载货汽车变速器的静动态特性分析及运动学仿真

发布时间：2017-09-28 01:01

  本文关键词：载货汽车变速器的静动态特性分析及运动学仿真

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【摘要】：变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构,是载货汽车传动系的关键部件之一,对载货汽车变速器进行动力学和运动学仿真分析对优化其本身结构及整车性能有重要的意义。汽车变速器主要依靠齿轮来传递动力、实现变速,齿轮传动系统的稳定、可靠是实现汽车变速器乃至整车性能的可靠保证。随着科技的进步,虚拟样机技术在机械设计中的应用越来越广泛,其可对变速器的现实工况进行模拟,分析出应力变化曲线,从侧面为产品设计提供参考,极大缩短产品设计周期,推动现代设计的进步。依据载货汽车运行要求结合变速器设计原则进行载货汽车变速器的建模,依据有限元理论和多体动力学理论建立变速器的有限元模型和虚拟样机模型,对载货汽车变速器进行静力学分析、模态分析及运动学仿真分析,得到了变速器相应的特性曲线,反过来指导变速器的设计优化。变速器内部齿轮为变速器传递来自发动机的动力,外部壳体为内部提供支撑作用,二者是变速器的关键部件,因此对汽车变速器的分析就必须包括变速器齿轮传动系统和变速器壳体的相关特性的分析。以轻型载货汽车变速器为研究对象,根据变速器的实际尺寸,采用自底向上的方法依次建立变速器零件模型,根据实际装配关系将建立好的零件模型进行实体装配,依次对子装配模型进行有限元结构分析和运动学仿真分析,清晰的展示了变速器运动学机理,对变速器的优化设计起到指导促进作用。利用己建立好的变速器装配模型,选用载货汽车处于五档运行工况时变速器齿轮位置,对变速器模型进行约束,添加发动机转速驱动和车辆运行负载,建立变速器的仿真模型,对其进行动力学仿真分析,推导出齿轮接触力变化规律,为有限元分析提供依据。齿轮传动系统是变速器的关键部件,建立了齿轮副、输入轴和输出轴的有限元模型并对其进行了静态特性分析分析,得出等效应力云图和位移云图,同时对变速器输入轴工作过程的理论计算,计算出工作过程的受力情况,与静态特性分析结果进行对比,校核输入轴的强度和刚度,应用动态特性分析方法,获得输入轴的前六阶固有频率和振型云图。变速器箱体是整个变速器的骨架,承受来自变速器内外部各个方向不同大小力的作用,工作环境非常恶劣,建立变速器箱体的实体模型,计算正常工况下箱体的受力情况,在轴承孔处施加载荷,分析箱体的静态特性和动态特性,根据分析结果对变速器箱体进行设计优化,进一步校核变速器箱体的强度和刚度。
【关键词】：变速器 动态特性分析 静态特性分析 运动学仿真 设计优化
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题背景及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 变速器发展现状12-13
• 1.2.2 变速器研究现状13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 变速器三维建模16-24
• 2.1 参数化建模的应用16
• 2.2 变速器模型分析16-18
• 2.3 变速器箱体建模18
• 2.4 输入轴的建模18-19
• 2.5 输出轴的建模19
• 2.6 中间轴的建模19-20
• 2.7 倒档轴的建模20
• 2.8 操纵机构的建模20-21
• 2.9 总装配21-23
• 2.10 本章小结23-24
• 第三章 变速器运动学仿真分析24-35
• 3.1 动力学方程的建立24-27
• 3.2 变速器仿真模型的建立27-32
• 3.2.1 仿真前的准备27-28
• 3.2.2 添加约束和施加载荷28-29
• 3.2.3 齿轮碰撞参数选择29-32
• 3.3 动力学仿真分析32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 变速器轴系有限元分析35-53
• 4.1 有限元分析概述35
• 4.2 有限元静态特性分析概述35
• 4.3 动态特性分析概述35-37
• 4.4 变速器输入轴有限元分析37-43
• 4.4.1 分析前处理37
• 4.4.2 约束和载荷的施加37-38
• 4.4.3 输入轴静态特性分析38-39
• 4.4.4 输入轴动态特性分析39-42
• 4.4.5 动态特性分析结果42-43
• 4.5 输出轴静态特性分析43-45
• 4.5.1 分析前处理工作43
• 4.5.2 约束和载荷的施加43-44
• 4.5.3 静态特性结果分析44-45
• 4.6 输出轴动态特性分析45-52
• 4.6.1 动态特性分析结果48
• 4.6.2 输出轴优化设计48-52
• 4.7 本章小结52-53
• 第五章 变速箱体有限元分析53-66
• 5.1 变速器箱体的静态特性分析53-57
• 5.1.1 一档轴承受力分析53-55
• 5.1.2 箱体载荷的施加55-56
• 5.1.3 变速器箱体静态特性分析结果56-57
• 5.2 变速器箱体的动态特性分析57-60
• 5.2.1 分析前处理工作57-59
• 5.2.2 变速器箱体动态特性分析结果59-60
• 5.3 箱体结构优化设计60-65
• 5.3.1 箱体优化后静态特性分析61-62
• 5.3.2 箱体优化后动态特性分析62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 课题研究总结66
• 6.2 课题研究展望66-68
• 参考文献68-71
• 后记71-72
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王金虎;郑忠才;高岩;姜振廷;董旭;;395型柴油机机体结构有限元分析[J];内燃机与动力装置;2013年01期

2 黄希宾;郑忠才;高岩;王金虎;姜振廷;;汽车紧急制动时钢板弹簧有限元分析[J];内燃机与动力装置;2012年01期

3 刘波;刘军礼;吕成兴;臧鹤超;;S385型柴油机机体实体建模方法的研究[J];物流工程与管理;2011年09期

4 刘凤景;张静;邹鹏;;基于Pro/E的汽车变速器虚拟建模与运动仿真[J];煤矿机械;2011年02期

5 陈海鸥;郑忠才;高岩;黄希宾;王金虎;;电动助力转向系统机械部分建模与有限元分析[J];拖拉机与农用运输车;2010年06期

6 张坤金;郑忠才;高岩;李健;陈海鸥;;不同网格划分对机体有限元模态分析结果的影响[J];小型内燃机与摩托车;2009年05期

7 高岩;郑忠才;刘波;张坤金;陈海鸥;;基于有限元的S385型柴油机机体自由和约束模态分析[J];内燃机与动力装置;2009年05期

8 刘波;郑忠才;高岩;李健;张坤金;;7YPJ型农用三轮汽车齿轮箱体有限元模态分析[J];拖拉机与农用运输车;2009年01期

9 郑忠才;高岩;刘波;李健;张坤金;;ZH195型柴油机机体有限元分析[J];内燃机与动力装置;2008年04期

10 郑忠才;高岩;刘芳;刘波;李健;;基于VB的柴油机工作过程计算[J];内燃机与动力装置;2007年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 钱远道;汽车机械式变速器性能研究与试验分析[D];武汉理工大学;2013年

2 刘益滔;拖拉机AMT动力学仿真及有限元分析[D];河南科技大学;2012年

3 闵建苹;汽车变速器齿轮啮合运动研究[D];武汉理工大学;2012年

4 刘海建;基于Pro/ENGINEER与ANSYS的变速器建模与仿真分析[D];大连海事大学;2011年

5 胡海;EQ3092型载货汽车手动变速器设计及有限元仿真分析[D];湖南大学;2010年

6 吴林;基于PRO/ENGINEER的汽车手动变速器虚拟装配仿真技术及在教学中的应用与研究[D];合肥工业大学;2010年

7 于印鑫;某型汽车变速器的动力学特性分析[D];东北大学;2010年

8 王旭兰;汽车变速器箱体的静动态力学分析研究[D];东北大学;2010年

9 唐琛;微型汽车手动变速器设计与优化[D];武汉理工大学;2010年

10 袁竹林;客车车身结构有限元分析[D];长安大学;2009年

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本文编号：932879