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混合动力汽车链传动动力耦合器设计与分析
| 论文题名： | 混合动力汽车链传动动力耦合器设计与分析 |
| 关键词： | 混合动力汽车;链传动动力耦合器;参数匹配;振动特性;多体动力学 |
| 摘要： | 本文是在国家自然科学基金项目“齿形链的变异机理及其关键设计技术（51775222）”和吉林省科技发展计划重点研发项目“乘用车混合动力用发动机正时链系统关键技术研究（20200401136GX）”的联合支持下完成的。混合动力汽车的发动机和电机的布置有多种形式，该两种动力源的耦合方式是目前研究的重点方向。本文针对一款链传动动力耦合器进行了设计与分析，具体研究内容如下： 第一，论文基于混合动力汽车动力耦合器的发展现状，通过对比分析不同类型混合动力汽车的特点和功率分流方式，设计了一种链传动动力耦合机构，并给出了该动力耦合机构实现耦合的方式和能够实现不同工况的工作模式。根据整车性能参数与性能指标要求，进行参数匹配计算，通过对发动机、电动机和电池的类型选取，设计出与发动机和电动机相匹配的动力耦合装置。 第二，对行星齿轮机构进行参数设计和强度校核，包括齿面接触强度和齿根弯曲强度校核，得到了行星齿轮机构的主要几何参数，并进行其参数化建模。然后对齿形链传动系统进行参数设计，包括链板参数、链轮参数以及齿形链系统参数设计，最终得到链传动动力耦合器设计参数，并建立其三维模型。 第三，为探究链传动动力耦合器系统在高速工作状态下的振动特性，建立了该系统的有限元分析模型，并对其进行了静力学分析与模态分析，静力学分析结果表明，行星齿轮机构的最大应力小于其失效应力，并且变形量非常小可以忽略。模态分析得到了行星齿轮机构前六阶模态振型和固有频率，其结果表明，一阶固有频率高于外部环境所带来的振动频率，故不会发生共振。同理，对链传动的主从动链轮和链传动系统进行静力学分析和模态分析，结果表明，链传动系统可满足设计的强度和刚度要求。 第四，对链传动动力耦合器的齿形链传动系统进行多体动力学分析，研究该系统在2000r/min、3000r/min和4000r/min三种转速下的动力学特性。分别计算瞬时传动比、相互啮合过程中链板与主从动链轮的啮合冲击和链板角速度等，结果表明，整个运行周期比较平稳，符合链传动的设计要求。 综上所述，本文提出的单行星排链传动动力耦合器的设计与分析方法，具有一定的有效性与可行性，对混合动力汽车动力耦合器的研究具有一定的理论参考价值。 |
| 作者： | 高俊珂 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 程亚兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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