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微车用传动轴振动分析与改进设计
| 论文题名： | 微车用传动轴振动分析与改进设计 |
| 关键词： | 微车用传动轴;振动分析;汽车动力传动系;仿真分析 |
| 摘要： | 汽车动力传动系是一个多自由度的振动系统,其振动与噪声直接影响了整车传动的平稳性与乘坐的舒适性,甚至影响到整车的可靠性,其中传动轴是动力传动系的主要振动源之一,为此,必须对传动轴的振动特性进行研究并对传动轴系进行合理的布置与设计,从根本上控制产生振动与噪声的因素。某型微车经济性较好但整车振动问题突出。本文借鉴了国内外的一些研究方法,从理论和试验两方面分析了某型微车传动轴振动的原因和机理,提出解决措施,并对传动轴进行了改进设计。同时,本文还从仿真分析的角度对传动轴的运动学特性进行了研究。论文以理论为基础,对传动轴的运动学和动力学进行了分析,对传动轴系进行了振动加速度测试、频谱测试、试验模态分析,最终找出了造成传动系振动突出的主要原因:1)传动轴布置当量夹角过大;2)发动机旋转激励引起的传动系一阶弯曲共振;3)中间支承及悬架的隔振性能欠佳。 针对这些问题,本文提出了具体的改进方案,表现为:1)通过实车状态下变速器空挡、三档有传动轴及无传动轴、有后轮及无后轮的振动试验,发现传动轴是整车振动问题的主要激励源之一。采用三变量动态优化法对传动轴的布置进行优化,有效的控制当量夹角的大小,输出振动处于可接受范围;2)利用试验模态分析方法对传动系进行模态分析得到各阶模态参数,对振动测试进行频谱分析,对比发现传动系一阶弯曲模态频率与发动机激励频率基本一致,判断此系传动系发生共振所致;通过传动轴中间支撑刚度改进设计以协调传动系固有频率,将共振转速降低到汽车常用转速以下;3)根据隔振理论,设计了变刚度的传动轴中间支承,使得传动轴中间支承具有低频大阻尼、高频低刚度的变参数性能,同时对汽车后悬架进行了改进设计以降低其刚度值,改进后汽车隔振系统能有效吸收振动能量,起到很好的隔振效果。本文还应用仿真分析软件对传动轴的振动特性进行了仿真分析,从仿真分析的角度提出控制当量夹角的重要性。试验验证表明,本文提出的解决传动轴振动问题的各项措施和方法正确,振动明显减小,为解决由传动轴振动引起的整车振动问题提供了切实可行的方法。 |
| 作者： | 胡乃杰 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 江征风 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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