汽車變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、汽車變速器是汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一，其工作性能的優(yōu)劣直接影響到汽車的各項(xiàng)性能指標(biāo)，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)變速器載荷、速度及其振動(dòng)特性等性能提出了更高的要求。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是變速器的核心部件，在其他工業(yè)領(lǐng)域中也發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，研究變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性，確保系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行，降低設(shè)備的維修費(fèi)用具有十分重要的意義。
　　汽車變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)時(shí)變參數(shù)與間隙非線性共存的多自由度非線性系統(tǒng)，它所

2、描述的齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為具有自身的復(fù)雜性。本論文以某型汽車變速器為基本研究對(duì)象，結(jié)合齒輪動(dòng)力學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、傳遞矩陣法、材料力學(xué)、分析力學(xué)、理論力學(xué)、非線性振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)及混沌動(dòng)力學(xué)等理論和技術(shù)，對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有模態(tài)的求解、參數(shù)對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響、運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別和預(yù)測(cè)、動(dòng)力學(xué)特性的分析等多方面問題進(jìn)行了研究。主要工作如下:
　　(1)通過推導(dǎo)模型的內(nèi)力方程，綜合考慮彎、扭、剪切變形耦合及陀螺力矩的影響，提出適用于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的

3、典型部件的各向異性傳遞矩陣表達(dá)式，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍;將汽車變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為集中參數(shù)模型，利用整體傳遞矩陣法求解出該系統(tǒng)的固有頻率和振型，并與有限元方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了該方法的正確性。
　　(2)基于汽車變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)盤軸截面變化不大的特點(diǎn)，應(yīng)用集總參數(shù)法獲得變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算其線性模態(tài)，并對(duì)比了采用有限元法的該模型的固有頻率及振型;此外，采用有限元法計(jì)算忽略軸向竄動(dòng)的簡(jiǎn)化模型的固有頻率，并

4、與整體傳遞矩陣法的結(jié)果進(jìn)行比較;以上分析結(jié)論為齒輪系統(tǒng)非線性問題的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　(3)采用有限元等方法計(jì)算并推導(dǎo)出斜齒輪非線性動(dòng)態(tài)嚙合力的函數(shù)表達(dá)式，利用拉格朗日方程、柔度系數(shù)等方法，建立非對(duì)稱彈性支承，兩端具有集中質(zhì)量，軸段具有不同抗彎剛度、抗扭剛度，考慮齒側(cè)間隙-時(shí)變剛度的斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)微分方程;重點(diǎn)討論了時(shí)變嚙合剛度參數(shù)振動(dòng)的影響，分析了齒側(cè)間隙強(qiáng)非線性下的動(dòng)力學(xué)行為，提取典型特征，為故障診斷提供依據(jù);討論了工