汽车同步带传动振动与噪声研究

发布时间：2017-10-04 13:18

  本文关键词：汽车同步带传动振动与噪声研究

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【摘要】：汽车同步带一般用于轿车发动机正时传动系统中,随着汽车发动机向小型化、轻量化的发展,对汽车同步带传动的振动、噪声和使用寿命等提出了更高的要求。本文针对汽车同步带正时传动减振降噪的要求,通过理论分析、仿真与试验相结合,系统研究了汽车同步带正时传动的振动和噪声产生的机理,基于两轮无负载传动试验,系统分析了ZA型汽车同步带传动的振动和噪声的规律,主要研究工作如下:基于汽车同步带传动振动与噪声国内外研究发展现状的基础上,系统分析了汽车同步带传动中的啮合冲击激励、刚度激励及外部激励对振动产生的影响,建立了啮合冲击激励动力学模型、综合啮合刚度模型和曲轴、凸轮轴的扭矩激励模型。本文针对汽车同步带是粘弹性复合材料体,为了进行刚柔耦合分析,提出了汽车同步带分层体积弹性模量测量方法。针对ZA型汽车同步带,基于刚柔耦合软件Recurdyn建立了ZA型两轮传动仿真分析模型,系统研究了传动过程中带齿结构变化对载荷分布的影响规律和主动轮转速、张紧力的变化对横向振动振幅和频率的影响规律。基于弦模型建立了汽车同步带横向振动动力学方程,进行了横向振动的固有频率及各阶振型求解和仿真分析。带的横向振动固有频率测量结果与理论仿真分析结果偏差较小。通过对汽车同步带传动噪声机理分析,提出了刚柔耦合多体动力学—有限元谐响应分析—声学边界元相结合的汽车同步带噪声预测仿真分析方法,对ZA型两轮传动系统进行了噪声仿真分析,得到的表面声压分布云图结果。基于两轮无负载振动与噪声试验,分析了主动轮转速、张紧力、带宽和带齿数等因素对汽车同步带传动中的振动和噪声的影响规律,验证了所提出的噪声预测仿真分析方法的可行性,为汽车同步带传动正时传动系统减振降噪提供了理论基础和试验分析方法,具有理论意义和应用价值。
【关键词】：汽车同步带 传动 刚柔耦合 直接边界元 振动 噪声
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.13
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 汽车同步带带齿受力及载荷分布10-12
• 1.2.2 汽车同步带传动平稳性12-14
• 1.2.3 汽车同步带传动噪声14-17
• 1.3 主要研究内容17-19
• 第二章 汽车同步带传动啮合动态激励产生机理19-34
• 2.1 汽车发动机正时传动19
• 2.2 汽车同步带材料19-20
• 2.3 汽车同步带传动振动机理分析20-33
• 2.3.1 啮合冲击激励分析20-26
• 2.3.2 刚度激励分析26-31
• 2.3.3 外部激励分析31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 基于刚柔耦合的汽车同步带传动动态激励仿真分析34-54
• 3.1 汽车同步带传动刚柔耦合多体动力学理论模型34-38
• 3.2 基于RECURDYN的汽车同步带传动仿真分析38-45
• 3.2.1 弹性模量测试38-42
• 3.2.2 ZA型汽车同步带传动模型的建立42-43
• 3.2.3 汽车同步带有限元网格划分43
• 3.2.4 仿真参数设置43-45
• 3.3 仿真结果分析45-53
• 3.3.1 接触应力仿真分析45-47
• 3.3.2 带齿主要结构尺寸对应力分布的影响47-49
• 3.3.3 带横向振动仿真分析49-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 汽车同步带横向振动特性研究54-67
• 4.1 汽车同步带传动横向振动模态理论分析54-57
• 4.2 横向振动频率特性仿真分析57-60
• 4.2.1 有限元模态分析57-58
• 4.2.2 有限元预应力模态分析58-59
• 4.2.3 汽车同步带传动有限元模型建模59
• 4.2.4 预应力分析59-60
• 4.3 汽车同步带传动模态试验60-64
• 4.3.1 模态试验原理60-61
• 4.3.2 带预应力模态测试系统61-62
• 4.3.3 带预应力模态测试分析62-64
• 4.4 汽车同步带横向振动响应分析64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 ZA型汽车同步带传动噪声预测方法67-78
• 5.1 噪声产生机理67-71
• 5.1.1 啮合冲击噪声67
• 5.1.2 振动噪声67-68
• 5.1.3 摩擦噪声68-69
• 5.1.4 空气流动噪声69-71
• 5.2 声学边界元理论71-74
• 5.2.1 直接边界元积分理论72-74
• 5.3 噪声预测仿真分析74-77
• 5.3.1 导入结构有限元模型75
• 5.3.2 声学边界元网格的建立75-76
• 5.3.3 带传动噪声仿真结果76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 ZA型汽车同步带传动振动与噪声试验研究78-97
• 6.1 试验装置78-80
• 6.1.1 汽车同步带横向振动测量装置79
• 6.1.2 汽车同步带噪声测量装置79-80
• 6.2 汽车同步带横向振动试验研究80-86
• 6.2.1 横向振动测点的布置和选择80-82
• 6.2.2 横向振动试验结果分析82-85
• 6.2.3 横向振动仿真分析与试验对比85-86
• 6.3 汽车同步带噪声试验研究86-95
• 6.3.1 噪声测点的选择和布置86-88
• 6.3.2 噪声试验结果及分析88-94
• 6.3.3 噪声仿真分析与试验对比94-95
• 6.4 横向振动与噪声对比分析95-96
• 6.5 噪声控制措施96
• 6.6 本章小结96-97
• 结论97-99
• 参考文献99-106
• 发表的学术论文与科研成果106-108
• 致谢108

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本文编号：970892