【摘要】：手動變速器作為汽車上重要的傳動系統(tǒng)總成,廣泛應(yīng)用于各類乘用車與商用車中。變速器總成工作中由于存在間隙、時變嚙合剛度等非線性因素,以及汽車運行時復(fù)雜多變的駕駛工況,對總成以及內(nèi)部零部件的疲勞耐久性評價帶來一定困難。本文針對汽車行業(yè)標準中對變速器總成的使用壽命要求,提出了一種變速器總成動力學(xué)建模方法,以及基于剛?cè)狁詈夏Ｐ偷淖兯倨鼾X輪疲勞預(yù)測方法�；谧兯倨骺偝赏負浣Y(jié)構(gòu)分析,在ADAMS中建立了變速器虛擬樣機模型,并通過齒輪運動學(xué)與動力學(xué)分析,對模型中的齒輪嚙合剛度與阻尼等參數(shù)進行了計算。結(jié)合變速器總成的臺架試驗工況,應(yīng)用ANSYS軟件進行齒輪副的瞬態(tài)動力學(xué)分析,通過彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力對所建有限元模型的精度進行了分析。提取變速器齒輪副的模態(tài)中性文件,在ADAMS中建立其柔性體模型,進而建立變速器總成的剛?cè)狁詈夏Ｐ��；谀B(tài)疊加法進行瞬態(tài)動力學(xué)分析,并與在ANSYS中進行有限元分析的結(jié)果進行對比,驗證了柔性體模型的有效性。通過基于模態(tài)疊加理論的齒輪副瞬態(tài)動力學(xué)計算,得到變速器Ⅰ擋齒輪危險點的應(yīng)力譜。應(yīng)用名義應(yīng)力法和Miner損傷累計理論,對其進行疲勞預(yù)測,并利用臺架試驗進行了驗證,仿真結(jié)果與試驗結(jié)果基本吻合,且相關(guān)方法的疲勞核算效率與傳統(tǒng)方法相比有顯著的提升�；谔摂M樣機模型,提出了變速器總成可靠性模型的建模方法及其可靠性關(guān)鍵影響因素的分析評價方法。對市區(qū)以及郊區(qū)路況下變速器半軸處的扭矩和轉(zhuǎn)速進行了道路載荷譜采集,基于雨流計數(shù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)扭矩均值近似服從正態(tài)分布,扭矩幅值很小可忽略其影響�；趹�(yīng)力-強度干涉理論,利用蒙特卡羅法對各擋齒輪進行時變可靠性模擬;并通過改進的L-P計算理論對變速器各軸承進行可靠度評價。同時,根據(jù)危害性分析明確了變速器總成的主要失效模式,基于內(nèi)部零件的可靠性分析結(jié)果,建立變速器總成的時變可靠性模型。對變速器總成的時變可靠性模型進行靈敏度分析,找到對總成可靠度影響貢獻率較大的部件,并對其參數(shù)調(diào)整優(yōu)化方案進行了分析,評估了軸承滾子有效直徑、滾子有效長度、齒輪模數(shù)以及齒輪螺旋角等參數(shù)改變對變速器關(guān)鍵零部件以及總成可靠度的影響。最后,基于變速器總成可靠度影響因素的分析,對變速器總成的可靠度實現(xiàn)了初步的優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.212
【圖文】：

圖 2.3 變速器齒輪軸系簡化模型Fig2.3 Simplified model of transmission gear system的選擇DAMS 與 parasolid 格式的文件兼容度比較高，且變速故將整個裝配體（CAT Product）導(dǎo)入至 UG 中，轉(zhuǎn)換 ADAMS 中完成模型的導(dǎo)入。變速器殼體動力學(xué)響應(yīng)對內(nèi)部零部件影響的情況下，行等效。變速器總成的機構(gòu)簡圖如圖 2.4 所示，其中輸與輸入軸制成一體，輸入Ⅲ擋至輸入Ⅵ擋齒輪通過套向定位；輸出軸上各擋齒輪的布置則剛好相反。通過選擇擋位，然后經(jīng)過輸出軸，主減速器和差速器將動力

圖 2.3 變速器齒輪軸系簡化模型Fig2.3 Simplified model of transmission gear system界條件的選擇到 ADAMS 與 parasolid 格式的文件兼容度比較高，且變速器總素，故將整個裝配體（CAT Product）導(dǎo)入至 UG 中，轉(zhuǎn)換為 pa接在 ADAMS 中完成模型的導(dǎo)入�？紤]變速器殼體動力學(xué)響應(yīng)對內(nèi)部零部件影響的情況下，可以體進行等效。變速器總成的機構(gòu)簡圖如圖 2.4 所示，其中輸入Ⅰ齒輪與輸入軸制成一體，輸入Ⅲ擋至輸入Ⅵ擋齒輪通過套筒松做軸向定位；輸出軸上各擋齒輪的布置則剛好相反。通過輸入步器選擇擋位，然后經(jīng)過輸出軸，主減速器和差速器將動力傳遞

齒輪與輸出軸以轉(zhuǎn)動副的方式連接，此外各軸上的軸承的方式連接。各擋齒輪副也需要通過定義接觸的方式來保證齒輪嚙合AMS 提供了兩種計算接觸力的方法，一種被稱為補償法（罰系數(shù)和補償系數(shù)來反映相互接觸的兩個物體的體積侵而造成的能量損失。而另一種計算接觸力的方法稱為沖數(shù)來計算兩個構(gòu)件之間由于相互切入產(chǎn)生的彈性力以及，彈性力和阻尼力共同組成了接觸力。函數(shù)法相比，補償法所使用的懲罰系數(shù)一般難以準確獲侵入量變大，無法模擬構(gòu)件之間的真實接觸狀態(tài)；反之觸力的計算難以收斂，降低了模型的穩(wěn)健性。由于齒輪固定，利用 Impact 函數(shù)計算得到的齒面接觸力更接近于沖擊函數(shù)法進行齒輪副接觸力的定義。函數(shù)的一般表達形式如下：

【參考文獻】

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本文編號：2748568