新型滚销链式无级变速传动系统啮合机理及动力学特性研究

发布时间：2017-04-28 03:00

  本文关键词：新型滚销链式无级变速传动系统啮合机理及动力学特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚销链式无级变速器（CVT）作为汽车动力传动系统中一种复杂的高端产品系列，以其良好的动力传动性能以及巨大的市场前景越来越多地受到国内外汽车厂家的青睐。但其传动机理与制造工艺的复杂性，传动效率、动态特性以及系统中各个关键零部件的匹配与控制技术是制约其技术发展的关键因素。在国家节能减排战略引导和汽车行业技术发展需求驱动的双重背景下，我国汽车行业必须对滚销链式无级变速系统进行不断创新，并掌握其传动机理及设计分析的核心技术，以加快我国滚销链式无级变速器的自主化和产业化进程。 本文在吉林大学校内基金-科学前沿与交叉学科创新项目“无级变速用滚销式链传动系统的接触动力学特性研究”的支持下，在系统阐述滚销链式CVT国内外研究现状的基础上，结合滚销链式无级变速器的工作原理，，利用机械传动与机构创新理论，将滚销的截面轮廓型线由传统的圆弧形式创新为传动性能更佳的渐开线和心形线组合形式，开发了具有我国自主知识产权的新型滚销链式无级变速传动系统。 论文首次提出了锥盘“当量齿数”的概念，研究了新型滚销链的变节距特性，分析了不同传动比下链条节距与相邻链节转角之间的谐应关系。在分析滚销和锥盘接触受力的基础上，计算了滚销链与锥盘径向滑动、滚销对滚、联轴器以及滚动轴承等各种因素所造成的功率损失，研究了不同传动比下CVT传动效率随摩擦楔形角的变化规律。 基于现代多体动力学理论，建立了新型滚销链式无级变速传动系统的虚拟样机模型，研究了其在不同传动比下的动力学特性，得出了新型滚销链式无级变速传动系统链节的运动轨迹，将其实际波动量与普通链条由于多边形效应而引起的理论波动量进行了对比研究，进而评价了新型滚销链式无级变速传动系统的运动平稳性。通过分析主、从动锥盘传动比的变化规律，评价了该系统的传动准确性。 基于有限元理论，利用ANSYS软件平台研究了新型滚销链在链条最大张力下的静力学拉伸特性，得出了链板和滚销在实际工作过程中的应力和变形云图，通过观察分析应力和变形的大小和分布情况，并结合链板和滚销所用材料的许用应力和许用变形，对滚销链的强度与刚度进行了合理预测。基于模态理论研究了新型滚销链式无级变速传动系统的固有频率和模态振型，将其固有频率与外部激励频率进行对比，分析了系统的振动特性。 本文的研究成果为滚销链式无级变速器的设计与分析奠定重要的理论基础，对加快我国滚销链式无级变速器的自主化和产业化进程以及提升我国汽车产品的自主创新能力具有重要的意义。
【关键词】：滚销链 无级变速 啮合机理 传动效率 动力学特性
【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】：TH132.45
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题来源及研究意义11-12
• 1.2 汽车无级变速技术的发展概况12-15
• 1.3 国内外研究现状15-19
• 1.3.1 滚销式齿形链研究现状15-16
• 1.3.2 金属带式无级变速器研究现状16-18
• 1.3.3 滚销链式无级变速器研究现状18-19
• 1.4 本文的研究内容19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第2章 滚销链式无级变速传动系统工作原理21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 滚销链式无级变速器的结构21-27
• 2.2.1 无级变速器的总体结构21-22
• 2.2.2 飞轮减震装置22-23
• 2.2.3 前进挡与倒挡离合器23-25
• 2.2.4 行星齿轮装置25-27
• 2.3 滚销链式无级变速器的工作原理27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 新型滚销链式 CVT 啮合机理及传动效率研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 新型滚销链式 CVT 的结构31-34
• 3.3 新型滚销链式 CVT 的啮合机理34-40
• 3.3.1 当量齿数34-36
• 3.3.2 变节距特性36-40
• 3.4 新型滚销链式 CVT 的传动效率40-44
• 3.4.1 滚销和锥盘接触受力分析40-41
• 3.4.2 滚销链进出锥盘时的功率损失41-42
• 3.4.3 滚销链径向滑动功率损失42-43
• 3.4.4 相邻滚销滚动功率损失43
• 3.4.5 联轴器及滚动轴承功率损失43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 新型滚销链式 CVT 动力学仿真分析45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 基于递归算法的多体动力学理论45-51
• 4.2.1 多体动力学的研究对象45
• 4.2.2 多体动力学分析的一般过程45-47
• 4.2.3 相对运动学坐标47-48
• 4.2.4 相邻刚体的相对运动48-49
• 4.2.5 速度递归算法49-50
• 4.2.6 力递归算法50-51
• 4.3 滚销链式 CVT 动力学仿真分析51-56
• 4.3.1 动力学仿真模型51-52
• 4.3.2 滚销链波动分析52-55
• 4.3.3 传动比误差分析55-56
• 4.4 本章小结56-59
• 第5章 新型滚销链式 CVT 有限元分析59-73
• 5.1 引言59
• 5.2 有限元方法的基本理论59-62
• 5.2.1 设定单元的位移模式59-60
• 5.2.2 分析单元的力学性质60-61
• 5.2.3 建立单元集合体的求解方程61-62
• 5.3 滚销链静力学拉伸分析62-68
• 5.3.1 有限元前处理62-65
• 5.3.2 滚销链的应力分析65-67
• 5.3.3 滚销链的变形分析67-68
• 5.4 新型滚销链的模态分析68-71
• 5.4.1 模态分析的定义68-69
• 5.4.2 模态分析有限元模型的建立69
• 5.4.3 模态频率和振型69-71
• 5.5 本章小结71-73
• 第6章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-79
• 作者简介及科研成果79-81
• 致谢81

【参考文献】

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1 赵璐;金属带式无级变速器的仿真分析与试验研究[D];吉林大学;2006年

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本文编号：331942