某电动汽车二挡变速器振动特性分析与优化

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近些年来,随着全球能源紧缺和环境污染等问题的日益加剧,发展新能源汽车成为当下一大热点,纯电动汽车以低能耗、低污染的特点在全球迅速普及。相较于燃油汽车而言,电动汽车整体噪声水平更低,动力总成噪声在整车噪声中所占的比例更大,且消费者也愈加注重对于行驶舒适性的要求。因此,变速器振动特性的优化可以有效推进新能源汽车的推广与发展。文中以某款电动汽车二挡变速器为研究对象,以变速器内部振动噪声的结构传递路径为导向,分别从齿轮传动系统和壳体着手,分析两者对变速器振动特性的影响规律,并依据分析情况展开设计改进。具体研究内容如下:(1)由于壳体结构以及其受载情况较为复杂,因此利用Hypermesh搭建壳体有限元模型,并在Opti Struct求解器中求得壳体的应力分布云图和位移分布云图,通过对壳体的最大应力和最大位移进行分析,以辨别壳体的强度和刚度能否达到要求;随后通过约束模态下的频率和振型情况进一步研究壳体动态特性状态,并针对壳体结构薄弱处进行改进与校核。(2)分析变速器的基本结构及原理,考虑到系统各柔性部件的变形问题,通过模态凝聚法耦合柔性部件与传动系统,运用软件MASTA搭建变速器刚柔耦合动力学模型,对传动系统中的齿轮、轴、轴承进行校核,验证传动系统的可靠性。(3)根据齿轮传动系统内部激励原理,分析内部激励对于齿轮传动平稳性的影响规律以及变速器本身的振动噪声情况。并从轴方位角的角度研究其对系统动态响应的影响情况,以提供可靠的设计方案,为系统安全运行提供基础保障。此外,从传动轴弹性模量的角度,研究了轴变形对齿轮振动的影响规律。(4)分析压力角、螺旋角对于齿轮啮合特性的影响规律,为齿轮在宏观参数的设计选择中提供了依据。此外,使用正交试验法研究齿轮微观修形参数,分析齿向起鼓量、齿向线性修形量、齿廓起鼓量、齿廓线性修形量对传递误差的影响情况,结果表明,齿向起鼓量对传递误差影响最大,最后得出行星级齿轮的最优修形方案,并通过噪声值曲线变化趋势验证了方案的可行性。
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