CN106446457A - 一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法 - Google Patents

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李永纯
张治国
黄昌瑞
李振华
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    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
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Abstract

本发明提供了一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法，解决了现有链轮与链条齿形匹配设计方法不健全，造成链条与链轮齿形摩擦功大及链条容易跳齿等复杂的问题，包括以下步骤：建立链条链板齿形二维模型；落链，将链条链板落到链轮节圆上；围链，将链条链板围到链轮节圆上；设计链轮齿顶圆直径、齿根圆直径；初定链轮形状；基圆法求解链轮变位系数；确定最后链轮齿形。巧妙的规避了复杂的计算过程，从而解决了链条与链轮齿形摩擦功大及链条容易跳齿等复杂的问题，具有设计简单、结构合理的优点。

Description

一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法
技术领域
本发明涉及传动装置领域中的链轮与链条齿形匹配设计方法，特别是一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法。
背景技术
目前在内燃机机械行业中，由于链条驱动正时系统具有传动精度高，稳定性好，终身免维护等优点，在发动机的开发过程中得到广泛的应用。
随着人们生活质量的提高，消费者对汽车NVH品质的要求越来越高，齿形链条驱动正时系统以其特有的降低噪声功能提到慢慢的推广。但是，目前在链条与链轮齿形匹配设计方面还有着很大的困难，没有有效合理制作方法，如果不能设计出合理的链轮齿形与链条齿形匹配，齿形链条的降噪功能将会适得其反，而且会增加发动机的摩擦功损失。同时如果齿形匹配不合理，还有可能在齿形啮合处产生跳齿现象，最终导致发动机气门与活塞顶缸，造成严重的损失。因而，国内急需要一个完整的正时链轮与齿形正时链条的齿形匹配设计方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法，解决了现有链轮与链条齿形匹配设计方法不健全，造成链条与链轮齿形摩擦功大及链条容易跳齿等复杂的问题，具有设计简单、结构合理的优点。
本发明的技术方案包括以下步骤：
步骤1：建立链条链板齿形二维模型；
步骤2：落链，将链条链板落到链轮节圆上；
步骤3：围链，将链条链板围到链轮节圆上；
步骤4：设计链轮齿顶圆直径、齿根圆直径；
步骤5：初定链轮形状；
步骤6：基圆法求解链轮变位系数；
步骤7：确定最后链轮齿形。
本发明具有的积极效果是：发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法及链轮齿形结构，解决了现有链轮与链条齿形匹配设计方法不健全，巧妙的规避了复杂的计算过程，从而解决了链条与链轮齿形摩擦功大及链条容易跳齿等复杂的问题，具有设计简单、结构合理的优点。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1 链条齿形示意图；
图2 链条链板落在链轮节圆示意图；
图3 链条链板围在链轮节圆示意图；
图4 齿尖圆直径、齿槽圆直径示意图；
图5 链轮齿顶圆直径、齿根圆直径求解示意图；
图6 链轮齿顶圆直径、齿根圆直径求解局部放大图；
图7 初步链轮齿形围链图；
图8 基圆方向上链板侧边与初定齿形在基圆切线上的距离；
图9 最终链轮齿形围链图；
附图主要部分的符号说明：1链条链板、1-1左销孔、1-2右销孔、1-3齿尖圆直径、1-4齿槽圆直径、2链轮齿形、2-1链轮节圆、2-2齿顶圆直径、2-3齿根圆直径、2-4链轮基圆、2-5链轮初步齿形、3、链条链板中心线。
具体实施方式
以下结合附图1至9对本发明的实施方式作进一步详细描述。如图1至9所示，一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法，，具体设计步骤如下：其中链轮节距为6.35mm，齿数为23齿。
1、建立链条链板齿形二维模型
如图1所示，设定链条链板1结构，建立模型。
2、落链，将链条链板落到链轮节圆上
如图2和3所示，由链条齿形与链轮齿形工作啮合过程的关系，可由公式D=P/sin（180°/Z）,计算得出链轮工作时链轮节圆2-1，直径D=46.63，以链条链板中心线3为辅助线，将链板链条1落在链轮节圆2-1上。使链条链板1的左销孔1-1及右销孔1-2中心落在链轮节圆2-1上。
3、围链，将链条链板围到链轮节圆上
以链轮节圆2-1圆心进行阵列将链轮链板1围在链轮节圆2-1上。
4、设计链轮齿顶圆直径、齿根圆直径
如图4和5所示，首先通过围链图绘制出齿尖圆直径1-4及齿槽圆直径1-3，通常齿顶圆直径2-2的最大值要比齿槽圆直径1-3小0.4mm，由此得出链轮齿顶圆直径2-2为44.51max；齿根圆直径2-3的最大值要比齿顶尖直径1-4小0.4mm，由此得出链轮齿根圆直径2-3为38.09max。
5、初定链轮形状
如图6至8所示，取要设计的链轮，齿数为z=23 ，模数m=2.021， 压力角为α=30°，暂定变位系数为-1，步骤三得出链轮齿顶圆直径2-2为44.51max，链轮齿根圆直径2-3为38.09max；由设计软件齿轮设计模块可以得到初定链轮齿形2-5。
6、基圆法求解链轮变位系数
根据初定链轮齿形2-5，找出链条链板1侧边与初定齿形在基圆2-4切线上的距离，本方案中该距离为0.105mm。
7、确定最后链轮齿形
如图9所示，考虑到链板孔心到侧边的距离公差及其它公差，通常取变位系数最大值为：-1-0.105-0.04=-1.145。由设计软件齿轮设计模块可以得到最终链轮齿形2。
综上所述，实现本发明的目的。

Claims (1)

1.一种发动机正时链轮与正时链条齿形匹配设计方法，包括以下步骤：
步骤1：建立链条链板齿形二维模型；
步骤2：落链，将链条链板落到链轮节圆上；
步骤3：围链，将链条链板围到链轮节圆上；
步骤4：设计链轮齿顶圆直径、齿根圆直径；
步骤5：初定链轮形状；
步骤6：基圆法求解链轮变位系数；
步骤7：确定最后链轮齿形。
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