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某型汽车变速器的动力学特性分析
| 论文题名： | 某型汽车变速器的动力学特性分析 |
| 关键词： | 汽车变速器;齿轮传动系统;有限元仿真;动态响应;整体传递矩阵法;动力学特性 |
| 摘要： | 汽车变速器主要由其内部齿轮传动系统和外部壳体构成。齿轮传动系统是各种机器和机械装备中应用最为广泛的传动系统，已应用于国民经济的各个领域，尤其在汽车动力传动系统中，它是实现动力传递和变速的关键部分。变速器壳体是变速器齿轮传动系统的支撑结构，对内部传动系统还起到散热和润滑的作用，其结构设计既要节省空间，又要减轻重量。 随着工业技术的发展，变速器等齿轮箱结构传递的功率不断增大，齿轮极限转速不断提高，使得齿轮传动系统的振动问题以及由振动引起的噪声问题越来越受到重视，在汽车行业，主要体现在对汽车传动系统NVH（噪声、振动与舒适性）特性的研究，本文对影响汽车NVH特性的变速器动力学特性进行了研究。 由于变速器动力学特性受到其内部齿轮传动系统和外部壳体的共同影响，因此汽车变速器的动力学包含了变速器壳体动力学、变速器齿轮传动系统动力学和两者耦合模型的动力学。 论文以某型汽车变速器为研究对象，利用SolidWorks软件完成了该变速器各主要零部件的三维实体建模和虚拟装配，在有限元软件ANSYS中将齿轮副简化为由耦合矩阵连接的两个节圆柱，轴承简化为弹簧单元，并通过有限元静态接触分析和传动系统受力分析获得了特定工况下啮合齿轮的时变啮合刚度和轴承刚度，在此基础上建立了变速器壳体、变速器传动系统和变速器总成的三维实体有限元模型。利用有限元方法，对变速器壳体的模态和传动系统、变速器总成的弯-扭-轴-摆耦合模态进行了分析计算。 利用有限元静态接触分析、误差近似等效方法和有限元动态接触仿真计算获得了包括变刚度激励、误差激励和冲击激励在内的变速器内部激励，并对变速器传动系统在多个内部动态激励下的动态响应进行了分析计算。 整体传递矩阵法是进行转子系统动力特性分析的重要方法之一，特别适用多轴转子系统，在应用于求解包含齿轮啮合效应的多轴系统弯扭耦合振动的动力计算时，关键是获得齿轮耦合单元的传递矩阵。论文中建立了三档斜齿轮耦合单元的传递矩阵和带支撑的轴段节点传递矩阵，并利用整体传递矩阵法对输入级传动系统（包括输入轴和输出轴）的集中参数模型进行了模态求解，计算结果与输入级传动系统有限元模型的计算结果吻合较好。 |
| 作者： | 于印鑫 |
| 专业： | 一般力学与力学基础 |
| 导师： | 袁惠群 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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