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动力耦合机构振动噪声分析及优化
| 论文题名： | 动力耦合机构振动噪声分析及优化 |
| 关键词： | 动力耦合机构;双行星排齿轮;啮合特性;振动噪声;齿轮修形;混合动力城市公交客车 |
| 摘要： | 噪声污染作为第三大环境污染，越来越受到人们的重视。汽车产生的噪声不仅在噪声污染中占较大比重，还严重影响整车的舒适性，随着汽车行业的发展，振动噪声特性已经成为汽车研发过程中的一个重要指标。混合动力汽车具有发动机和电机多个动力源，相较于传统燃油车和纯电动汽车，其振动噪声特性更加复杂。动力耦合机构作为混合动力汽车的核心传动部件，是汽车的主要噪声源之一，对整车的振动噪声特性具有重要影响。本文以某混合动力城市公交客车搭载的双行星排式动力耦合机构为研究对象，对其在纯电驱动工况下的振动噪声特性进行分析。 主要研究工作如下： 首先，基于双行星排齿轮系的宏观设计参数及其他部件的结构参数在Romax中建立考虑行星架及壳体结构柔性的仿真模型；结合研究对象的构型特点分析双行星排齿轮机构各部件间的转速关系及各轴系在纯电驱动工况下的扭矩分配情况；选取某一纯电驱动工况进行仿真，计算各部件转速及各轴系承载扭矩情况，将仿真结果与理论计算值进行对比验证模型的正确性；在此基础上，对双行星排齿轮机构在纯电驱动工况下的齿轮啮合特性进行分析研究，并提取轴承座处的动载荷作为壳体振动响应分析的激励。 其次，在HyperMesh中对动力耦合机构壳体三维模型进行前处理及网格划分；将网格模型导入到ABAQUS中，基于试验台架添加约束边界条件，建立壳体有限元仿真模型，进行模态分析了解其结构特性；再将行星齿轮机构各轴承座动载荷作为激励源加载到壳体轴承孔处，求解壳体的振动响应；提取壳体振动较大处的加速度数据与振动试验测试结果进行对比，验证有限元模型的正确性及分析方法的可行性。 然后，重新划分耦合机构进行声学仿真的壳体边界元网格，在LMS.Virtual.Lab中建立壳体的声学边界元仿真模型；将壳体振动响应结果作为声学边界条件，对壳体的辐射噪声进行求解，得到声功率级和场点噪声云图；提取测点处的声压级，与噪声试验结果进行误差对比分析，验证模型的正确性。 最后，从激励源的角度出发，以改善行星齿轮机构啮合特性，减小齿轮传动系的振动冲击为目标，基于齿轮修形理论，采用遗传算法，求得最佳齿轮修形方案；对优化前后的齿轮啮合特性及动力耦合机构振动噪声特性进行对比分析，验证优化方案的有效性及先进性。 |
| 作者： | 吴盛斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谭伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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