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变速器斜齿轮系统啮合特性与修形减振研究
| 论文题名： | 变速器斜齿轮系统啮合特性与修形减振研究 |
| 关键词： | 变速器;一级减速齿轮组;齿面修形;斜齿轮啮合;动力学模型;振动噪声 |
| 摘要： | 随着汽车的普及，汽车舒适性逐渐成为大众所考虑的评价指标，其振动噪声作为影响汽车舒适性的主要因素，因此，汽车存在较大的振动噪声会影响消费者的购买期望。汽车的振动噪声与车辆NVH问题有关，而变速器NVH问题是车辆NVH问题产生的主要来源之一，为了迎合消费者需求，变速器减振降噪研究应运而生。齿轮修形是一种主要的减振降噪方法，对于改善变速器NVH性能具有重要意义。 鉴于此，本文以某6AT变速器一级减速齿轮组为研究对象，研究该齿轮组的振动噪声产生机理，构建面向齿轮修形的斜齿轮啮合刚度解析模型与传递误差解析模型，基于该模型进行双目标优化，再构建齿轮-轴承-转子耦合的齿轮系统动力学模型，并将优化方案的修形参数与动力学模型进行联合，计算出低、高扭矩条件下修形方案的振动特性，主要研究内容如下： 首先，分析斜齿轮啮合过程中的齿轮接触情况，考虑斜齿轮齿廓曲面上啮合刚度的变化规律和斜齿轮啮合线的演变规律，提出一种基于能量累加法的大重合度斜齿轮啮合刚度解析模型，并建立传递误差解析模型，通过有限元仿真软件验证该模型的准确性与精确性，分析内、外激励对斜齿轮传递误差的影响，为齿轮修形研究奠定基础。 其次，介绍齿廓修形与齿向修形理论，通过结合齿面参数坐标系将齿廓修形与齿向修形参数导入到斜齿轮传递误差解析模型，考虑扭矩的可变性以及齿轮制造加工中其表面粗糙度的不确定性，基于NSGA-Ⅲ算法设计其针对齿面修形的鲁棒性优化策略，分析不同修形方案对传递误差峰峰值与齿面接触载荷的影响。 再次，将一级减速齿轮组划分为齿轮啮合单元与变速器的其他单元（包括轴、轴承、箱体基础单元），通过有限单元法将各单元进行耦合，构建其弯-扭-轴-摆全耦合斜齿轮系统动力学模型，并联合优化方案参数，通过Newmark-β法进行迭代求解，分析系统的固有频率、时域响应特性以及不同齿轮修形方案对系统振动特性的影响。 最后，搭建实验平台，基于阶次跟踪理论实现变速器的振源、声源定位，并设计不同工况的振动噪声实验，分析修形前与修形后的三、六挡升速工况的阶次噪声情况，验证对一级减速齿轮组进行修形可以有效改善某6AT变速器的NVH性能。 |
| 作者： | 陈凯 |
| 专业： | 机械 |
| 导师： | 周丽杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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