仿生齿廓高转矩同步带轮设计方法研究

莫帅; 石丽娟; 岳宗享; 曹小林; 黄云生

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.004

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仿生齿廓高转矩同步带轮设计方法研究

带传动专栏 | 更新时间：2022-11-10

- 仿生齿廓高转矩同步带轮设计方法研究
- Research on Design Method of Bionic Tooth Profile High-torque Synchronous Pulley
- 机械传动 2020年44卷第8期页码：19-24
- 作者机构：
  
  1.天津工业大学机械工程学院，天津 300387
  2.天津市现代机电装备技术重点实验室，天津 300387
  3.深圳市合发齿轮机械有限公司机械工业同步带轮工程技术研究中心，广东深圳 518000
- 作者简介：
  
  莫帅（1987— ），男，湖南衡阳人，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为精密机械传动。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51805368);中国科协青年人才托举工程(2018QNRC001)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.004
  中图分类号：
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莫帅,石丽娟,岳宗享等.仿生齿廓高转矩同步带轮设计方法研究[J].机械传动,2020,44(08):19-24.

Mo Shuai,Shi Lijuan,Yue Zongxiang,et al.Research on Design Method of Bionic Tooth Profile High-torque Synchronous Pulley[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(08):19-24.
莫帅,石丽娟,岳宗享等.仿生齿廓高转矩同步带轮设计方法研究[J].机械传动,2020,44(08):19-24. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.004.

Mo Shuai,Shi Lijuan,Yue Zongxiang,et al.Research on Design Method of Bionic Tooth Profile High-torque Synchronous Pulley[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(08):19-24. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.004.

摘要

针对同步带轮齿廓对带轮承载能力的影响，提出了一种高转矩仿生齿廓同步带轮的设计方法。从树干与地面的拉伸三角样式的仿生连接中获取简化正切曲线，将其作为仿生同步带轮的齿廓，设计出一种有效的描述同步带轮齿廓的参数化方法。使用有限元内嵌优化模块，进行正切曲线的优化，最终得到带轮齿根等效应力最小时的正切曲线参数，并对仿生同步带轮和常规圆弧同步带轮的齿根等效应力进行比较。研究表明，提出的方法可以明显降低同步带轮均布应力，减小齿根应力集中；与圆弧齿廓同步带轮相比，仿生齿廓带轮的载荷分布更合理，承载能力更高。

Abstract

Aiming at the influence of the tooth profile of the synchronous pulley on the bearing capacity of the pulley， a design method of a high-torque bionic tooth profile synchronous pulley is proposed. A simplified tangent curve is obtained from the bionic connection of the stretched triangle pattern of the trunk and the ground， which is used as the tooth profile of the bionic synchronous pulley， and a parameterized method for describing the tooth profile of the synchronous pulley is designed. The tangent curve is optimized by using the finite element embedded optimization module， and finally the parameters of the tangent curve with the minimum uniform stress of the teeth are obtained. The uniform stress distribution of the tooth roots of the bionic synchronous pulley and the conventional arc synchronous pulley is compared. The research shows that the proposed method can significantly reduce the uniform distribution stress of the synchronous pulley and reduce the root stress concentration. Compared with the arc toothed synchronous belt pulley， the bionic toothed profile belt has a more reasonable load distribution and higher bearing capacity.

关键词

同步带轮仿生齿廓齿廓优化齿根应力

Keywords

Synchronous pulleyBionic tooth profileTooth profile optimizationTooth root stress

references

莫帅，巩嘉贝，杨超，等.圆锥滚子轴承配合精度对温升特性影响规律的试验研究［J］.机械传动，2020，44（1）：23-27.

MO Shuai，GONG Jiabei，YANG Chao，et al.Experimental study on influence of fitting accuracy for tapered roller bearing on temperature rise characteristic［J］.Journal of Mechanical Transmission，2020，44（1）：23-27.

MO S，ZHANG T，JIN G G，et al.Analytical investigation on load sharing characteristics of herringbone planetary gear train with flexible support and floating sun gear［J］.Mechanism and Machine Theory，2020，144（2）：1-27.

MO S，YUE Z X，FENG Z Y，et al.Analytical investigation on load-sharing characteristics for multi-power face gear split flow system［J］.Journal of Mechanical Engineering Science，2020，234（2）：676-692.

郑红.同步带传动特点与同步轮设计制造的控制［J］.内燃机与配件，2018（9）：121-123.

ZHENG Hong.Synchronous belt drive features and control of synchronous wheel design and manufacturing［J］.Internal Combustion Engine and Accessories，2018（9）：121-123.

曹忠亮，胡清明，杨英东，等.基于RecurDyn的汽车同步带传动性能研究［J］.机械强度，2017，39（3）：652-656.

CAO Zhongliang，HU Qingming，YANG Yingdong，et al.Research on transmission characteristic of automotive synchronous belt based on recurdyn［J］.Journal of Mechanical Strength，2017，39（3）：652-656.

李占国，史尧臣，秦书安，等.基于MFBD的汽车直齿同步带啮合动力学研究［J］.机械传动，2012，36（9）：25-27.

LI Zhanguo，SHI Yaochen，QIN Shu'an，et al.Study on mesh dynamics spur tooth synchronou belt based on MFDB［J］.Journal of Mechanical Transmission，2012，36（9）：25-27.

JIA S S，SONG Y M.Elastic dynamic analysis of synchronous belt drive system using absolute nodal coordinate formulation［J］.Nonlinear Dynamics，2015，81（3）：1393-1410.

郭建华，郑娜，姜洪源，等.基于ANSYS的新型人字齿同步带受力分析［J］.机械传动，2012，36（2）：60-62.

GUO Jianhua，ZHENG Na，JIANG Hongyuan，et al.The finite element analysis of double helical synchronous belt based on ANSYS［J］.Journal of Mechanical Transmission，2012，36（2）：60-62.

郭建华，姜洪源，孟庆鑫，等.新型人字齿同步带噪声、振动试验研究［J］.振动与冲击，2015，34（17）：120-123.

GUO Jianhua，JIANG Hongyuan，MENG Qingxin，et al.Noise and vibration for a double helical synchronous belt transmission［J］.Journal of Vibration and Shock，2015，34（17）：120-123.

KREMER A，BERTSCHE B，SCHOLZEN A.The influence of environmental and manufacturing conditions on lifetime and reliability predictions for industrial timing belt drives［J］.Forschung im Ingenieurwesen-engineering Research，2020，84（1）：1-10.

姜洪源，吴伟光，韩永春，等.新型圆弧齿同步带基础理论的研究［J］.哈尔滨工业大学学报，1991（4）：78-85.

JIANG Hongyuan，WU Weiguang，HAN Yongchun，et al.Research on the basic theory of a new type of arc-toothed synchronous Belt［J］.Journal of Harbin Institute of Technology，1991（4）：78-85.

曹忠亮，孟庆鑫，郭强，等.同步带的动态性能分析［J］.机械设计，2017，34（7）：78-81.

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