汽车混合动力用链传动系统设计方法及其磨损特性研究

【摘要】：汽车行业的高速发展带来了能源危机和环境污染等问题，为此，世界许多国家和地区开始研究新能源汽车，混合动力汽车兼顾了传统汽车发动机工作时间长、功率大的优点又考虑到了电动机的无污染与节能的特点，已成为了新能源汽车研发的主流方向。 本论文结合了吉林省的重大科技专项“轿车混合动力用链传动系统开发关键技术研究”，系统地介绍了本论文的研究背景及意义，阐述了混合动力汽车以及链传动系统的研究现状及其相关研究理论，研究了Hy-Vo齿形链板的设计方法，建立了Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条三者之间的啮合设计体系，确定了Hy-Vo齿形链板、异型销轴以及传动系统的设计参数。 根据齿形链传动系统的具体参数，建立了各个零件与系统的几何模型，在几何模型基础上进行齿形链系统物理数学模型的创建，并对系统进行动态特性研究，提取了Hy-Vo齿形链板的运动轨迹、系统的传动误差、链条张力、链板间的接触应力以及链板与异型销轴间的接触应力，同时，进行了Hy-Vo齿形链板与异型销轴的柔性分析。分析结果表明，齿形链系统的运动轨迹符合链节的理论运动轨迹；系统能够保证准确的传动比；销轴与链板之间的接触力大于销轴与销轴之间的接触力，齿形链板承载着主要的载荷；所设计的Hy-Vo齿形链板与异型销轴符合强度的设计要求。 通过在高速磨损试验台上对Hy-Vo齿形链系统进行磨损特性试验，绘制了Hy-Vo齿形链中心距伸长量曲线与中心距磨损伸长率曲线，利用扫描电子显微镜，对磨损部位进行了微观扫描并研究其磨损机制。试验结果表明，混合动力汽车中的Hy-Vo齿形链传动系统在高速传动过程中，发生的磨损机制主要包括接触疲劳磨损、磨粒磨损以及微动磨损，内啮合链板与外啮合链板相比，承载着比较大的载荷，其磨损也较为严重。 综上所述，本论文所提出的汽车混合动力用齿形链传动系统设计方法，可以为汽车传动系统设计提供一定的理论指导，通过对齿形链系统进行动态特性分析、链板与销轴的柔体应力分析以及磨损特性的试验研究，进一步验证了齿形链系统设计方法的科学性与可行性。 【关键词】：混合动力 Hy-Vo齿形链 设计方法 动态特性 磨损特性
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究的背景及意义9-11
• 1.2 混合动力汽车的研究现状11-14
• 1.3 齿形链传动系统的研究现状14-17
• 1.4 本文的主要研究内容17
• 1.5 本章小结17-19
• 第2章 汽车混合动力用链传动系统设计19-33
• 2.1 混合动力汽车相关理论19-22
• 2.2 齿形链相关理论22-23
• 2.3 Hy-Vo 齿形链板设计23-25
• 2.4 齿形链轮设计25-29
• 2.4.1 直线型齿形链轮设计25-27
• 2.4.2 渐开线型齿形链轮设计27-29
• 2.5 链传动系统参数确定29-31
• 2.5.1 Hy-Vo 齿形链板的参数确定29
• 2.5.2 齿形链轮的参数确定29-30
• 2.5.3 齿形链系统确定30-31
• 2.6 本章小结31-33
• 第3章 汽车混合动力用链传动系统动态分析33-45
• 3.1 零件与齿形链系统几何模型的建立33-36
• 3.2 齿形链系统物理数学模型的建立36-39
• 3.2.1 创建约束36
• 3.2.2 接触建模36-37
• 3.2.3 施加驱动及负载37-39
• 3.3 系统仿真结果分析39-42
• 3.3.1 运动轨迹分析39
• 3.3.2 传动比分析39-41
• 3.3.3 接触力分析41-42
• 3.3.4 链条张力分析42
• 3.4 链板与销轴应力分析42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 汽车混合动力用链传动系统磨损试验研究45-65
• 4.1 磨损概述45-48
• 4.1.1 磨损定义及研究内容45-46
• 4.1.2 磨损的分类46-48
• 4.2 磨损类型48-51
• 4.2.1 黏着磨损48-49
• 4.2.2 磨粒磨损49
• 4.2.3 冲蚀磨损49-50
• 4.2.4 接触疲劳磨损50
• 4.2.5 腐蚀磨损50-51
• 4.2.6 微动磨损51
• 4.3 磨损测试51-56
• 4.3.1 试验样链52-53
• 4.3.2 磨损试验方法53-54
• 4.3.3 磨损曲线分析54-56
• 4.4 磨损形貌微观扫描56-58
• 4.5 磨损形貌分析58-64
• 4.5.1 磨损位置58-59
• 4.5.2 磨损机理分析59-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第5章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 作者简介及科研成果71-73
• 致谢73

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