世界近百家汽车企业的汽车发动机系统均采用链传动作为其轿车 产品发动机的正时传动系统和机油泵传动系统。目前，德国Benz有 75个型号、BMW有45个型号、Ford有15个型号、Chrysler、Rover、 Renault、Saab、Nisson、Toyota等有10个型号以上的发动机采用 了链传动。 我国加入WTO后汽车零部件行业受到的冲击或许比主机行业受 到的冲击更大。由于国内部分零部件产品并未与主机同步发展，其 技术基础薄弱，在20世纪80年代合资时代到来后，国外厂家对我 国进行关键汽车零部件的技术封锁，因此汽车零部件尤其是关键零 部件的技术水平较低；其次，零部件关税较整车低，以零部件进口 的方式来逃避高的整车关税是许多合资或外资厂商采用的办法，国 内零部件产品的价格优势不大，不但不能与国外同行竞争，甚至眼 前巨大的国内市场，其所占据的市场份额也很小。目前汽车上最主 要的配件，如发动机、自动变速箱、燃油喷射系统等具有高附加值 的产品，主机企业为保证产品品质，均采用全球采购或从国外厂商 独资、控股及合资企业采购。因此，“十一五”规划在强调汽车工 业的自主研发重要性的同时，也明确地要求我国汽车零部件产业要 尽快形成自主研发能力和技术