發(fā)布時間：2020-07-18 22:59

【摘要】：三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)配重塊是決定發(fā)動機平衡性能的關(guān)鍵零件,其加工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的平衡品質(zhì),進而影響發(fā)動機的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、振動和噪聲,因此必須保證配重塊的加工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。針對配重塊加工質(zhì)量的偏差計算與控制問題,本文主要研究工作如下:(1)為研究加工誤差對配重塊加工質(zhì)量的影響,基于小位移旋量理論推導并建立配重塊平面特征和柱面特征的公差模型,將特征變動的誤差分量約束在公差域內(nèi),在此基礎(chǔ)上分別建立各個特征的加工質(zhì)量偏差計算模型和零件加工質(zhì)量偏差計算模型,并設(shè)計物理實驗驗證計算模型的準確性,為配重塊加工質(zhì)量的分析和控制提供基礎(chǔ)。(2)針對配重塊加工質(zhì)量偏差范圍分析涉及的計算量大,精度要求高的特點,利用數(shù)論方法構(gòu)造低偏差序列并替換傳統(tǒng)蒙特卡洛模擬法中的隨機序列;根據(jù)配重塊加工誤差的分布特性,提出低偏差序列的蒙特卡洛模擬法,基于實例計算配重塊加工質(zhì)量偏差范圍。計算實例表明,基于低偏差序列的蒙特卡洛法與傳統(tǒng)蒙特卡洛法相比,在保持相似精度的同時其收斂速度更快。(3)為確定影響配重塊加工質(zhì)量偏差的關(guān)鍵因素,采用正交實驗設(shè)計方法分析配重塊尺寸、形狀、位置誤差和材料密度對其加工質(zhì)量的影響,通過方差分析得到各個加工誤差對加工質(zhì)量影響的顯著性。推導并建立配重塊尺寸公差和形位公差的模糊質(zhì)量損失模型,以配重塊的總成本為目標函數(shù),以加工質(zhì)量偏差和加工精度作為約束條件,建立配重塊公差優(yōu)化模型;采用遺傳算法對優(yōu)化模型進行求解并進行實例分析,驗證配重塊公差優(yōu)化模型的可靠性。(4)將配重塊加工質(zhì)量偏差的敏感性分析結(jié)果應用于配重塊的設(shè)計和制造階段,分析零件在實際制造中關(guān)鍵加工參數(shù)超差原因及調(diào)整方法,論述配重塊加工質(zhì)量控制的實現(xiàn)過程,提出配重塊加工質(zhì)量控制策略,從而在設(shè)計和制造階段實現(xiàn)對配重塊加工質(zhì)量的控制。論文工作為三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)配重塊加工質(zhì)量的控制提供技術(shù)基礎(chǔ),有利于提高配重塊加工質(zhì)量,保證三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)的性能。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK402
【圖文】：

的研究背景及研究對象動機在工作過程中，曲柄連桿機構(gòu)運動產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力矩和性力矩引起發(fā)動機不平衡，導致三缸發(fā)動機產(chǎn)生較大的振動和坐舒適性。在三缸發(fā)動機中設(shè)計平衡系統(tǒng)是提高發(fā)動機 NVH（nd Harshness）性能的主要措施之一，三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)是發(fā)相關(guān)部件的總稱，其通過齒輪傳動、鏈傳動等方式將曲軸端動構(gòu)，平衡系統(tǒng)相對曲軸反向旋轉(zhuǎn)運動來平衡三缸發(fā)動機因曲柄的不平衡力矩，降低三缸發(fā)動機的振動和噪音，提高乘坐舒適來，如大眾、通用、標致等國外知名汽車制造商對三缸發(fā)動機術(shù)研究較為成熟，而國內(nèi)自主品牌汽車廠家在控制三缸發(fā)動機面與國外還有一定的差距，對三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)的開發(fā)與質(zhì)。如何在發(fā)動機有限的空間內(nèi)設(shè)計平衡系統(tǒng)，控制平衡系統(tǒng)零提高國內(nèi)三缸發(fā)動機的 NVH 性能，實現(xiàn)三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)大汽車制造商研究的重點。

某型三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)的兩配重塊實物圖如圖1-2 所示，其結(jié)構(gòu)和形狀較為復雜，是典型的偏心零件，對某些配合尺寸、粗糙度、幾何形狀及相對位置都有較高的加工精度要求。通過控制配重塊的加工質(zhì)量可達到滿足系統(tǒng)平衡要求的目的，因此，本文重點研究三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)配重塊加工質(zhì)量的偏差計算與控制。

計算模型在介紹三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)及其配重塊的基礎(chǔ)上，利用小位重塊特征面的變動，針對配重塊結(jié)構(gòu)特點建立公差數(shù)學模型，形狀和位置誤差，分別建立配重塊局部特征加工質(zhì)量偏差的計工質(zhì)量偏差的計算模型，并利用實驗驗證模型計算的準確性。缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)及其配重塊缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)實現(xiàn)平衡功能的關(guān)鍵是位于平衡軸兩端同步轉(zhuǎn)動產(chǎn)生所需的不平衡量，與曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的不平衡力三缸發(fā)動機平衡系統(tǒng)組成如圖 2-1 所示，包括正時端配重塊、衡軸、驅(qū)動齒輪、彈性齒輪、軸承和卡圈等零件。

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本文編號：2761546