混合动力汽车用齿形链传动系统设计及动态特性分析

发布时间：2017-10-22 11:00

  本文关键词：混合动力汽车用齿形链传动系统设计及动态特性分析

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【摘要】：与普通发动机汽车相比，混合动力汽车具有CO2排量少、燃油效率高等优点，在保护地球环境的同时还可以实现地球资源的可持续发展，与电动汽车相比无需充电，避免了频繁充电的烦恼。因此，近年来混合动力汽车得到了越来越广泛的发展。目前，轿车混合动力传动系统广泛采用齿形链，然而由于国内齿形链系统研究时间较短、研究者少，关于齿形链系统啮合机理的研究较多，但是关于齿形链传动系统设计方法的研究较少，，国内的齿形链传动系统自主品牌的发展受到严重阻碍，混合动力用齿形链传动系统陷于长期依赖国外进口的被动局面。 为了满足混合动力链传动系统可靠性寿命和低噪音的要求，论文结合吉林省科技发展计划重大科技专项轿车混合动力用链传动系统开发关键技术研究，在系统阐述齿形链传动系统研究现状的基础上，借助现代设计方法，提出了某款混合动力汽车齿形链传动系统及其各部件的设计方法，利用能量替代法对齿形链传动系统的噪声进行了理论计算，并分析了齿形链传动系统的动态特性。 论文系统地阐述了汽车混合动力传动系统不同构型的工作原理。详细介绍了外啮合齿形链的啮合机制、外啮合齿形链与链轮啮入过程中，链板与渐开线链轮的接触位置方程，外啮合齿形链链板与渐开线链轮的啮入冲击的计算方法，为系统噪声的理论计算提供了坚实的理论基础，从而为齿形链传动系统设计参数的设定和选型提供了理论依据。 论文研究的齿形链传动系统用于实现混合动力轿车的电机轴和变速箱轴之间的动力传递，根据主机厂提供的边界条件及相关参数，计算了齿形链传动系统的有效圆周力及齿形链静强度安全系数，进行了链条类型的选择，提出了齿形链传动系统及其各个组件的设计和计算方法。基于齿形链啮合原理进行了链板齿形及与之相啮合的链轮齿形的设计。 论文在研究了链传动系统噪声产生机理的基础上，建立了齿形链传动系统的数学模型，利用能量替代的方法对不同节距、不同主动链轮转速、不同链轮压力角情况下齿形链系统的噪声进行了理论计算。 论文利用多体动力学软件对不同转速下该齿形链传动系统的动态特性进行了仿真分析。根据齿形链的运动轨迹分析了齿形链传动系统的多边形效应；计算了齿形链传动过程中的传动比误差。从链条的张力、链板与链轮啮合时的冲击力等方面着重分析了齿形链传动系统的受力情况，以验证其是否满足齿形链链条的回转疲劳强度要求和可靠性寿命要求。分析结果表明，该齿形链传动系统能够满足设计要求。 论文提出的齿形链传动系统的设计及计算方法，可以有效缩短系统设计研发周期，对于提高我国齿形链传动系统的自主创新能力具有非常重要的意义；论文关于齿形链系统动态特性的研究结果为系统的评估和优化提供了理论依据；论文提出的系统噪声计算方法可以有效地对系统噪声进行预估，对齿形链传动系统的优化设计具有指导意义。
【关键词】：混合动力 齿形链系统 噪声分析 设计方法 动态特性分析
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7;TH132.45
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题来源及研究的意义10-11
• 1.2 齿形链传动系统研究现状11-14
• 1.3 国内外混合动力汽车研究现状14-17
• 1.4 本文的研究内容17-18
• 1.5 本章小结18-20
• 第2章 混合动力系统及齿形链系统理论基础20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 混合动力系统理论基础20-24
• 2.2.1 混合动力汽车特点20-21
• 2.2.2 混合动力分类21-24
• 2.3 不同传动形式特点24-25
• 2.4 齿形链系统理论基础25-32
• 2.4.1 齿形链分类25-26
• 2.4.2 啮合定位时链板与链轮的位置方程26-28
• 2.4.3 未定位时链板与链轮的啮入位置方程28-32
• 2.5 外啮合圆销式齿形链与渐开线链轮的啮入冲击32-34
• 2.6 本章小结34-36
• 第3章 齿形链传动系统的噪声分析36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 链传动系统噪音的产生情况36-38
• 3.2.1 链传动系统噪音的产生机理36
• 3.2.2 链噪音的影响因素36-38
• 3.3 链传动系统噪音的理论计算38-44
• 3.3.1 链和链轮的啮合情况38-40
• 3.3.2 链轮转动过程中各点的坐标40-41
• 3.3.3 内侧齿面接触时的坐标修正41-42
• 3.3.4 链板和链轮在齿面方向的碰撞速度42-43
• 3.3.5 链的速度变化43-44
• 3.3.6 链噪音的代用特征值44
• 3.4 计算结果44-46
• 3.4.1 链轮压力角和噪音的关系44-45
• 3.4.2 转速和噪音的关系45
• 3.4.3 节距和噪音的关系45-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第4章 齿形链传动系统设计及其动态特性分析48-66
• 4.1 引言48
• 4.2 齿形链系统参数设计48-56
• 4.2.1 工作链板的设计52
• 4.2.2 导板设计52-53
• 4.2.3 链轮参数设计53-56
• 4.3 齿形链系统动态特性分析56-65
• 4.3.1 齿形链系统模型56-57
• 4.3.2 添加系统约束和接触57-61
• 4.3.3 链条张力61-64
• 4.3.4 齿形链啮合冲击64
• 4.3.5 瞬时传动比64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简介及科研成果72-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：1078028