汽車變速箱動態(tài)優(yōu)化及控制特性研究.pdf

1、目前基于動力學分析結(jié)果的齒輪動態(tài)優(yōu)化設(shè)計較少，主要因為齒輪副嚙合剛度的計算和動態(tài)響應的求解較困難。本論文比較詳細地研究了齒輪的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計，提出將一對相互嚙合的漸開線齒廓的嚙合傳動簡化為雙質(zhì)塊雙彈簧振動模型的解題思路。 根據(jù)此模型，推導了平均單齒剛度、單對輪齒嚙合綜合剛度、有效質(zhì)量、固有頻率與臨界轉(zhuǎn)速等一系列計算公式，得到以齒輪振動最小為優(yōu)化目標的函數(shù)。當不能直接求得齒輪副平均嚙合剛度時，齒輪的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計失去作用，于是探討了齒

2、輪副扭轉(zhuǎn)型動力學模型。首先給出齒輪副單自由度的扭轉(zhuǎn)振動模型，然后推導該模型的動力學方程，最后在分析斜齒輪傳動的輪齒從剛開始進入嚙合到完全脫離嚙合的全過程之后，引入嚙合接觸線長度系數(shù)，以嚙合接觸線長度的變化代替嚙合剛度的變化，通過計算嚙合瞬間齒輪副的接觸線長度間接得到齒輪副的時變嚙合綜合剛度，從而確定阻尼比、時變嚙合阻尼和齒輪副的輪齒嚙合綜合誤差。基于齒輪的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計，以齒輪振動最小為優(yōu)化目標，用最少齒數(shù)、最小模數(shù)和傳動比等一些因素為約

3、束條件，對汽車變速箱的高速級斜齒輪傳動進行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計，得到滿足實際需要的最優(yōu)化參數(shù)。 在計算一對相互嚙合齒輪參數(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)計的變速箱齒輪傳動遠離共振區(qū)，既降低了齒輪的重量，又減小了齒輪的振動。 上述雙質(zhì)塊雙彈簧振動模型采用理論建模，除此還有實驗建模。理論建模和實驗建模各有優(yōu)缺點，解決之道是用實驗模型獲得的數(shù)據(jù)修正理論模型。BERMAN 修正方法基于無阻尼系統(tǒng)的模態(tài)正交條件，利

4、用實驗模態(tài)矩陣和特征值對有限元理論模型進行修正。本論文指出該方法存在2 個缺陷，提出一種改進后的BERMAN 修正方法，并編寫相應的迭代程序。通過修正一個實際例子，表明改進后的BERMAN 修正方法有可取之處。 針對液壓動力換檔變速箱建立動力換檔時的結(jié)構(gòu)模型和控制模型，提出一套比較完整的傳遞函數(shù)法理論對控制模型進行計算并作動態(tài)特性分析。用試驗裝置測量無平穩(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)油壓響應曲