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原文传递发动机附件轮系张紧装置分析

论文题名：	发动机附件轮系张紧装置分析
关键词：	汽车发动机;张紧装置;有限元法;优化设计;工作扭矩;附件轮系
摘要：	目前，在现代汽车发动机中，广泛使用带驱动发电机、空调压缩机、风扇等发动机附件。带传动具有结构简单，传动平稳，造价低廉以及缓冲吸振等特点。但带传动易出现张紧力不稳定，进而产生振动和噪声等问题。设计出适当的阻尼以此来抑制皮带振动噪声是自动张紧装置开发的一个技术难点，正是由于在这方面的困难导致国内的张紧装置在抑制皮带振动噪声上存在很大问题。本文针对某轿车发动机配套的自动张紧装置在实际使用过程中，会出现一些皮带张紧力不稳定，进而出现打滑和振动噪声等问题，开展理论分析与有限元仿真研究，旨在为自动张紧装置的国产化提供了设计理论和技术指导，主要的研究工作和取得的成绩如下：　　1）张紧装置的工作机理研究。对张紧装置进行力学分析，研究了张紧装置的工作机理，分析此结构中产生阻尼的机构。　　2）张紧装置扭转刚度分析算。基于传统的计算公式，计算了圆柱螺旋扭转弹簧的扭转刚度，与有限元分析得到的张紧装置扭转刚度差异较大；进而对其原因与影响因素进行了研究，提出了张紧装置扭转刚度计算方法，与有限元法计算结果吻合较好，表明本文所提出的张紧装置扭转刚度方法正确。　　3）张紧装置理论分析计算。分析了各阻尼机构的工作机理，得到了各阻尼机构产生的阻尼的计算方法。根据本文提出的张紧装置扭转刚度计算方法及各机构阻尼计算方法，建立了张紧装置的数学模型，计算了在张紧装置整个工作过程中产生的扭矩随摆臂转角变化曲线，通过与实验曲线进行对比，验证了数学模型与所编程序的正确性；进而研究张紧装置各机构参数对扭矩及阻尼的影响。　　4）张紧装置有限元分析计算。建立张紧装置各部件的3D模型，按照各部件相对位置进行装配，网格划分，施加载荷及边界条件，对张紧装置进行瞬态计算，得到张紧装置扭矩—转角图。计算得到工作位置处的扭矩及阻尼，并其与实验值误差相对较小，与实验结果吻合更好，表明对于自动张紧装置这样的复杂结构，用有限元方法计算张紧装置的工作扭矩及阻尼更准确。　　5）张紧装置关键尺寸优化与验证。根据整体轮系优化对张紧装置刚度要求，对扭簧的簧丝直径、扭簧中径、有效圈数进行了优化；再根据张紧装置阻尼要求，对壳体内径、塑料垫圈内外径进行了优化；通过有限元仿真分析，验证优化后张紧装置扭矩及阻尼满足整体附件轮系要求。　　本文对张紧装置的工作机理、阻尼产生原理进行了分析计算，并根据前端轮系整体优化就过对张紧装置进行设计，对张紧装置的设计开发有一定指导意义。
作者：	张登明
专业：	车辆工程
导师：	胡玉梅;雍跃
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文