登高车齿轮传动系统拍击动力学问题   高明出租登高车

        登高车齿轮传动系统拍击动力学问题   高明出租登高车, 高明租赁登高车, 高明登高车多少钱  齿轮传动过程中产生的振动是造成机械产品的振动与噪声的主要原因之一。尤其在登高车变速器齿轮系统中，评价其性能的两大重要指标为：振动和噪声。因此，齿轮系统动力学问题一直是近百年来，广受人们关注的问题。在研究齿轮强度、精度、寿命、可靠性的基础上、对其振动、冲击和噪声进行进一步研究。齿轮系统是一个多弹性连续系统，主要包含：主动轮、从动轮、传动轴、轴承、齿轮箱、飞轮等。和常见的机械系统动力学问题一样，激励、系统和响应之间的联系关系是齿轮系统动力学的本质与核心问题。即从系统动态输入激励、齿轮设计和系统响应三个层次分析齿轮系统产生振动和噪声的机理、性质、特点和影响因素。分析理论、分析模型和分析方法三部分组成了齿轮动力学的主要理论框架。其中，振动力学是进行齿轮系统分析的基础，研究其在啮合刚度、传递误差和啮合冲击等激励下的齿轮啮合动力学行为。并在此基础上，齿轮系统动力学由线性动力学向非线性领域进一步深入。在非线性理论方法的基础上，着重研究了以下三个非线性因数：时变啮合刚度、齿侧间隙及轮齿啮合误差。因此，整个系统也是一个非线性系统。由于在动力传动过程中润滑的存在，并且齿轮在制造、加工和装配等环节中必然会产生误差，以及滚动轴承等零部件安装间隙的存在，导致啮合轮齿间不可避免的存在间隙。齿轮系统间隙非线性动力学的研究，就是以具有齿侧间隙的齿轮系统为对象，在“振-冲”模型基础上，对其动态特性进行分析。由于实际研究中，轮齿间隙为强非线性项，其振动特性显示为非线性形式。因此齿轮系统的间隙研究属于非线性范畴。

       变速器系统是整个登高车动力总成的关键部位之一，其性能的优劣直接影响到整车的各种性能。变速器中齿轮传动的拍击行为对于登高车传动系统的性能有着明显的影响。除了登高车发动机振动噪声，变速器齿轮拍击噪声也是影响登高车动力总成NVH性能的重要因素之一，随着消费者和乘客对登高车舒适性和NVH性能要求的提高，不断降低油耗的技术要求，越来越严格的环境指标和尾气排放要求，使得变速器噪声问题变得越来越突出。登高车变速器噪声主要分为：齿轮受载时的啸叫噪声、空套拍击噪声、变速器自身结构噪声、同步器结合噪声和轴承噪声。由于齿轮空套拍击噪声属于宽频率瞬态噪声，人耳对其发生的跃迁变化很敏感，驾驶员和登高车维修人员常常误判为发动机故障噪声，因此不利于驾驶员集中注意力，危害行车安全，同时不利于维修人员排除故障。因此，分析登高车变速器齿轮拍击产生机理和研究其拍击特性对分析变速器齿轮传动时的拍击噪声以及提高整车的NVH性能意义比较大。本文将针对登高车变速器中齿轮传动系统的参数特点，对某档位斜齿轮传动系统进行拍击动力学建模，综合考虑动态激励因素，引入齿轮副齿侧间隙，时变啮合刚度、齿轮传递误差和输入扭矩波动等非线性因素，对该车企的双离合变速器斜齿轮系统拍击状态和拍击频率、拍击强度进行研究，主要研究齿轮结构参数和一系列非线性因素对啮合拍击噪声的影响。研究分析变速器齿轮在啮合传动过程中的拍击行为对指导变速器的设计、分析优化和减振降噪及齿轮系统强度可靠性分析意义重大。

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       齿轮传动系统拍击动力学问题国内外研究现状,  齿轮系统动力学的研究最早开始于1920年—1930年左右，当时对高速运转的轮齿动载荷进行预先估计主要是通过理论分析和实验两个方法。到了20世纪70年代，齿轮动力学分析模型在不断的研究中得到进一步的完善和发展，由最简单的单自由度的一维动载荷系数模型发展到考虑扭转方向振动位移的扭转振动模型，进一步发展成为多个部件和多个自由度相互关联的耦合模型，最终完善为复杂程度最高的同时包含传动部分和支承结构部分的齿轮系统耦合模型。从分析理论角度，齿轮系统动力学的研究基础由最初的冲击理论逐步发展为振动理论基础。20世纪50年代以前，在研究齿轮系统时，通常将其简化为单自由度系统，以啮合冲击原理为理论基础，研究齿轮系统动态激励和动态响应，用单自由度系统在冲击作用下的动态响应来反映动力学行为。50年代以后，随着振动学科的发展，在研究齿轮系统时，使用弹性的机械振动系统模型来描述齿轮系统，研究了齿轮系统在齿轮啮合误差、啮合冲击和啮合刚度等因素影响下，系统的动态响应，初步形成了现代齿轮系统动力学理论。同时，由于时变啮合刚度、齿侧间隙等影响因素具有非线性特性，齿轮系统动力学研究逐步由传统的线性振动理论框架发展到非线性振动领域。在分析系统方面，齿轮系统动力学研究由最初单自由度系统发展为多自由度复杂系统，研究对象从简单单对齿轮副变成同时包含齿轮副、齿轮轴、齿轮箱体和支承结构的耦合系统。在分析方法方面，为了从多个方面研究齿轮系统的动态特性，利用时域曲线分析或进行傅里叶变换进行频域分析，同时也可以通过搭建实验台架，通过实验数据分析；或使用数值方法分析系统的响应。

      本文的研究对象是某车企一款乘用车变速器，比较全面考虑内、外部动态激励、齿侧间隙和齿轮传递误差等非线性因素的影响，建立弯-扭-轴的的多自由度斜齿轮拍击动力学模型，分析系统的模态频率，通过搭建MATLAB/Simulink模型，运用龙格-库塔数值算法求解系统的拍击动态响应。主要研究在考虑轮齿齿侧间隙、时变啮合刚度、啮合阻尼比、传递误差和扭矩波动等情况下对齿轮传动拍击动态特性的影响，其次研究了系统参数对拍击频率和拍击强度的影响；（1）通过分析斜齿轮的振动形式，研究斜齿轮在弹性啮合变形下啮合刚度变化情况，并且在此基础上运用集中参数模型建立多自由度弯-扭-轴齿轮传动系统拍击动力学模型，分析传动过程中的固有特性，计算动态响应。（2）分析了齿轮拍击产生机理和拍击门槛值条件，并研究斜齿轮传动系统的内部激励和外部激励。内外部激励包括：时变啮合刚度、误差以及其他因素。将时变啮合刚度运用傅立叶级数进行展开，并用数值方法计算和模拟齿轮啮合误差，并对多自由度方程进行量纲归一化处理。（3）建立斜齿轮系统的质量矩阵、刚度矩阵，并且运用MATLAB研究斜齿8轮系统的固有特性，得出该档位斜齿轮传动系统的固有频率；运用AnsysWork-bench对斜齿轮传动系统进行模态分析，得出其频率和振型，并将MATLAB求出的数值解和Ansys的有限元结果进行比较，验证数值模型的有效性。

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