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摘要：为了研究链传动中主动链轮存在偏心誤差时对其动力学特性的影响，在多体动力学仿真软件RecurDyn中，分别建立了无偏心误差链传动模型和存在偏心误差模型，进行动力学仿真分析，得到了两种模型的各主要参数的动力学响应变化情况。
关键词：链传动;偏心;RecurDyn;仿真分析
中图分类号：TH132.45 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2020）20-0041-02
0 引言
链传动是由链轮和链条组成的一种挠性传动装置 [1]，通过轮齿与链节啮合来传递运动和动力。链传动无整体打滑现象和弹性滑动，能保持准确的传动比，且其制造及安装精度要求较低[2]。
由于链传动系统中制造及装配产生的误差，导致链轮与输入轴的几何旋转中心不能完全重合，最终将导致链轮绕其安装轴承的中心线呈周期性作弓形回转。为了分析由于偏心误差对其动力学性能造成的影响，本文在多体动力学仿真软件RecurDyn中建立链传动模型，并对其分别进行无偏心链传动及偏心链传动动力学仿真[3-4]。
1 链传动模型的建立
RecurDyn软件中特有的Chain模块可快速准确的实现链传动模型的创建以及装配[5]，并自动完成相应约束的创建，通过使用该模块可以有效的解决链传动三维模型的创建及装配难题。
在Toolkit工具包命令中选择Chain模块，链轮及链条参数如表1和表2所示，完成无偏心链传动仿真模型的创建如图1所示。
2 动力学仿真分析
2.1 链轮的动力学响应
当链传动不存在偏心情况时，得到的主动轮与从动轮的速度变化曲线如图2所示。由图2可以看出由于主动轮角速度设定为恒定值以及启动瞬间产生的冲击震荡的影响，从动轮的角速度有较大波动，0.4s左右以后开始趋于稳定。又由于链传动本身存在着多边形效应，所以从动轮角速度保持在5rad/s上下波动。
当主动轮与驱动轴之间存在偏心情况仿真得到主动轮与从动轮的速度变化曲线如图3所示。由图3可知启动以后由于冲击震荡的影响从动轮角速度在0.5s左右以后开始趋于稳定。
2.2 链节的动力学响应
欧拉角坐标下链节在无偏心及偏心状态下的质心点角度变化情况分别如图4、图5所示。从图4、图5中可以看出在启动阶段由于启动冲击的影响，两种状况下的链节角度变化波动差异不大，但是当渡过启动阶段后，无偏心链轮的链节波动情况明显减少，链节开始呈周期性波动。而存在偏心的链传动系统链节角度波动仍然较大，这是由于该链轮存在偏心情况，导致链轮与链节的啮合位置置在Y方向上呈周期性变化，将导致链条在其运行平面内上下抖动。
取链节1的瞬时速度变化情况如图6、图7所示。从图6、图7中可知当链节啮入主动轮时其瞬时速度将会有较大波动。当主动轮旋转无偏心时链节的最大瞬时速度为1401.38mm/s，当主动轮旋转存在偏心误差时其最大瞬时速度为1931.75mm/s。对比可知存在偏心误差的链轮对于链节的瞬时速度影响较大，而这种明显的速度波动将导致链节的运动状况更加不平稳。
3 结论
本文利用多体动力学仿真软件RecurDyn对链传动系统分别进行了链轮无偏心误差仿真及链轮存在偏心误差仿真。对两种情况下链节及链轮的动力学仿真结果进行了分析比较。结果表明：当链传动主动轮旋转存在较小的偏心误差时在启动阶段会加长从动轮的转速震荡时间，当震荡结束后，对其固有的速度波动特性影响不大。但链轮存在偏心误差将导致链节的质心位置及速度波动明显加剧，链节的质心位置波动即其抖动更加明显，链节的瞬时速度在启动阶段波动更加严重。故在工程实际中，对于输送用链传动系统，应尽量避免链轮安装存在偏心误差。
参考文献：
[1]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001：170-173.
[2]侯红玲，赵永强.基于RecurDyn的精密滚子链传动的运动特性仿真分析[J].机械传动，2014，38（11）：148-151.
[3]刘雨，赵俊天.基于Recurdyn的滚子输送链爬行现象仿真与分析[J].机械传动，2016，40（02）：137-141.
[4]程明.基于Recurdyn链传动的仿真与分析[J].机械设计，2013，30（09）：42-46.
[5]郝驰宇，闫鹏程，孙华刚，刘超.基于RecurDyn的链传动动力学故障仿真分析[J].机械传动，2014，38（10）：173-176.
关键词：链传动;偏心;RecurDyn;仿真分析
中图分类号：TH132.45 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2020）20-0041-02
0 引言
链传动是由链轮和链条组成的一种挠性传动装置 [1]，通过轮齿与链节啮合来传递运动和动力。链传动无整体打滑现象和弹性滑动，能保持准确的传动比，且其制造及安装精度要求较低[2]。
由于链传动系统中制造及装配产生的误差，导致链轮与输入轴的几何旋转中心不能完全重合，最终将导致链轮绕其安装轴承的中心线呈周期性作弓形回转。为了分析由于偏心误差对其动力学性能造成的影响，本文在多体动力学仿真软件RecurDyn中建立链传动模型，并对其分别进行无偏心链传动及偏心链传动动力学仿真[3-4]。
1 链传动模型的建立
RecurDyn软件中特有的Chain模块可快速准确的实现链传动模型的创建以及装配[5]，并自动完成相应约束的创建，通过使用该模块可以有效的解决链传动三维模型的创建及装配难题。
在Toolkit工具包命令中选择Chain模块，链轮及链条参数如表1和表2所示，完成无偏心链传动仿真模型的创建如图1所示。
2 动力学仿真分析
2.1 链轮的动力学响应
当链传动不存在偏心情况时，得到的主动轮与从动轮的速度变化曲线如图2所示。由图2可以看出由于主动轮角速度设定为恒定值以及启动瞬间产生的冲击震荡的影响，从动轮的角速度有较大波动，0.4s左右以后开始趋于稳定。又由于链传动本身存在着多边形效应，所以从动轮角速度保持在5rad/s上下波动。
当主动轮与驱动轴之间存在偏心情况仿真得到主动轮与从动轮的速度变化曲线如图3所示。由图3可知启动以后由于冲击震荡的影响从动轮角速度在0.5s左右以后开始趋于稳定。
2.2 链节的动力学响应
欧拉角坐标下链节在无偏心及偏心状态下的质心点角度变化情况分别如图4、图5所示。从图4、图5中可以看出在启动阶段由于启动冲击的影响，两种状况下的链节角度变化波动差异不大，但是当渡过启动阶段后，无偏心链轮的链节波动情况明显减少，链节开始呈周期性波动。而存在偏心的链传动系统链节角度波动仍然较大，这是由于该链轮存在偏心情况，导致链轮与链节的啮合位置置在Y方向上呈周期性变化，将导致链条在其运行平面内上下抖动。
取链节1的瞬时速度变化情况如图6、图7所示。从图6、图7中可知当链节啮入主动轮时其瞬时速度将会有较大波动。当主动轮旋转无偏心时链节的最大瞬时速度为1401.38mm/s，当主动轮旋转存在偏心误差时其最大瞬时速度为1931.75mm/s。对比可知存在偏心误差的链轮对于链节的瞬时速度影响较大，而这种明显的速度波动将导致链节的运动状况更加不平稳。
3 结论
本文利用多体动力学仿真软件RecurDyn对链传动系统分别进行了链轮无偏心误差仿真及链轮存在偏心误差仿真。对两种情况下链节及链轮的动力学仿真结果进行了分析比较。结果表明：当链传动主动轮旋转存在较小的偏心误差时在启动阶段会加长从动轮的转速震荡时间，当震荡结束后，对其固有的速度波动特性影响不大。但链轮存在偏心误差将导致链节的质心位置及速度波动明显加剧，链节的质心位置波动即其抖动更加明显，链节的瞬时速度在启动阶段波动更加严重。故在工程实际中，对于输送用链传动系统，应尽量避免链轮安装存在偏心误差。
参考文献：
[1]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001：170-173.
[2]侯红玲，赵永强.基于RecurDyn的精密滚子链传动的运动特性仿真分析[J].机械传动，2014，38（11）：148-151.
[3]刘雨，赵俊天.基于Recurdyn的滚子输送链爬行现象仿真与分析[J].机械传动，2016，40（02）：137-141.
[4]程明.基于Recurdyn链传动的仿真与分析[J].机械设计，2013，30（09）：42-46.
[5]郝驰宇，闫鹏程，孙华刚，刘超.基于RecurDyn的链传动动力学故障仿真分析[J].机械传动，2014，38（10）：173-176.