双离合变速器斜齿轮非线性动力学分析

发布时间：2017-03-22 22:16

  本文关键词：双离合变速器斜齿轮非线性动力学分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的进步和机械行业的发展,齿轮传动被广泛的应用在工程中,成为机械传动中一种特殊且重要的传动形式。在汽车领域,齿轮传动作为核心部件之一,其振动、冲击特性直接影响到汽车的各项性能指标,因此工程应用中对齿轮传动系统提出了更高的要求。为深入了解齿轮传动系统的结构参数、结构形式以及加工制造方法对系统动力学行为的影响,因此需要对齿轮传动系统的振动噪声特性、啮合冲击特性、以及传递精度等问题进行理论和试验研究,从而为实际的工程应用提供指导。 本文围绕乘用双离合器自动变速器的研发项目,以斜齿轮传动系统为研究对象,建立了多自由度耦合方程,利用有限元法和数值方法,研究了齿轮系统的固有特性和动态响应,对结果进行了分析；讨论了齿轮系统的非线性特性,获得了系统参数对其动态特性的影响,为进一步的理论研究和高性能齿轮系统的设计提供基础。研究内容主要包括： (1)通过对斜齿轮系统的振动分析,以齿轮系统动力学理论为基础,获得了了系统的刚度、阻尼等参数,采用更符合实际工程应用的多自由度研究思路,建立了弯-扭-轴-摆的多自由度斜齿轮振动模型。 (2)分别利用数值方法与有限元法对斜齿轮系统的固有特性进行研究,获得了系统的固有频率和振型,通过求解对比,说明了此耦合振动模型在理论研究上的可行性。 (3)一研究了斜齿轮系统的激励影响因素,并数值模拟了时变啮合刚度激励、误差激励和外部激励,考虑了实际应用中齿侧间隙、轴承间隙等非线性因素,建立了斜齿轮系统的弯-扭-轴-摆的多间隙非线性耦合模型。 (4)采用数值方法,求解了非线性耦合动力学模型的动态响应,研究了非线性影响因素对斜齿轮系统的动力学响应,讨论了转速、阻尼、刚度参数对系统的动态响应的影响,获得了系统的时域图、相图、庞加莱(Poincare)图、系统分岔图以及频幅图。研究了多自由度耦合,多间隙系统的非线性行为。 本文研究结果表明：本文建立的多自由度斜齿轮振动方程在理论研究上的可行性,以及系统参数和非线性因素对系统在不同自由度方向上动态特性的影响；齿侧间隙不同,系统振动位移在各自由度方向上的表现各不相同；低转速区,系统振动不稳定,易出现混沌状态；支承刚度减小,系统的振动幅值增大较为明显。
【关键词】：斜齿轮 齿侧间隙 时变啮合刚度 非线性耦合 动力学
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 目录11-13
• 插图清单13-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 研究背景及意义16-17
• 1.2 传动系统动力学问题国内外研究现状17-19
• 1.3 本文研究内容19-21
• 第二章 齿轮传动系统的理论建模21-36
• 2.1 引言21-22
• 2.2 齿轮系统动力学模型22
• 2.3 典型齿轮系统模型22-24
• 2.4 斜齿轮系统振动分析24-25
• 2.5 轮齿啮合刚度的建模25-28
• 2.6 等效刚度和等效质量28-30
• 2.7 轴承刚度30
• 2.8 啮合阻尼30-31
• 2.9 斜齿轮传动系统的建模31-35
• 2.9.1 斜齿轮运动方程31-32
• 2.9.2 弯扭轴摆耦合振动分析模型32-35
• 2.10 本章小结35-36
• 第三章 斜齿轮非线性动力学特性分析36-45
• 3.1 引言36
• 3.2 啮合刚度激励36-37
• 3.3 误差激励37-39
• 3.3.1 啮合误差激励37-39
• 3.3.2 传递误差激励39
• 3.4 外部激励39-40
• 3.5 弯扭轴摆非线性模型40-41
• 3.6 非线性动力学方程无量纲化41-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第四章 齿轮传动系统固有特性的研究45-51
• 4.1 引言45
• 4.2 齿轮系统固有频率与振型45-50
• 4.2.1 齿轮系统固有特性数值计算45-48
• 4.2.2 齿轮系统固有特性有限元分析48-49
• 4.2.3 分析结果的对比49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 齿轮系统非线性动态特性的求解与分析51-99
• 5.1 引言51
• 5.2 齿轮系统振动响应分析方法51-54
• 5.2.1 动力学方程求解方法51-54
• 5.2.2 动态响应结果类型54
• 5.3 系统稳态响应54-98
• 5.3.1 随量纲-齿侧间隙的动态特性55-88
• 5.3.2 刚度对动态特性的影响88-93
• 5.3.3 转速对动态特性的影响93-98
• 5.4 本章小结98-99
• 第六章 总结与展望99-101
• 6.1 总结99-100
• 6.2 展望100-101
• 参考文献101-104
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况104

【参考文献】

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本文编号：262339