純電動汽車電控機械式變速器設(shè)計與動態(tài)分析

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源問題也變得越來越突出。而作為新一代的環(huán)保汽車——純電動汽車的發(fā)展現(xiàn)在也愈來愈受到每個國家的重視，并且已經(jīng)成為技術(shù)競爭的焦點。目前電動汽車越來越普遍，由于環(huán)保、節(jié)能方便等優(yōu)點受到人們的青睞，但是對電動車的舒適性也提出了更高的要求。在對電動汽車的噪聲與振動問題分析中，變速器則是影響全局指標的關(guān)鍵性部件，其齒輪傳動系統(tǒng)的性能好壞會直接影響到電動汽車的各項性能與指標。因此對變速器振動問題的研究顯得尤為必要。 本文以某款電動汽車的電控機械式變速器的設(shè)計以及動態(tài)分析為主要目標，首先進行了電控機械式變速器的設(shè)計，并利用Solidworks軟件進行了建模。對電動汽車自動變速器齒輪傳動系統(tǒng)振動產(chǎn)生的原因以及振動與噪聲的傳遞路徑進行了分析，并應(yīng)用傳遞矩陣法建立了變速器傳動系統(tǒng)的振動方程，并應(yīng)用MATLAB編程計算求得考慮齒輪嚙合剛度和不考慮齒輪嚙合剛度兩種情況下在二檔時傳動系統(tǒng)的固有頻率。建立了齒輪副扭轉(zhuǎn)振動分析模型，并且分析了齒輪嚙合剛度、重合度、齒側(cè)間隙以及外載荷等因素對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。最后應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件建立了有限元模型，進行了模態(tài)分析，得到了系統(tǒng)的前10階固有頻率。最后將結(jié)果與之前利用傳遞矩陣法分析得到的結(jié)果進行了分析對比，進一步驗證了整個分析的正確性與準確性。 本文通過對整個變速器的設(shè)計，建模以及仿真分析，可以為以后的研究提供理論基礎(chǔ)，以便進行更深入的研究與開發(fā)。 【關(guān)鍵詞】：電動汽車 變速器 動態(tài)分析 傳遞矩陣 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U469.72;U463.2
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 課題研究背景及意義15-16
• 1.2 電動汽車振動的特點16-17
• 1.2.1 電動汽車振動的特點16-17
• 1.2.2 電動汽車與傳統(tǒng)汽車在有關(guān)振動方面結(jié)構(gòu)上的區(qū)別17
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展歷史以及研究現(xiàn)狀和趨勢17-22
• 1.4 項目的來源與研究思路22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第二章 電動汽車兩檔自動變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計23-34
• 2.1 變速器方案設(shè)計23-26
• 2.1.1 變速器類型23-26
• 2.1.2 方案設(shè)計26
• 2.2 變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計基本參數(shù)26-27
• 2.3 變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計27-32
• 2.3.1 齒輪的設(shè)計27-30
• 2.3.2 軸的參數(shù)設(shè)計30-32
• 2.4 三維建模32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 動力學(xué)建模與分析34-58
• 3.1 振動原理分析34-35
• 3.2 傳遞矩陣法35-38
• 3.2.1 單元傳遞矩陣36-37
• 3.2.2 系統(tǒng)的傳遞矩陣37-38
• 3.3 基于傳遞矩陣法的固有頻率分析38-44
• 3.4 動力學(xué)特性分析44-56
• 3.4.1 齒輪副非線性動力學(xué)模型44-47
• 3.4.1.1 微分方程的建立44-46
• 3.4.1.2 剛度激勵46-47
• 3.4.1.3 誤差激勵和齒側(cè)間隙47
• 3.4.1.4 運動方程的無量剛化47
• 3.4.2 實例分析47-56
• 3.4.2.1 不同外載荷對齒輪機構(gòu)振動的影響48-49
• 3.4.2.2 非整數(shù)重合度對振動特性的影響49-52
• 3.4.2.3 齒側(cè)間隙對齒輪副非線性振動特性的影響研究52-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第四章 基于有限元法的建模與分析58-66
• 4.1 模型的建立58-60
• 4.1.1 軟件介紹58-59
• 4.1.2 三維建模59-60
• 4.2 模態(tài)分析60-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 本文總結(jié)與工作展望66-68
• 5.1 本文總結(jié)66-67
• 5.2 工作展望67-68
• 參考文獻68-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況70-71

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