本文關鍵詞：混合動力汽車動力耦合裝置的動態(tài)特性研究

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【摘要】：新能源汽車是汽車發(fā)展的必然趨勢,而目前混合動力汽車是世界各大汽車公司爭先選擇的研究方向。動力耦合裝置是混合動力汽車的重要組成部分,依靠多個動力源的耦合關系實現(xiàn)多種工作模式,從而獲得最佳的燃油經濟性和排放性能。另一方面,動力耦合裝置目前主要使用齒輪傳動系統(tǒng),齒輪系統(tǒng)在運行過程中將存在振動,因此對動力耦合裝置進行動力學分析具有非常重要的意義。本文以某車型的動力耦合裝置為設計基礎,以改進后的耦合系統(tǒng)為研究對象,分析系統(tǒng)傳動原理,完成相關參數(shù)匹配;建立系統(tǒng)動力學模型,考慮在內部激勵與外部激勵共同作用下的扭轉位移和動態(tài)嚙合力,并對系統(tǒng)進行模態(tài)分析與振動響應分析;最后搭建試驗平臺,將得到的實驗數(shù)據(jù)與仿真結果進行對比驗證。論文具體將從以下幾個方面進行研究:(1)對耦合裝置傳動系統(tǒng)的原始方案進行改進,介紹耦合系統(tǒng)的連接關系,分析其結構特性和工作原理,并對其各種工作模式進行分析,根據(jù)整車性能要求和參數(shù)合理選擇發(fā)動機和電機。(2)根據(jù)系統(tǒng)的結構特性,考慮扭轉彎矩建立傳動系統(tǒng)的動力學模型,列出系統(tǒng)動力學平衡方程�？紤]齒輪時變嚙合剛度、齒輪誤差、嚙合阻尼等內部激勵,采用數(shù)值方法計算在高速超車工況下系統(tǒng)的位移響應和動態(tài)嚙合力。(3)建立系統(tǒng)三維模型,采用ANSYS分析軟件對整個耦合裝置進行有限元動態(tài)分析,在動力學模型中加載輕負荷低速巡航和高速超車工況下的動態(tài)嚙合力,計算箱體關鍵點的振動位移響應和加速度響應。(4)介紹試驗的方案與設備,采用錘擊法對系統(tǒng)進行模態(tài)試驗,利用工作模態(tài)識別技術測試了系統(tǒng)在兩種工況下的振動響應,得到了四個測點的振動加速度時域曲線和頻域曲線,并將實驗數(shù)據(jù)與仿真結果進行對比。
【關鍵詞】：動力耦合 行星齒輪 動態(tài)響應 振動分析
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 課題研究意義10
• 1.2.1 汽車傳動系統(tǒng)的研究意義10
• 1.2.2 汽車變速箱動力學研究意義10
• 1.3 混合動力汽車動力耦合裝置的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 動力耦合裝置的功能11
• 1.3.2 動力耦合裝置的分類11-13
• 1.3.3 動力耦合裝置的發(fā)展趨勢13
• 1.4 齒輪箱動力學研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4.1 齒輪箱固有特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.2 齒輪箱動態(tài)響應研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本文主要內容15-17
• 2 汽車動力耦合系統(tǒng)的結構特性17-29
• 2.1 汽車的總體布置17-18
• 2.2 動力耦合裝置18-20
• 2.2.1 耦合裝置的結構18-19
• 2.2.2 耦合系統(tǒng)的無級變速原理19-20
• 2.3 動力源20-23
• 2.3.1 發(fā)動機選型21-22
• 2.3.2 電機的選擇22-23
• 2.4 工作模式分析23-28
• 2.4.1 模擬杠桿分析法23-24
• 2.4.2 工作模式分析24-28
• 2.5 本章小結28-29
• 3 傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性分析29-47
• 3.1 傳動系統(tǒng)的物理模型29-30
• 3.2 傳動系統(tǒng)動力學模型建立30-34
• 3.2.1 行星齒輪機構的動力學模型30-31
• 3.2.2 平行級齒輪傳動的動力學模型31-32
• 3.2.3 構件的耦合連接32-34
• 3.3 傳動系統(tǒng)動力學平衡方程34-37
• 3.4 系統(tǒng)綜合激勵37-39
• 3.4.1 時變嚙合剛度37-38
• 3.4.2 嚙合阻尼38
• 3.4.3 嚙合誤差激勵38-39
• 3.4.4 運行工況模擬39
• 3.5 傳動系統(tǒng)響應39-45
• 3.5.1 動力學方程求解39-40
• 3.5.2 傳動系統(tǒng)位移響應40-44
• 3.5.3 齒輪動態(tài)嚙合力44-45
• 3.6 本章小結45-47
• 4 耦合裝置的動力學分析47-59
• 4.1 動力耦合裝置三維模型47-48
• 4.2 動力學分析理論48-49
• 4.2.1 模態(tài)分析理論48-49
• 4.2.2 動態(tài)特性分析理論49
• 4.3 耦合裝置動力學分析模型49-52
• 4.3.1 軸承剛度計算49-50
• 4.3.2 建立有限元分析模型50-52
• 4.4 耦合裝置模態(tài)分析52-55
• 4.5 耦合裝置振動響應55-57
• 4.6 本章小結57-59
• 5 耦合系統(tǒng)試驗測試59-69
• 5.1 試驗理論60-61
• 5.1.1 模態(tài)參數(shù)辨識方法60
• 5.1.2 計算理論60-61
• 5.2 試驗過程61-64
• 5.2.1 試驗設備61-62
• 5.2.2 試驗方案62-64
• 5.3 試驗結果64-68
• 5.3.1 模態(tài)試驗結果64-65
• 5.3.2 振動測試結果65-68
• 5.4 本章小結68-69
• 6 總結與展望69-71
• 6.1 總結69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻73-77
• 附錄77
• A 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文77
• B 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文77
• C 作者在攻讀學位期間申請的發(fā)明型專利77

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本文編號：1135896