汽车变速箱齿轮传动系动力学振动特性的研究-CAMEO-计算机辅助多.PDF

振动与冲击 AND 第29卷第1期 JOURNALOFVIBRATIONSHOCK 汽车变速箱齿轮传动系动力学振动特性的研究 郭磊1，郝志勇，蔡军2，刘波2 (1．浙江大学发动机振动噪声实验室，杭州310027；2．重庆长安汽车工程研究院，重庆) 摘 要：建立发动机盐柄连秆系统的扭振当量模型，得到飞轮端动态转速波动及扭振角位移作为齿轮传动系主轴 输入端的动态激励；采用多体动力学方法建立某五挡手动变速箱齿轮传动系动力学模型，以二档为例，分析了上档齿轮在 齿面啮合时变刚度作用下产生的呜呜噪声(GearWhiIle)特性，及未上档齿轮在其自由惯量和齿侧隙下产生的咔嗒噪声 (GearRattle)特性；分析了发动机二档转速范围内齿轮传动轴各处轴承动态载荷的频谱特性；同时，利用实验测量的曲轴 系扭振各阶次曲线验证了扭振当量系统模型的正确性，并利用实验表面振动速度法识别了转速范围内变速箱结构的振动 速度级，验证了动力学仿真模型中得到的动态啮合冲击载荷的特性。 关键词：多体动力学；变速箱；齿轮传动系；振动与噪声 中图分类号：THl32．4文献标识码：A 库 汽车及发动机结构振动噪声及舒适性(NVH)已成内部曲柄连杆机构在燃气爆发压力和往复惯性载荷的 为评价动力机械产品品质的重要指标。变速箱结构振动 作用下，曲轴飞轮端产生动态转速和扭矩的波动，因 例 噪声特性显著的制约了动力总成乃至整车的NVH特性， 此，需同时分析发动机曲柄连杆机构的动态运动学特 因此，有必要采用仿真分析的手段对变速箱齿轮传动系 性。相关发动机及变速箱的技术规格如下所述。 动力学特性进行分析，以便寻找相应的振动和噪声源。 (1)发动机 案 近年来，国内外众多学者在齿轮传动系动力学特 型式：水冷直列四冲程汽油机； E 缸数：4缸； 性分析中开展了广泛的研究，取得了较多研究成果；文 A KW／6000 献[1]采用一维到三维多体动力学方法对车辆传动系 标定工况：112 Rpm； Nm／4500 动力学特性进行了分析研究；文献[2]采用数值仿真结 最大扭矩点：192 Rpm； C 合实验的方法分析了某自动变速箱传动轴系的齿轮啮 (2)变速箱 合呜呜噪声的动力学特性，考察了轮齿啮合特性及轴 型式：横置式手动5档。 模 承动态载荷；文献[3]针对变速箱齿轮啮合敲击噪声进 2变速箱齿轮传动系的输入激励 行了参数敏感度分析，分析发现齿侧背隙对导致的齿 轮传动咔嗒噪声有重要贡献，并通过仿真手段验证了 变速箱齿轮传动系中重要的激励源来自于曲轴飞 凯 齿轮箱输入轴角速度波动是造成齿轮咔嗒噪声的重要 轮端及包含离合器惯量下的动态扭矩与转速波动，文 O 中建立活塞曲柄连杆系统扭振当量系统模型，在活塞 外部原因；文献[4]建立了柴油机前端正时齿轮传动多 体动力模型，对柴油机前端