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无级变速滚销链传动系统的设计方法研究

吴慧  
【摘要】:无级变速器具有良好的燃油经济性、动力传动性、驾驶平顺性、舒适性、操纵简便等优点,链传动具有结构简单、传动效率高、变速范围大等优点,无级变速滚销链传动系统集无级变速器与链传动的优点于一体,是汽车动力传动系统中一种复杂的高端产品。尽管无级变速滚销链已经应用于汽车动力传动系统中,但只有国外少数发达国家掌握了关键的专利核心技术。国内对于无级变速滚销链传动系统的研究仍处于初级阶段,尚未形成系统、完善、成熟的设计与分析方法。无级变速滚销链传动系统中滚销链不同片形链片的装配结构、不同节距链片的排列组合方式及其振动特性,对于改善变速器的传动特性,提高燃油经济性、减小振动、降低噪声等方面具有重要的意义。因此,本文依托工信部工业强基项目,在企业委托技术开发项目“链条仿真技术开发(2014220101000408)”的支持下,针对无级变速滚销链传动系统的设计方法进行了研究,主要研究内容如下。1.介绍了无级变速器的工作原理,建立了无级变速滚销链传动系统的运动学方程,阐述了无级变速滚销链的组成形式。研究了不同片形的链片之间可以装配和不可以装配的原因,总结了每种片形的装配规律及不同节距链片的排列组合。2.基于多自由度系统动力学理论,建立了无级变速滚销链传动系统的振动离散模型。从能量的角度出发对系统进行分析,列出非保守系统的拉格朗日方程,推导出了无级变速滚销链传动系统的振动微分方程。借助Matlab编程与科学计算软件分析了滚销链传动系统的振动特性。3.基于机械振动的弦振动理论,建立了计算无级变速滚销链传动系统振动模态的数值计算方法。用该数值计算方法分别对整挂无级变速滚销链的振动模态和无级变速滚销链紧边链条的振动模态进行了研究。4.运用本文提出的设计方法,设计了一款新的无级变速滚销链并对其进行了振动学及动力学特性分析,从分析结果可以看出所设计的无级变速滚销链传动系统满足使用及主机厂设计要求。从而进一步验证了本文所提出的无级变速滚销链传动系设计方法的合理性和正确性。论文建立了一套集运动学数学模型、程序语言、仿真分析三位一体的无级变速滚销链传动系统正向设计方法,为无级变速滚销链传动系统的设计与分析提供了重要的理论支撑,对于加快我国无级变速滚销链传动系统的发展,提升我国正向自主设计高性能、高可靠性的无级变速滚销链传动系统的能力具有重要的理论指导及工程实用价值。


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