二轴五档机械式变速器传动机构设计【说明书+CAD】
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二轴五档机械式变速器传动机构设计【说明书+CAD】,五档,机械式,变速器,传动,机构,设计,说明书,CAD
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附录附录英文文献- 43 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 44 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 45 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 46 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 47 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 48 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 49 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 50 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 51 -二轴五档机械式变速器转动机构设计- 52 -二轴五档机械式变速器转动机构设计附录文献翻译手动变速箱/减速器的动态效率建模与分析摘要 为了分析和模拟车辆传动系统的动态效率，从理论功率损耗推导出了弹性流体动力润滑条件下的正齿轮/斜齿轮的公式（EHL）。将直齿圆柱齿轮预测模型与实测数据进行比较，验证了啮合效率模型的有效性。采用广泛应用并符合实验结果的油搅拌，风阻和轴承功率损耗公式，将应用于分析手动传动系统的效率。根据变速器各部分的功率损耗公式，建立了基于 Matlab / Simulink 的手动变速器/减速机的动态传动效率模型。在新的欧洲驾驶周期（NEDC）下，模拟了特定五速手动变速箱的每个档位的效率图。最后，在仿真结果方面，提出并分析了一种新型变速箱，能够显着提高传动效率。关键词：齿轮啮合功率损耗，油搅拌和风阻，动态传动效率，建模1.介绍车辆驱动系统的传动效率通常被视为固定值。然而，传输效率总是随着转速和转矩的变化而变化（Zhao et al。，2009）。为了减少驱动系统的功率损耗并延长驱动范围（特别是电动汽车），驱动系统的动态效率建模是首要任务。由于齿轮传动广泛应用于机械传动系统，本文从齿轮啮合效率的研究入手。 在摩擦系数方面，齿轮效率调查可分为三类（Xu et al.，2007）。 第一组研究通过假设沿着整个接触表面均匀的给定摩擦系数来研究齿轮效率。Yao et al.（2001 年）。将摩擦系数视为常数。从啮合区域的瞬时啮合效率和平均效率的计算公式是从驱动功率和负载功率的角度来实现的。第二组依靠公布的摩擦系数实验公式。 Xu and Kahraman（2007）列出了适用范围内精确的经验公式。第三组引入弹性流体动力学润滑（EHL）行为计算摩擦系数（Xu et al。，2007）。在流体动力学，接触力学和摩擦学的基础上，获得了广泛应用的公式，但这些公式涉及太多因素，因此复杂。 对于斜齿轮啮合功率损耗的更为复杂的计算和分析，很少提及。基于 CFD 软件的油搅拌损失的理论分析和模拟研究是罕见的，而在实验的基础上有许多经验公式来预测油搅拌损失。 Changenet 和 Velex（2007）审查了主要的搅拌计算公式，包括 Terekhov，Lauster，Boos 和 Boness 根据实验结果提出的公式，修改了这些公式，并将计算结果与实验结果进行了比较。俄亥俄州立大学机械工程系在石油搅拌损失的理论研究上取得突破（Seetharaman，2009; Seetharaman 和 Kahraman，2009）。他们将油搅拌功率损耗分为四个部分，其中包括齿轮的周边和面部的阻力损耗，根部灌注造成的功率损耗和油渍功率损耗，以及分别提出的理论公式，并通过实验进行了演示。但这种方法涉及很多参数，其数值解难，因此不实用。- 53 -二轴五档机械式变速器转动机构设计齿轮风量功率损耗的计算也基于经验公式。 Eastwick 等人 （2008）提出了根据实验结果提出的汤森和道森提出的拟合公式，并介绍了关于 CFD 齿轮风速模型建立的相关文章。 Diab 等人 （2004）将重点放在高速风电功率损耗方面。 他们首先根据实验数据总结了安德森和洛文特哈尔齿轮对的风阻计算公式，并给出了实验数据的拟合公式，并提出了实验过程和结果，最后提出了两种不同的理论方法：尺寸分析和流体流动分析。此外，提供了这些公式给出的结果与实验证据之间的比较。然而，从整个变速箱的角度来看，对损失的研究和分析很少。 在计算变速箱各部分功率损耗公式的基础上，Changenet 等 （2006）建立了热网模型来预测传输的功率损耗，并展示了其结果。 但是 Changenet 等 （2006）只是简单地整合现有公式而不考虑风阻。 Timothy（2008）进行了详细的实验，以在宽范围的速度和扭矩范围内提供实验结果，这对于展示传动/减速机的预测模型是有意义的。 然而，传输的基本参数没有提供，限制了实验数据的应用以演示具体的预测模型。本文着重于考虑各种动态参数的齿轮啮合功率损耗的理论推导和分析，特别是在计算斜齿轮功率损耗的过程中引入双积分算法。 此外，本文基于 Matlab / Simulink 建立了齿轮箱/减速机的精确传动效率模型，综合考虑齿轮箱各部件的功率损耗，并介绍了油搅拌，风阻和轴承摩擦等经验公式。 基于许多实验数据拟合。 该模型可以帮助预测变速箱的传动效率。 此外，本文提出了一种配置，以分析仿真结果后提高变速箱的传动效率。2.齿轮啮合功率损失齿轮啮合功率损耗可分为两部分，滑动和滚动功率损耗。 在 EHL 条件下，数学模型的准确性主要取决于摩擦系数，载荷分布，啮合点位置和油膜厚度。 本文对这些因素进行了研究，推导出啮合周期内平均齿轮啮合机械功率损耗。2.1 直齿齿轮- 54 -二轴五档机械式变速器转动机构设计图 1. 外啮合齿轮对原理图如图 1 所示，网格循环被定义为从啮合点到一对啮合齿的啮合点的运动。 行动方向分为四个部分（PC，CB1，PD，DB2），用于计算。 以节点 P 为原点。 首先计算啮合点的瞬态啮合功率损耗。 它是网格点位置的函数。 然后分别计算沿着啮合方向和啮合方向的积分。 最终得到整个网格周期的平均功率损耗。根据啮合渐开线齿轮的性质，除了仅存在滚动速度的节点之外，在不同的啮合点上同时存在瞬时滑动和滚动速度。 由于一对齿轮的接合表面的接触状态是连续的，根据联系力学（Johnson，1992）的知识，两个啮合齿轮的啮合点的正常速度分量相等。2.2 螺旋齿轮斜齿轮的任意横截面实际上是具有无限小宽度的正齿轮。 螺旋齿轮可以看作无限小宽度的无限正齿轮的积累。 其网格效率的计算与正齿轮的计算相同。假设齿轮刚度是恒定的，并且负载沿着接触线均匀分布。 在从啮合点到一对啮合齿啮合点的一个啮合区域中，啮合点的位置随时间以及齿轮接触线的长度而变化。 在此过程中，齿轮接触线的长度从 0 增加到最大 bt，然后从最大值减小到 0.图 2 显示了- 55 -二轴五档机械式变速器转动机构设计两张照片。一种是渐开线接触比等于或大于面接触比，而另一种则是渐开线接触 比例小于面接触比。图 2. 螺旋齿轮啮合区B1 是齿轮前面的接合点，B2 是齿轮背面的接合点。B1E1 被认为是前面的啮合区域。一个啮合周期从啮合点开始并在接合点处结束。 网格划分区域 B1B1B2B2 分为图 2 所示的五个部分，分别计算各部分的功率损耗。 假设 K 是齿轮前面的啮合区域中的一个啮合点。 K 和 P 之间的距离是 s。 假设有一个足够小的 dz 长度的接触区域，它可以被认为是接触线 KK上的一个点。 该区域和 PP之间的距离为 x。 将节点设为 P 为原点。啮合区域的接触线的整个长度为 Lall。而这个长度通常变化很小（Pu 和 Ji，2006），其中根据上述分析，利用双重积分来计算螺旋齿轮的啮合效率。3.轴承的功率损失传动系统中的轴承是支撑轴抵抗负载的部件。 轴承功率损耗是由点接触或线接触的摩擦引起的。 如今，轴承功率损耗一般分为两部分，由负载引起的摩擦功率损耗和由润滑剂引起的粘性摩擦。4.油搅动功率损失和风阻损失由于齿轮表面和侧面上的油阻力以及在啮合区域中润滑剂的挤压，存在油搅动功率损失。 在这里，油搅拌可以根据拟合公式（Changenet 和 Velex，2007; Changenet 等人，2006）表示5.模型验证由于参考文献中提出的轴承摩擦，油搅拌和风阻功率损耗的经验公式是可靠和广泛应用的，本章主要展示了正齿轮啮合效率模型与参考文献中的实验结果。 对于斜齿轮，本文没有提供具体的演示，因为斜齿轮的计算公式可以与正齿轮相同的方式推导出来。本文的模拟（Xu，2005; Chase，2005）来自以前被普遍接受的情况，其中包括两个正弦齿轮对（23T 和 40T），其传动比均为 1.仿真参数负载分布理想。- 56 -二轴五档机械式变速器转动机构设计由于实验条件的限制，本文采用其他研究者的实验（Xu，2005）来演示仿真结果。将齿轮啮合功率损耗与总功率损耗分开是困难的。 提供了机械效率曲线（Xu，2005），包括负载条件下的轴承功率损耗，为了演示齿轮啮合功率损耗模型，在模拟中应考虑负载条件下的轴承功率损耗模型。通过比较，本文的数学模型显然比周刊的数学模型更为准确（Zhou，2004）。有两个原因一方面考虑齿轮表面粗糙度对摩擦系数的影响。与啮合点的位置相关的
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