本文關(guān)鍵詞：變速器動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)噪聲分析

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【摘要】：汽車(chē)作為一種交通工具已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶,消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)的各項(xiàng)性能的要求也日益嚴(yán)苛,以往的消費(fèi)者更多關(guān)注動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性,現(xiàn)在的消費(fèi)者則對(duì)舒適性提出了更高的要求。整車(chē)的振動(dòng)噪聲水平對(duì)舒適性影響較大,變速器工作過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲是影響汽車(chē)振動(dòng)噪聲性能的重要因素之一,其內(nèi)部的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在嚙合過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng),通過(guò)軸、軸承、傳遞到箱體,進(jìn)而激勵(lì)箱體產(chǎn)生輻射噪聲傳遞到人耳,使駕駛員和乘客產(chǎn)生不適。因此,建立變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析模型,研究其動(dòng)力學(xué)特性并分析工況、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)以及箱體固有特性對(duì)變速器振動(dòng)噪聲特性的影響,對(duì)指導(dǎo)變速器的設(shè)計(jì)和降低變速器的噪聲具有重要意義。分析齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的各類振動(dòng)激勵(lì),研究時(shí)變嚙合剛度和軸承剛度的計(jì)算方法,分析了斜齒輪副齒寬、螺旋角、壓力角等參數(shù)對(duì)平均嚙合剛度和時(shí)變嚙合剛度的影響規(guī)律。結(jié)果表明,螺旋角和齒寬對(duì)時(shí)變嚙合剛度的波動(dòng)有較大影響,壓力角對(duì)時(shí)變嚙合剛度的影響較小,合理選擇齒輪參數(shù)可以有效降低時(shí)變嚙合剛度的波動(dòng)。綜合使用有限元方法和集中參數(shù)法,分別建立軸承、齒輪副和軸的動(dòng)力學(xué)模型,參照有限元方法中質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的形成規(guī)則,建立變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的整體多自由度動(dòng)力學(xué)模型,研究變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性以及輸入轉(zhuǎn)速、輸入扭矩和時(shí)變嚙合剛度波動(dòng)率對(duì)變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響規(guī)律。建立變速器箱體的有限元模型,研究變速器箱體的固有特性。以齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在軸承座處的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)作為激勵(lì),對(duì)變速器箱體有限元模型進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)分析,計(jì)算變速器箱體有限元模型表面各節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)加速度,與振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證變速器箱體振動(dòng)分析方法的合理性。建立變速器箱體的邊界元模型和場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格模型,以變速器箱體振動(dòng)響應(yīng)為邊界條件,使用聲學(xué)邊界元方法預(yù)測(cè)場(chǎng)點(diǎn)聲壓分布情況,分析變速器的輻射噪聲特性。進(jìn)行變速器振動(dòng)噪聲試驗(yàn)研究,分析變速器噪聲特性以及輸入扭矩、輸入轉(zhuǎn)速、擋位和測(cè)點(diǎn)位置等因素對(duì)變速器輻射噪聲的影響規(guī)律。通過(guò)變速器振動(dòng)噪聲源識(shí)別研究,確定常嚙合齒輪副的嚙合振動(dòng)和箱體的共振為主要噪聲源。根據(jù)噪聲源的特點(diǎn)和現(xiàn)有工作條件,提出對(duì)常嚙合齒輪副進(jìn)行齒輪修形設(shè)計(jì)的改進(jìn)方案,對(duì)比修形前后的噪聲試驗(yàn)結(jié)果,變速器總體噪聲水平得到了有效控制。
【關(guān)鍵詞】：變速器 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng) 齒輪嚙合剛度 動(dòng)力學(xué)建模 振動(dòng)噪聲分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 變速器齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 變速器齒輪系統(tǒng)振動(dòng)激勵(lì)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 變速器振動(dòng)噪聲仿真與試驗(yàn)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 變速器齒輪系統(tǒng)振動(dòng)激勵(lì)研究19-31
• 2.1 齒輪副時(shí)變嚙合剛度激勵(lì)19-26
• 2.1.1 齒輪副平均嚙合剛度的計(jì)算方法20-21
• 2.1.2 基于接觸線長(zhǎng)度的時(shí)變嚙合剛度計(jì)算21-23
• 2.1.3 齒輪參數(shù)對(duì)時(shí)變嚙合剛度的影響23-26
• 2.2 軸承剛度激勵(lì)26-28
• 2.3 沖擊激勵(lì)和誤差激勵(lì)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 變速器齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析31-47
• 3.1 變速器各部分動(dòng)力學(xué)建模方法31-37
• 3.1.1 齒輪嚙合單元的動(dòng)力學(xué)建模33-35
• 3.1.2 軸承單元的動(dòng)力學(xué)建模35-36
• 3.1.3 彈性軸單元的動(dòng)力學(xué)建模36-37
• 3.2 變速器齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立37
• 3.3 動(dòng)力學(xué)方程的求解37-39
• 3.4 變速器齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析39-45
• 3.4.1 齒輪副單元參數(shù)計(jì)算39-40
• 3.4.2 軸段單元參數(shù)計(jì)算40-41
• 3.4.3 軸承單元參數(shù)計(jì)算41
• 3.4.4 動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析41-43
• 3.4.5 動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響因素分析43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 變速器振動(dòng)噪聲仿真分析47-59
• 4.1 變速器箱體模態(tài)分析47-52
• 4.1.1 模態(tài)分析理論48-49
• 4.1.2 變速器箱體有限元模態(tài)分析49
• 4.1.3 變速器箱體有限元模態(tài)分析結(jié)果49-52
• 4.2 變速器箱體表面振動(dòng)響應(yīng)仿真分析52-53
• 4.3 基于聲學(xué)邊界元方法的變速器輻射噪聲預(yù)測(cè)53-58
• 4.3.1 邊界元方法簡(jiǎn)介與噪聲仿真預(yù)測(cè)方法53-54
• 4.3.2 變速器箱體邊界元模型建立54-56
• 4.3.3 場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格劃分56
• 4.3.4 變速器箱體輻射噪聲預(yù)測(cè)結(jié)果分析56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 變速器振動(dòng)噪聲試驗(yàn)與減振降噪研究59-75
• 5.1 變速器振動(dòng)噪聲臺(tái)架試驗(yàn)方案59-62
• 5.1.1 振動(dòng)噪聲臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)備59-60
• 5.1.2 變速器振動(dòng)噪聲試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置60-61
• 5.1.3 變速器噪聲試驗(yàn)工況61-62
• 5.1.4 變速器振動(dòng)試驗(yàn)工況62
• 5.2 變速器噪聲試驗(yàn)結(jié)果分析62-65
• 5.2.1 不同擋位噪聲試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比62-63
• 5.2.2 測(cè)點(diǎn)位置和輸入扭矩對(duì)噪聲試驗(yàn)結(jié)果的影響63-64
• 5.2.3 噪聲仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比64-65
• 5.3 變速器振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果分析與振動(dòng)噪聲源識(shí)別65-69
• 5.3.1 變速器振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果65-68
• 5.3.2 變速器振動(dòng)仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比68-69
• 5.4 變速器減振降噪改進(jìn)方案與試驗(yàn)驗(yàn)證69-72
• 5.4.1 變速器振動(dòng)噪聲控制方法69-70
• 5.4.2 變速器改進(jìn)方案70
• 5.4.3 改進(jìn)前后結(jié)果對(duì)比70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-75
• 第6章 全文總結(jié)與展望75-77
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：871962