纯电动汽车电控机械式变速器设计与动态分析

【摘要】：随着世界经济的高速发展，能源问题也变得越来越突出。而作为新一代的环保汽车——纯电动汽车的发展现在也愈来愈受到每个国家的重视，并且已经成为技术竞争的焦点。目前电动汽车越来越普遍，由于环保、节能方便等优点受到人们的青睐，但是对电动车的舒适性也提出了更高的要求。在对电动汽车的噪声与振动问题分析中，变速器则是影响全局指标的关键性部件，其齿轮传动系统的性能好坏会直接影响到电动汽车的各项性能与指标。因此对变速器振动问题的研究显得尤为必要。 本文以某款电动汽车的电控机械式变速器的设计以及动态分析为主要目标，首先进行了电控机械式变速器的设计，并利用Solidworks软件进行了建模。对电动汽车自动变速器齿轮传动系统振动产生的原因以及振动与噪声的传递路径进行了分析，并应用传递矩阵法建立了变速器传动系统的振动方程，并应用MATLAB编程计算求得考虑齿轮啮合刚度和不考虑齿轮啮合刚度两种情况下在二档时传动系统的固有频率。建立了齿轮副扭转振动分析模型，并且分析了齿轮啮合刚度、重合度、齿侧间隙以及外载荷等因素对系统动态特性的影响。最后应用ANSYS有限元分析软件建立了有限元模型，进行了模态分析，得到了系统的前10阶固有频率。最后将结果与之前利用传递矩阵法分析得到的结果进行了分析对比，进一步验证了整个分析的正确性与准确性。 本文通过对整个变速器的设计，建模以及仿真分析，可以为以后的研究提供理论基础，以便进行更深入的研究与开发。 【关键词】：电动汽车 变速器 动态分析 传递矩阵 ANSYS
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72;U463.2
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 课题研究背景及意义15-16
• 1.2 电动汽车振动的特点16-17
• 1.2.1 电动汽车振动的特点16-17
• 1.2.2 电动汽车与传统汽车在有关振动方面结构上的区别17
• 1.3 国内外发展历史以及研究现状和趋势17-22
• 1.4 项目的来源与研究思路22
• 1.5 本章小结22-23
• 第二章 电动汽车两档自动变速器结构设计23-34
• 2.1 变速器方案设计23-26
• 2.1.1 变速器类型23-26
• 2.1.2 方案设计26
• 2.2 变速器结构设计基本参数26-27
• 2.3 变速器的结构设计27-32
• 2.3.1 齿轮的设计27-30
• 2.3.2 轴的参数设计30-32
• 2.4 三维建模32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 动力学建模与分析34-58
• 3.1 振动原理分析34-35
• 3.2 传递矩阵法35-38
• 3.2.1 单元传递矩阵36-37
• 3.2.2 系统的传递矩阵37-38
• 3.3 基于传递矩阵法的固有频率分析38-44
• 3.4 动力学特性分析44-56
• 3.4.1 齿轮副非线性动力学模型44-47
• 3.4.1.1 微分方程的建立44-46
• 3.4.1.2 刚度激励46-47
• 3.4.1.3 误差激励和齿侧间隙47
• 3.4.1.4 运动方程的无量刚化47
• 3.4.2 实例分析47-56
• 3.4.2.1 不同外载荷对齿轮机构振动的影响48-49
• 3.4.2.2 非整数重合度对振动特性的影响49-52
• 3.4.2.3 齿侧间隙对齿轮副非线性振动特性的影响研究52-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 基于有限元法的建模与分析58-66
• 4.1 模型的建立58-60
• 4.1.1 软件介绍58-59
• 4.1.2 三维建模59-60
• 4.2 模态分析60-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 本文总结与工作展望66-68
• 5.1 本文总结66-67
• 5.2 工作展望67-68
• 参考文献68-70
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况70-71

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