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混合动力专用变速器动力学仿真分析与齿轮修形研究
| 论文题名： | 混合动力专用变速器动力学仿真分析与齿轮修形研究 |
| 关键词： | 混合动力汽车;专用变速器;齿轮传动系统;动力学特性;振动噪声;齿轮修形 |
| 摘要： | 随着混合动力汽车不断朝更加高效化、智能化、电驱化方向发展，开发一款高效智能深度耦合的多挡混合动力专用变速器势必成为一种必然趋势。混合动力专用变速器深度集成电机与齿轮传动系统于一体，结构更紧凑、电气化程度更复杂，为满足多种行驶工况需求，需协调发动机、驱动电机及发电机与齿轮传动系统之间进行动力智能切换，实现多模驾驶。而正因多挡混合动力专用变速器的结构特点，使得齿轮传动系统动力学特性更复杂，易出现齿轮振动敲击以及系统振动噪声等问题。因此，研究机械结构振动问题对其品质提升具有重要意义。 针对上述问题，本文以某4挡平行轴斜齿轮式混合动力专用变速器齿轮传动系统为研究对象，采用仿真计算方法，开展了从系统建模到系统动态特性分析，再到齿轮修形研究和齿轮修形综合优化等一系列工作，在机械层面上对混合动力专用变速器传动系统振动噪声进行提升和改善。论文主要研究内容具体如下： 首先，采用参数化建模方式，建立了混合动力专用变速器齿轮传动系统的准静态力学分析三维实体模型，分析了变速器齿轮啮合特性，得到变速器齿轮传动系统齿轮啮合错位量和齿轮传动误差。根据实际结构强度要求，分析了轴系和轴承结构强度，证实了轴系和轴承强度均满足强度要求。 其次，基于齿轮传动系统动力学理论，建立了混合动力专用变速器齿轮传动系统刚柔耦合瞬态动力学模型，分析了瞬态工况下齿轮传动误差和齿轮副啮合冲击，得到了传动误差动态波动情况及齿轮副啮合冲击峰值出现的主要频率域，同时又分析了关键齿轮副两端的轴承动态力，得到了轴承动态力峰值易发生的频率点。 最后，基于齿轮副动力学方程，建立了齿轮系统啮合理论模型，检验了齿轮修形软件独立性，通过试验和仿真相结合方式验证仿真计算准确性。研究了不同扭矩负荷和修形方式下齿轮微观修形量对齿轮传动误差峰峰值、齿面接触应力影响规律，确定了本文齿轮修形方案，分析对比了修形前后齿面接触应力、传动误差峰峰值以及齿面接触斑的变化，发现修形后的齿轮齿面接触应力最低下降了约28.5%，齿轮传动误差峰峰值最低下降了43.8%，修形后齿轮啮合冲击以及齿轮偏载情况均得到了改善。 |
| 作者： | 王雪峰 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 尹必辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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