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汽车变速器齿轮系统动力学行为分析 钱 锋 (泛亚汽车技术中心有限公司，上海 201201) 【摘要】 以单对渐开线直齿圆柱齿轮传动为例，对汽车变速器齿轮非线性动力学建模及其动力学行为 分析方法进行了研究 ，分析了随着齿轮副激励频率、载荷 比、阻尼比等参数变化系统周期解结构的变化情况，相 关方法和结论对于更好地掌握变速器齿轮动态特性，以及更好地对变速器进行NVH控制有指导意义。 【Abstract】 Analysisonthedynamicbehaviorofvehiclegearboxbasedonnonlineardynamics iscarriedoutinthispaper．Thedynamicstabilityofthegearpairsystem isdiscussedwithconsidera— tionofthe influenceofexcitationfrequency，damperratio，etc．Theconclusionsarehelpfulforim— provementoftheNVH controlofgearbox． 【关键词】 变速器 汽车 齿轮 非线性动力学 doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2011．01．07 设计，更好地实现传动系统 NVH控制有一定的借 0 引言 鉴意义。 近几年来 ，汽车的振动噪声 问题越来越为消 1 单对齿轮副非线性动力学模型 费者关注。其 中动力传动系的振动噪声 问题尤为 突出，并且极易引发用户投诉 ，是汽车产品研发 中 齿轮传动间隙，尤其是齿侧隙是影响其动力 NVH设计与控制的重点和难点之一。传动系中齿 学性能的重要结构 因素，因此 ，在系统建模 中需要 轮副传动是最常用的传动形式，因此研究齿轮传 重点考虑。本文采用集 中质量法建立单对齿轮副 动的振动控制是解决传动系振动噪声 问题的关 传动的动力学模型，即认为系统是 由只有弹性而 键 ，具有重要的理论意义和现实意义。 无质量的弹簧和只有质量而无弹性 的质量块组成 齿轮传动系统中，由于传动间隙的存在，使得 的，并采用以下假设 ： 系统呈现强非线性动力学特征 ，也对齿轮系统 的 (1)传动轴和轴承的刚度足够大，即齿轮的横 低噪声设计带来很大的困难 ，掌握齿轮传动系统 向振动相对于扭转振动可以忽略不计 ，进而可 以 中间隙等参数对系统动力学行为的影响机制，有 认为两齿轮的中心是固定的，其运动只有扭转运 助于提升齿轮传动的效率及动力学品质，更有效 动而没有横 向的运动 ； 地对其振动噪声进行控制。_1-2] (2)不考虑运动时由支承轴承所产生的摩擦 本文以单对渐开线直齿圆柱齿轮传动为例， 的影响； 对齿轮传动系统非线性建模方法及动力学行为的 (3)这对常啮合齿轮均为渐开线直齿圆柱齿 分析进行研究，相关结论对于改进传动系统齿轮 轮，齿轮之间的啮合力始终作用在啮合线方向上， 收稿 日期 ：2010—11—16 · 28 · 上海汽车 2011．01 麟 两齿轮简化为 由阻尼和弹簧相连接 的圆柱体，阻 方程 (1)可以改写为 ： 尼系数为两齿轮啮合时的啮合阻尼，弹簧 的刚度