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《东北大学》 2014年
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某型汽车变速器传动系统的建模与分析

徐建  
【摘要】:汽车变速器是一套用来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置,是汽车传动系统中最重要的部件之一,其性能的好坏直接影响到整车的各项性能指标。随着汽车工业的不断发展,人们对汽车变速器的性能也提出了更高的要求。某汽车公司欲推出新车型,在原有车型的基础上增大发动机的额定输出扭矩,本文将分析现有变速器的传动系统的承载极限,确定其是否满足新的承载要求以及能否应用在新车型上,并在现有结构的基础上提出改进意见,为新车型的开发提供有价值的理论依据。本文以某型汽车变速器为基础,通过Pro/Engineering、ANSYS等软件对其传动系统进行三维建模和有限元分析,校核在增加后的额定扭矩下的变速器传动系统的强度。本文主要研究工作如下:(1)对本文所用非标准刀具加工出的斜齿轮的渐开线和齿根过渡曲线在同一直角坐标系下推导出了精确的数学模型;利用Pro/E软件完成了变速器中的斜齿轮、同步器和传动轴等零件精确的参数化建模,并对各部件进行了精确装配。(2)通过分析斜齿轮啮合过程中接触线长度的变化规律,确定了最短接触线与齿轮参数以及转角的关系,并在最短接触线位置建立了包含支承轴的多点啮合齿轮系统模型,简化模型后导入到ANSYS/Workbench平台下对斜齿轮进行了有限元接触静力分析,得到了各档位齿轮齿面的接触应力云图,再通过计算得到的接触疲劳许用应力进行强度校核。(3)对斜齿轮的齿根弯曲应力进行了有限元分析。在转过一个轮齿的角度内分为多个啮合点,将齿轮和传动轴分别在这些啮合点上进行装配,按照实际工况进行约束加载,通过有限元分析方法得到各个啮合点的轮齿根部等效应力云图,校核各档位齿轮的齿根弯曲强度。(4)在ANSYS中对在不同档位工作下的传动轴进行有限元静力学分析,并对传动轴的危险截面进行疲劳寿命校核。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U463.212

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