摘要：汽车变速器主要由其内部齿轮传动系统和外部壳体构成。齿轮传动系统是各种机器和机械装备中运用最为广泛的传动系统,已运用于国民经济的各个领域,尤其在汽车动力传动系统中,它是实现动力传递和变速的关键部分。变速器壳体是变速器齿轮传动系统的支撑结构,对内部传动系统还起到散热和润滑的作用,其结构设计既要节省空间,又要减轻重量。随着工业技术的进展,变速器等齿轮箱结构传递的功率不断增大,齿轮极限转速不断提升,使得齿轮传动系统的振动不足以及由振动引起的噪声不足越来越受到重视,在汽车行业,主要体现在对汽车传动系统NVH(噪声、振动与舒适性)特性的探讨,本论文对影响汽车NVH特性的变速器动力学特性进行了探讨。由于变速器动力学特性受到其内部齿轮传动系统和外部壳体的共同影响,由此汽车变速器的动力学包含了变速器壳体动力学、变速器齿轮传动系统动力学和两者耦合模型的动力学。论文以某型汽车变速器为探讨对象,利用SopdWorks软件完成了该变速器各主要零部件的三维实体建模和虚拟装配,在有限元软件ANSYS中将齿轮副简化为由耦合矩阵连接的两个节圆柱,轴承简化为弹簧单元,并通过有限元静态接触浅析和传动系统受力浅析获得了特定工况下啮合齿轮的时变啮合刚度和轴承刚度,在此基础上建立了变速器壳体、变速器传动系统和变速器总成的三维实体有限元模型。利用有限元策略,对变速器壳体的模态和传动系统、变速器总成的弯-扭-轴-摆耦合模态进行了浅析计算。利用有限元静态接触浅析、误差近似等效策略和有限元动态接触仿真计算获得了包括变刚度激励、误差激励和冲击激励在内的变速器内部激励,并对变速器传动系统在多个内部动态激励下的动态响应进行了浅析计算。整体传递矩阵法是进行转子系统动力特性浅析的重要策略之一,特别适用多轴转子系统,在运用于求解包含齿轮啮合效应的多轴系统弯扭耦合振动的动力计算时,关键是获得齿轮耦合单元的传递矩阵。论文中建立了三档斜齿轮耦合单元的传递矩阵和带支撑的轴段节点传递矩阵,并利用整体传递矩阵法对输入级传动系统(包括输入轴和输出轴)的集中参数模型进行了模态求解,计算结果与输入级传动系统有限元模型的计算结果吻合较好。关键词：汽车变速器论文齿轮传动系统论文模态浅析论文有限元仿真论文动态响应论文整体传递矩阵法论文
摘要5-6
Abstract6-8
目录8-10
第1章 绪论10-20
1.1 课题探讨作用10-11
1.2 传动系统动力学不足国内外探讨近况11-15
1.3 有限元法概述15-16
1.4 软件介绍16-19
1.4.1 ANSYS软件介绍16-17
1.4.2 SopdWorks的几何造型和装配模型概述17-19
1.5 论文主要内容19-20
第2章 变速器模态浅析20-50
2.1 变速器有限元模型的建立20-36
2.1.1 变速器几何实体模型20-21
2.1.2 变速器轴承支承刚度与齿轮时变啮合刚度21-29
2.1.3 变速器有限元模型29-36
2.2 齿轮传动系统的模态浅析论述36-37
2.3 有限元模态求解策略37-38
2.4 变速器壳体模态浅析38-41
2.5 变速器传动系统模态浅析41-45
2.6 变速器总成模态浅析45-48
2.7 本章小结48-50
第3章 变速器传动系统动态响应浅析50-66
3.1 有限元动态响应浅析论述与策略50-52
3.2 变速器内部动力载荷浅析计算52-61
3.2.1 内部激励的浅析计算52-58
3.2.2 齿轮啮合动力学方程58-59
3.2.3 内部激励合成59-61
3.3 传动系统动态响应浅析结果61-65
3.4 本章小结65-66
第4章 输入级传动系统模态浅析传递矩阵法66-82
4.1 输入级传动系统的离散化66-68
4.2 输入级传动系统模态求解的传递矩阵法68-77
4.2.1 轴承支承轴单元的传递矩阵68-70
4.2.2 无质量等截面弹性轴段传递矩阵70-71
4.2.3 斜齿轮啮合单元的耦合传递矩阵71-77
4.3 输入级传动系统模态结果浅析77-81
4.4 本章小结81-82
第5章 结论与展望82-84
5.1 结论82-83
5.2 展望83-84
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