汽車(chē)變速箱動(dòng)態(tài)優(yōu)化及控制特性研究.pdf

1、目前基于動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果的齒輪動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)較少，主要因?yàn)辇X輪副嚙合剛度的計(jì)算和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的求解較困難。本論文比較詳細(xì)地研究了齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出將一對(duì)相互嚙合的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合傳動(dòng)簡(jiǎn)化為雙質(zhì)塊雙彈簧振動(dòng)模型的解題思路。 根據(jù)此模型，推導(dǎo)了平均單齒剛度、單對(duì)輪齒嚙合綜合剛度、有效質(zhì)量、固有頻率與臨界轉(zhuǎn)速等一系列計(jì)算公式，得到以齒輪振動(dòng)最小為優(yōu)化目標(biāo)的函數(shù)。當(dāng)不能直接求得齒輪副平均嚙合剛度時(shí)，齒輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)失去作用，于是探討了齒

2、輪副扭轉(zhuǎn)型動(dòng)力學(xué)模型。首先給出齒輪副單自由度的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型，然后推導(dǎo)該模型的動(dòng)力學(xué)方程，最后在分析斜齒輪傳動(dòng)的輪齒從剛開(kāi)始進(jìn)入嚙合到完全脫離嚙合的全過(guò)程之后，引入嚙合接觸線(xiàn)長(zhǎng)度系數(shù)，以嚙合接觸線(xiàn)長(zhǎng)度的變化代替嚙合剛度的變化，通過(guò)計(jì)算嚙合瞬間齒輪副的接觸線(xiàn)長(zhǎng)度間接得到齒輪副的時(shí)變嚙合綜合剛度，從而確定阻尼比、時(shí)變嚙合阻尼和齒輪副的輪齒嚙合綜合誤差?；邶X輪的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以齒輪振動(dòng)最小為優(yōu)化目標(biāo)，用最少齒數(shù)、最小模數(shù)和傳動(dòng)比等一些因素為約

3、束條件，對(duì)汽車(chē)變速箱的高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到滿(mǎn)足實(shí)際需要的最優(yōu)化參數(shù)。 在計(jì)算一對(duì)相互嚙合齒輪參數(shù)的基礎(chǔ)上，算出本變速箱內(nèi)所有齒輪的參數(shù)。按照這些參數(shù)設(shè)計(jì)的變速箱齒輪傳動(dòng)遠(yuǎn)離共振區(qū)，既降低了齒輪的重量，又減小了齒輪的振動(dòng)。 上述雙質(zhì)塊雙彈簧振動(dòng)模型采用理論建模，除此還有實(shí)驗(yàn)建模。理論建模和實(shí)驗(yàn)建模各有優(yōu)缺點(diǎn)，解決之道是用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瞳@得的數(shù)據(jù)修正理論模型。BERMAN 修正方法基于無(wú)阻尼系統(tǒng)的模態(tài)正交條件，利

4、用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)矩陣和特征值對(duì)有限元理論模型進(jìn)行修正。本論文指出該方法存在2 個(gè)缺陷，提出一種改進(jìn)后的BERMAN 修正方法，并編寫(xiě)相應(yīng)的迭代程序。通過(guò)修正一個(gè)實(shí)際例子，表明改進(jìn)后的BERMAN 修正方法有可取之處。 針對(duì)液壓動(dòng)力換檔變速箱建立動(dòng)力換檔時(shí)的結(jié)構(gòu)模型和控制模型，提出一套比較完整的傳遞函數(shù)法理論對(duì)控制模型進(jìn)行計(jì)算并作動(dòng)態(tài)特性分析。用試驗(yàn)裝置測(cè)量無(wú)平穩(wěn)結(jié)合閥和有平穩(wěn)結(jié)合閥兩種情況下結(jié)構(gòu)模型換檔離合器的壓緊油壓，根據(jù)油壓響應(yīng)曲