淺談汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多楔帶輪系設(shè)計(jì)范文

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摘要：本文介紹了多楔帶輪系的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，結(jié)合多楔帶在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前端附件傳動(dòng)系中的應(yīng)用，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)多楔帶輪系的布置原則和方法進(jìn)行了探討，提出了在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；多楔帶；皮帶輪系；設(shè)計(jì)

0引言

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的附件系統(tǒng)如水泵、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)等采用皮帶傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)前端附件傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的性能和工作可靠性，進(jìn)而影響到整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，因此，其設(shè)計(jì)和開發(fā)也越來(lái)越引起人們的重視。附件傳動(dòng)系統(tǒng)是利用帶與帶輪之間的摩擦力，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給附件并使其在合適的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。本文著重介紹了多楔帶的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，結(jié)合新車開發(fā)中遇到的輪系課題，提出了在多楔帶輪系設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的要素。

1多楔帶輪系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1多楔帶輪系的結(jié)構(gòu)多楔帶輪系由多楔帶和皮帶輪組成。

1.2多楔帶輪系的優(yōu)缺點(diǎn)現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)附件多，布置空間小，傳統(tǒng)V型帶由于其彎曲性能較差，不適合小空間彎曲傳動(dòng)，已無(wú)法滿足現(xiàn)代汽車的傳動(dòng)要求。多楔帶在V型帶的基礎(chǔ)上，將一個(gè)V型帶演變成多個(gè)微型V型帶集成，從而有效地解決了附件多，布置空間小的課題。與V型帶相比，多楔帶具有以下優(yōu)點(diǎn)：①輸送的扭矩、功率大，空間相同時(shí)比普通V帶的傳動(dòng)功率的高三分之一。②傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可以背面?zhèn)鲃?dòng)，一根帶傳動(dòng)輪的數(shù)量多，在相同的傳動(dòng)功率情況下，傳遞裝置所占空間比普通V帶小四分之一。③帶體薄，富有柔軟性，適應(yīng)帶輪直徑小的傳動(dòng)，也適應(yīng)高速傳動(dòng)，帶速可達(dá)40m/s。④運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小，發(fā)熱少。⑤張緊拉力不容易喪失，調(diào)整次數(shù)少；耐熱、耐油、耐磨，壽命長(zhǎng)。多楔帶輪系的缺點(diǎn)：①對(duì)中度要求較高。多楔帶相當(dāng)于由多個(gè)微型三角帶組成，每個(gè)三角帶都有對(duì)中度要求，合體后的多楔帶對(duì)對(duì)中度的要求更嚴(yán)苛，輪系布置精度要求高。②多楔帶同時(shí)帶動(dòng)多個(gè)附件帶輪，對(duì)皮帶質(zhì)量和可靠性的要求更高。③成本相對(duì)較高。

2多楔帶輪系的設(shè)計(jì)要素

2.1附件帶輪位置發(fā)動(dòng)機(jī)附件輪系的布置首先受到整車總布置尺寸的限制，有限的空間加大了輪系布置的難度。在條件允許的情況下，負(fù)荷最大的附件應(yīng)處于第一輪的位置，避免帶在整個(gè)帶長(zhǎng)上均承受較大的拉力。負(fù)荷較低的附件和直徑較小的帶輪應(yīng)放在松邊，以減小帶中應(yīng)力水平，提高帶的壽命。同時(shí)還應(yīng)使帶輪有足夠的包角，以保證輪系工作時(shí)能傳遞足夠的功率。

2.2帶輪尺寸的確定設(shè)計(jì)附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)程中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)各附件的帶輪直徑首先應(yīng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)附件的速比要求。盡量做到最大限度的發(fā)揮附件的性能。速比的計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，即為帶輪之間的角速度之比。

2.3皮帶輪對(duì)中度要求皮帶輪未對(duì)中易造成皮帶偏磨和異響，為了保證皮帶輪系對(duì)中，需要滿足以下三點(diǎn)：①保證各個(gè)皮帶輪軸互相平行。②保證皮帶輪在同一平面。③關(guān)于輪系對(duì)中度要求，理論上相鄰皮帶輪的偏移量要控制在0.7度以下，因此各帶輪設(shè)計(jì)間距將直接影響對(duì)輪系位置精度的要求。

2.4多楔帶的包角與帶長(zhǎng)

2.4.1多楔帶的包角與帶長(zhǎng)包角和帶長(zhǎng)是多楔帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算中的兩個(gè)基本參數(shù)。目前計(jì)算機(jī)CAD軟件已廣泛應(yīng)用在皮帶輪系設(shè)計(jì)過(guò)程中，在確定帶輪的位置和直徑后，可以借用設(shè)計(jì)軟件快速獲得帶輪的包角和皮帶帶長(zhǎng)。

2.4.2包角設(shè)計(jì)皮帶包角是帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。包角的大小由帶輪位置和帶輪有效直徑?jīng)Q定。如果帶的包角偏小，則需要調(diào)整附件的位置或增加多楔帶的楔數(shù)，來(lái)滿足皮帶傳動(dòng)能力的要求。兩者是可以進(jìn)行互補(bǔ)的關(guān)系，如果結(jié)構(gòu)允許也可以通過(guò)采用導(dǎo)向輪或張緊輪的方法來(lái)增大包角。由于輪系布置影響因素較多，專業(yè)皮帶設(shè)計(jì)公司需要借助輪系設(shè)計(jì)專業(yè)軟件進(jìn)行綜合分析計(jì)算，并加以實(shí)車驗(yàn)證。在輪系包角設(shè)計(jì)中要特別注意以下兩個(gè)方面：①皮帶輪系設(shè)計(jì)中，要避免產(chǎn)生一個(gè)皮帶輪同時(shí)受到兩個(gè)皮帶包角作用。②當(dāng)無(wú)法避免一個(gè)皮帶輪同時(shí)受到兩個(gè)皮帶包角作用時(shí)，要使兩個(gè)包角的差值盡可能的大，以使帶輪始終受到同一方向的徑向力，避免產(chǎn)生異響等。由于水泵皮帶輪由兩段包角相近的皮帶傳遞動(dòng)力（兩段包角差僅3度左右），兩段皮帶產(chǎn)生的徑向力（Q1和Q2）非常接近，方向近似相反并相互抵消，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵軸承受的徑向合力方向會(huì)在瞬間時(shí)上、時(shí)下，使水泵軸聯(lián)軸承承受交變載荷，產(chǎn)生震動(dòng)異響(咕嚕聲)。為了使水泵帶輪受到的兩個(gè)徑向合力始終朝向一個(gè)方向，必須使Q1和Q2差距變大，即改變皮帶上、下包角，使包角差變大，進(jìn)而使皮帶輪承受定向的徑向力，使水泵軸聯(lián)軸承一直承受同一方向的載荷，消除振動(dòng)異響。

2.5皮帶張緊力皮帶的預(yù)張緊力是保證輪系正常工作的必要條件。張緊力過(guò)小，容易造成皮帶與帶輪的摩擦力過(guò)小，皮帶在帶輪接觸面出現(xiàn)滑動(dòng)，傳遞載荷的能力降低，效率低；但預(yù)緊力過(guò)大，則會(huì)使帶的壽命降低，軸和軸承上的載荷增大，引起軸承發(fā)熱與磨損嚴(yán)重，并產(chǎn)生噪音異響。因?yàn)樵谥T多因素中張力對(duì)壽命的影響最大，所以在設(shè)計(jì)中帶的預(yù)張力先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算合理給出,然后通過(guò)試驗(yàn)最終確認(rèn)，在裝配調(diào)整中嚴(yán)格控制。

2.6皮帶輪支架輪系中的各部件在裝配后，需要保證各個(gè)帶輪中心處于同一平面，一般要求偏移角不超過(guò)0.3°，以避免帶發(fā)生皮帶偏磨，產(chǎn)生噪音，并影響輪系壽命。根據(jù)輪系傳動(dòng)力，徑向力等要求，合理選擇支架材料和加工工藝，并借助于CAE分析，確保帶輪支架有足夠的強(qiáng)度、剛度和制造精度。

3結(jié)論

①本文介紹了多楔帶輪系的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，為多楔帶輪系設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。②結(jié)合多楔帶在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)前端附件傳動(dòng)系中的應(yīng)用，指出了發(fā)動(dòng)機(jī)多楔帶輪系在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的要素及注意事項(xiàng)，重點(diǎn)介紹了帶輪位置布置、帶輪直徑、皮帶對(duì)中度、帶長(zhǎng)、帶型選擇、包角、預(yù)張緊力和帶輪支架等事項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王里義.機(jī)械基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社.

[2]李慶成，石永泉，楊俊萍.某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪系優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].第九屆河南省汽車工程技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（2012/11），1-5.

[3]吳昕.多楔帶輪的布置、計(jì)算與壽命分析[J].汽車技術(shù)，1997（2）.

[4]劉際仁，葛紅.多楔帶自動(dòng)張緊器簡(jiǎn)介[J].內(nèi)燃機(jī)，2005（2）：46-49.

[5]耿彤.德國(guó)汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[6]GB13552-2008，汽車多楔帶.[7]劉承義.發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].汽車技術(shù)，1993（4）：16-22.

[8]何渝生.汽車噪聲控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[9]李豐軍，劉長(zhǎng)波.CA6110系列發(fā)動(dòng)機(jī)前端多楔帶附件傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].汽車技術(shù)，2002（11）：1-5.

[10]呂兆平.多楔帶輪系設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2008（18）：84-86.

[11]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第三卷13-27———13-35.

作者：李慶成 單位：鄭州日產(chǎn)汽車有限公司