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汽车同步带传动振动与噪声研究

史尧臣  
【摘要】:汽车同步带一般用于轿车发动机正时传动系统中,随着汽车发动机向小型化、轻量化的发展,对汽车同步带传动的振动、噪声和使用寿命等提出了更高的要求。本文针对汽车同步带正时传动减振降噪的要求,通过理论分析、仿真与试验相结合,系统研究了汽车同步带正时传动的振动和噪声产生的机理,基于两轮无负载传动试验,系统分析了ZA型汽车同步带传动的振动和噪声的规律,主要研究工作如下:基于汽车同步带传动振动与噪声国内外研究发展现状的基础上,系统分析了汽车同步带传动中的啮合冲击激励、刚度激励及外部激励对振动产生的影响,建立了啮合冲击激励动力学模型、综合啮合刚度模型和曲轴、凸轮轴的扭矩激励模型。本文针对汽车同步带是粘弹性复合材料体,为了进行刚柔耦合分析,提出了汽车同步带分层体积弹性模量测量方法。针对ZA型汽车同步带,基于刚柔耦合软件Recurdyn建立了ZA型两轮传动仿真分析模型,系统研究了传动过程中带齿结构变化对载荷分布的影响规律和主动轮转速、张紧力的变化对横向振动振幅和频率的影响规律。基于弦模型建立了汽车同步带横向振动动力学方程,进行了横向振动的固有频率及各阶振型求解和仿真分析。带的横向振动固有频率测量结果与理论仿真分析结果偏差较小。通过对汽车同步带传动噪声机理分析,提出了刚柔耦合多体动力学—有限元谐响应分析—声学边界元相结合的汽车同步带噪声预测仿真分析方法,对ZA型两轮传动系统进行了噪声仿真分析,得到的表面声压分布云图结果。基于两轮无负载振动与噪声试验,分析了主动轮转速、张紧力、带宽和带齿数等因素对汽车同步带传动中的振动和噪声的影响规律,验证了所提出的噪声预测仿真分析方法的可行性,为汽车同步带传动正时传动系统减振降噪提供了理论基础和试验分析方法,具有理论意义和应用价值。


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