6AT变速器主减齿轮系统振动特性分析与齿轮修形研究
变速器作为汽车的主要组成部分，其内部的振动噪声与整车的NVH性能密切相关，所以对变速器的NVH性能进行研究是十分必要的。随着变速器技术的快速发展，传统三轴式变速器已经逐渐被市场淘汰，AT变速器成为了消费者的首要选择，在高挡位AT变速器国产化历程中，大量研究表明，位于变速器下方主减齿轮系统的振动是变速器产生噪声的主要原因。为改善AT变速器的NVH性能，目前各大汽车厂商所采用的解决办法是提高主减齿轮组的加工精度，但该方法会大幅增加变速器的生产成本，所以各大厂商在不断探寻AT变速器减振降噪的其他解决方案。 鉴于此，本文以国产6AT汽车变速器为研究对象，研究主减齿轮组在啮合过程中动态激励的产生机理和作用方式，建立主减齿轮组所在传动系统的全自由度非线性动力学模型，基于该模型计算出主减齿轮系统的动态特性，并通过齿轮综合修形的方式降低主减齿轮系统的振动幅值，主要研究内容如下： 首先，分析影响齿轮传动的动态激励。主要分析6AT变速器内部主减齿轮组啮合刚度激励的产生机理和作用方式，采用啮合线长度替代法求解主减齿轮组的啮合刚度，分析齿宽及螺旋角与啮合刚度的关系，并研究其他激励的产生机理和计算方法，为建立主减齿轮系统动力学模型奠定基础。 其次，建立主减齿轮系统的非线性动力学模型，并分析系统在不同工况下的动态特性。分析主减齿轮组在传动过程中轮齿的受力情况，基于集中参数法和广义有限元思想，在每个节点上考虑6个自由度，建立齿轮-轴-轴承耦合的非线性动力学模型，并基于该模型获得主减齿轮系统的振动特性曲线，研究转速、齿侧间隙以及啮合刚度波动范围对主减齿轮系统振动特性的影响。 再次，为改善6AT变速器的NVH性能，对主减齿轮组进行综合修形。以啮合线上载荷分布密度最小、误差幅值最小为优化目标，采用多目标优化的遗传算法求解出最佳修形参数，建立修形后主减齿轮组的齿面方程，对修形前后的主减齿轮组进行有限元分析，得出齿轮修形前后轮齿间的正应力大小、载荷分布情况和齿轮啮合刚度变化规律，将修形前后的齿轮啮合刚度带入动力学方程中，对比计算结果，验证齿轮修形在改善主减齿轮系统振动噪声方面的有效性。 最后，搭建实验平台，对6AT变速器进行实验研究。以某国产6AT变速器为研究对象进行振动噪声实验，并对不同工况下的实验结果进行分析，验证主减齿轮组综合修形可以有效改善6AT变速器的NVH性能。
汽车变速器;齿轮传动系统;振动特性;修形参数;噪声性能
哈尔滨理工大学
硕士
机械制造及其自动化
付鹏强
2022
中文
U463.2
2022-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）