动力耦合器锥齿行星齿轮传动动态特性分析

【摘要】面对日益加剧的能源和环境问题，混合动力汽车以其较高的燃油利用率和良好的传动性能，受到政府和企业的大力推广。动力耦合器（PSD）是混联式混合动力汽车的关键部件，能够实现多种动力源的耦合与能量分配，其传动性能直接影响整车动力性、平顺性等性能。差速耦合式PSD中锥齿行星齿轮系统由于其特殊的结构布置形式和复杂多变的使用工况，导致了其中的直齿锥齿轮易产生轴线退让误差，进而对PSD的传动性能产生重要影响。本文以PSD锥齿行星齿轮传动系统为研究对象，分析了轴线退让误差对PSD锥齿行星齿轮传动动态特性的影响。研究结果对于认识复杂的直齿锥齿行星齿轮传动系统动态特性，检测轴线退让误差故障，以及研发高传动性能的PSD系统,具有重要的理论和工程应用价值。本文依托国家自然科学基金项目“多场耦合条件下混合动力汽车动力耦合器的设计理论与方法”（51075179），对含轴线退让误差的锥齿行星齿轮传动动态特性进行相关研究，主要内容与结论分述如下：（1）基于含侧隙的直齿圆柱轮动力学分析模型的基础上，拓展建立了含轴线退让误差的直齿圆锥齿轮传动理论分析模型。理论推导了轴线退让误差与非正常侧隙及有效工作齿宽之间的关系，并基于轴线退让误差影响下的锥齿啮合刚度得到该理论分析模型的部分动力学响应，为后续验证含轴线退让误差的单对锥齿轮副多体动力学模型奠定基础。（2）针对影响锥齿传动轴线退让理论分析模型的关键因素——直齿锥齿轮啮合刚度，本文以锥齿当量齿轮啮合刚度代替直齿锥齿轮啮合刚度。利用数值计算方法得到了综合考虑齿轮五种变形时的锥齿当量齿轮啮合刚度，并与有限元方法计算的锥齿啮合刚度进行对比，验证了本文提出方法的正确性，进而得到了基于理论计算方法的含轴线退让误差的锥齿啮合刚度。（3）基于多体动力学仿真软件ADAMS，建立了考虑轴线退让误差的单对锥齿轮副的多体动力学模型，仿真并研究了两种工况下角速度和相对位移。结果表明，仿真结果在曲线形状、变化趋势和数值大小等方面与锥齿传动轴线退让理论分析模型的计算结果表现出较好的一致性，证明了采用多体动力学方法研究直齿锥齿轮传动动态特性的可行性，为锥齿行星齿轮传动的多体动力学仿真奠定基础。（4）建立了含轴线退让误差的锥齿行星齿轮传动多体动力学模型，研究了不同轴线退让误差值及不同行星轮退让个数对动态传动性能的影响规律。研究表明：轴线退让导致了轮齿的啮合连续性降低，产生啮合力冲击，且退让量越大，现象越明显；行星轮退让造成严重的偏载和冲击现象；不同退让量还会引起啮合力的频谱模式的差异，可为锥齿传动系统轴线退让故障的检测提供参考。
【作者】闫敬文；
【导师】王继新；
【作者基本信息】吉林大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】动力耦合器(PSD)；锥齿行星齿轮传动；轴线退让误差；啮合刚度；动态特性；

【参考文献】
[1]张吉.大陆与台湾两地高校棒垒球运动开展的差异性研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[2]吕勇哉.前馈控制及其工业应用[J].自动化学报,1979,03:187-199.
[3]王超.基于J2EE证券公司设备管理系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[4]白鑫,翟滢皓,邢妍,张勇.石墨烯/聚合物复合材料的研究[A].中国化学会高分子学科委员会.2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C].中国化学会高分子学科委员会:,2011:1.
[5]晋英子.无线自组网AODV路由协议改进研究[D].国防科学技术大学,软件工程,2012,硕士.
[6]郭莉佳.金属有机骨架多孔材料膜的制备与分离性能研究[D].吉林大学,无机化学,2014,硕士.
[7]孙颖.山水公司发展网元出租业务案例研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[8]易昌华,方守川,曹国发.基于卡尔曼滤波的海上地震勘探导航定位算法[J].石油地球物理勘探,2011,01:17-21+164+167-168.
[9]孙斌.油页岩矿物质分解特性研究[D].东北电力大学,动力工程及工程热物理,2013,硕士.
[10]任强.制造企业增量知识和存量知识及其交互关系对创新绩效的影响研究[D].中原工学院,企业管理,2012,硕士.
[11]白明.脉冲放电脱硫中的电机控制与电气参数分析[D].大连理工大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[12]汪诗海.r-clean群环与strongly r-clean环[D].广西师范大学,基础数学,2013,硕士.
[13]李宁.不完全信息下期权定价研究[D].浙江理工大学,基础数学,2013,硕士.
[14]耿守凡.个体化健康教育对手足口病患儿家长相关知识认知的影响[D].吉林大学,护理学,2014,硕士.
[15]许卓.湿陷性黄土地基地下连续墙承载能力研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[16]仇栾知子.西安地区种植屋面的建筑节能效应研究[D].西安建筑科技大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[17]汪姗姗.六安市失地农民社会保障问题研究[D].安徽大学,行政管理,2013,硕士.
[18]沈建苗.毋需启动的电脑即将到来?[J].微电脑世界,2010,11:18.
[19]武甲,田秀君,王锦,景传勇.应用纳米零价铁处理模拟含Cr(Ⅵ)无氧地下水[J].环境科学,2010,03:645-652.
[20]林珊珊.一、幽门螺杆菌napA基因的原核表达及初步分析 　二、幽门螺杆菌vacA毒性片段与cagA融合基因的原核表达[D].重庆医科大学,病原生物学,2004,硕士.
[21]赵锦苹.复杂电网中电压跌落随机预估的仿真分析[D].兰州理工大学,电力系统及其自动化,2014,硕士.
[22]黄魏超.新西兰小学汉语教学设计与实践[D].上海外国语大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[23]彭义铮.城郊失地农民可持续生计的社会支持体系研究[D].西南大学,社会学,2013,硕士.
[24]沈剑.不同胎龄维甲酸诱导脊髓脊膜膨出胎鼠神经损害的形态学观察[D].复旦大学,儿科学,2011,硕士.
[25]SongMingxing.用神话原型批评分析《野草在歌唱》[D].西安外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[26]吕小莲.基于四自由度西红柿采摘机器人视觉系统的研究[D].沈阳农业大学,2008.
[27]刘剑锋.消费者协会参与消费公益诉讼法律问题研究[D].广东财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[28]刘舟.不良视频检测系统的设计与实现[D].华中科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[29]王战国.大跨度预应力混凝土V型墩连续刚构桥的静力分析与工程控制[D].浙江大学,2006.
[30]杨谦.IT设备管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[31]李楠.琥珀酸瓜尔胶酯在[BMIM]Cl离子液体中的合成及应用[D].华南理工大学,轻工技术与工程,2012,硕士.
[32]顾和根.基于离子氮化的复合表面处理抗扭动微动磨损机理研究[D].西南交通大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[33]高磊.肢残儿童网络媒介素养养成途径研究[D].西南大学,教育技术学,2014,硕士.
[34]张毅.实时数据无线监控系统的研究及应用[D].浙江大学,2005.
[35]陈雁.抗M3R抗体和IL-18在原发干燥综合征中作用的研究[D].厦门大学,药理学,2014,硕士.
[36]仵博,吴敏.一种基于信念状态压缩的实时POMDP算法[J].控制与决策,2007,12:1417-1420.
[37]师维.成就目标定向与外语成绩的关系[D].湖北大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[38]慈雪萍.表达TIPE2腺病毒载体的构建及其对结肠癌细胞增殖的影响[D].苏州大学,肿瘤学,2014,硕士.
[39]赵团.新时期以来西北报告文学的精神特质研究[D].兰州大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[40]郭伟.科技型企业并购战略研究[D].南京工业大学,2003.
[41]李然然.我国公租房供给机制研究[D].山东大学,行政管理,2013,硕士.
[42]陈旭.跨国种业并购重组的模式选择与经济绩效研究[D].浙江大学,国际贸易学,2013,硕士.
[43]朱丽静.论《洛丽塔》中戏拟手法的运用[D].河北师范大学,英语语言文学,2004,硕士.
[44]王鹏.钾硫营养对大豆产量及品质影响的研究[D].东北农业大学,种植,2003,硕士.
[45]刘莹莹.我国气象部门行政执法中存在的问题及其对策的研究[D].内蒙古大学,公共管理,2013,硕士.
[46]舒艳.高中思想政治课教师教学反思存在的问题与对策[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[47]任琰.基于MRP理论的自行车厂家生产管理系统研究与应用[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[48]陈怡欣,萧德云.一种基于扩张原理的模糊模型及其辨识方法[J].自动化学报,1999,06:743-749.
[49]张海姗.排球联赛现场观众满意度评价指标体系的构建[D].沈阳体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[50]冯雯静.BH装饰公司的全面预算管理研究[D].河北大学,会计,2014,硕士.