汽车双离合器自动变速箱双子链传动系统设计分析与噪声特性研究

【摘要】双离合器自动变速器在换挡过程中无动力中断，能够给驾驶员和乘客提供换挡过程的舒适性，有效提高了汽车的效率和性能，因此，未来汽车会越来越广泛的采用双离合器自动变速器。传动系统的动力和扭矩从发动机曲轴输出，通过链传动系统将动力源源不断的传递到两个离合器外部齿圈，通过拨叉拨动不同传动比的齿轮啮合调节转速，实现汽车速度的变化。本文是结合企业委托研究项目“汽车双离合器自动变速箱双子链传动系统的设计分析研究”，依据齿形链啮合原理，根据双子链传动系统设计条件，进行双子链链板链轮和整个系统的参数设计，建立其三维仿真模型，在额定转速条件下对链板链轮进行刚柔耦合分析，在三种不同工况下对双子链传动系统的动态特性进行分析，并对双子链传动系统用链条进行噪声特性的试验研究，并与国外知名链条的噪声特性进行分析对比。本文首先根据双子链系统的初始输入参数，提出了链传动系统及链板销轴的参数设计方法以及校核方法，从渐开线的生成原理与坐标变换入手，详细的介绍了渐开线链轮外部齿廓的设计方法，对链轮主要参数的设计方法进行了阐述，给出了链轮变位系数的求解计算方法。然后根据计算的参数建立各零部件的三维模型，并对链板和销轴进行网格划分，进一步建立链板链轮刚柔耦合分析模型，基于刚柔耦合仿真分析结果，对链板与销轴的接触力和链板与销轴的波动量进行了分析，研究了链板与链轮的啮合特性；提取了链板与销轴在运动过程中所受的应力云图，分析链板销轴在运动过程中的受力薄弱环节。本文还建立了整个双子链传动系统的仿真分析模型，分析了系统运动过程中链条张力、链板链轮的接触力，链节的运动轨迹以及链传动系统的传动误差等。最后在企业专用的噪声试验台上对本文设计的双子链链条的噪声特性进行验证，对双子链传动系统传动用链条的噪声值以及噪声频谱等噪声特性进行测试分析，并在相同工况下对国外某知名品牌圆销式齿形链传动用链条的噪声特性进行分析，并对两种不同的链条的噪声试验结果进行分析对比。综上所述，本文设计的双子链传动系统传动用链条的设计符合设计要求。刚柔耦合分析结果表明，链板销轴的接触力较小，链板销轴的接触应力远小于其屈服强度，符合设计要求。系统仿真分析结果表明，链条张力、接触力和传动误差都在允许的范围内，系统的动态特性符合设计要求。对链条的噪声值以及噪声频谱的分析结果表明，链条的最大噪声值在企业要求的范围内，在正常负载和超载的情况下，本文设计的链条与国外知名品牌链条的噪声特性变化趋势一致，本文所设计的双子链条的噪声特性符合工况要求。因此，本论文的研究成果将为链传动系统的设计分析以及噪声试验提供相应的技术支持。
【作者】郭海涛；
【导师】程亚兵；
【作者基本信息】吉林大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】双子链；系统设计；动态特性；传动误差；噪声特性；

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