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机械式汽车变速器速比优化设计及
扭转振动
分析
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变速器是汽车传动系统中一个比较关键的部件,它设计的好坏直接影响
到汽车的实际使用性能。变速器的速比设计虽然有许多理论可以参考,但大
多数只是经验公式,对于具体传动比的分配还没有一种较为实用的计算方法。
传统理论一般是根据经验或参照同类车型来确定变速器传动比,这显然有它
的不足之处:主观性因素较大,而且没有一种有效的评价指标来确定性能的
好坏。本文通过分析传统等比级数分配速比的优缺点,创造性地提出了基于
变速器各个档位使用率的不同,以发动机功率的实际使用率最大化作为目标
函数进行优化设计的变速器速比分配方法,并用实例计算的结果证明它是一
种非常有效的设计方法。
我国现在的变速器设计多采用类比设计和静态设计。用这种传统设计方
法所设计的产品,在性能、成本、使用等方面均存在许多问题。要改变我国
目前的设计现状,首要的任务是必须由静态设计走向动态设计。所谓动态设
计,其根本目的在于消除或减小机械振动、冲击和噪声等动态性能对机械的
影响,使机械能够平稳、低噪声运转,延长使用寿命,提高效率,减少对环
境的污染和人体的危害。本文对变速器进行振动建模分析,用拉格朗日方程
推导变速器单对齿轮副的扭转振动、直齿轮的啮合耦合振动、斜齿轮的啮合
耦合振动进行分析。创造性的用传递矩阵法推导变速器齿轮传动链的扭转振
动、纵向振动、外激励作用下的扭转振动的振动分析模型。在推导扭转振动
的过程中,综合考虑了变速器的分支系统对传动链的影响,选取中间轴为扭
振的主链,输入轴和输出轴作为分支。
此论文对于一些汽车厂家的变速器初步设计、选型具有指导意义,可以
帮助他们更好的设计出与发动机和传动系匹配的变速器,并最终提高企业在
行业中的竞争力。本文基于这个目的进行研究和探讨,试图找出与发动机,
传动系的其他部件间的配合更为的合理变速器的设计方法。
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