某轻型车用变速器传动效率分析计算

摘要

随着能源危机的日益凸显，减少燃油消耗，提高汽车的燃油经济性已成为各大汽车厂近年来面临的巨大挑战。变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其传动功率损失对整车的燃油经济性有较大的影响，通过建立变速器传动功率损失预测模型，预测变速器传动效率，了解变速器结构及运行因素对传动效率的影响规律，是合理设计变速器，提高变速器传动效率不可或缺的重要环节。本文的主要工作和结论如下：
　　①斜齿轮啮合效率计算及影响因素分析
　　1）斜齿轮载荷分布计算方法
　　根据渐开线方程、渐开螺旋面方程及齿轮啮合特点，分析接触线上啮合点的空间位置关系，推导斜齿轮接触线方程并对接触线进行求解；在考虑支承轴弹性变形、轮齿弯曲变形及轮齿局部接触变形条件下，将载荷分布计算问题转化为以最大刚体位移为目标函数，齿轮啮合时的接触条件为约束条件的线性规划问题，采用内点法，对斜齿轮载荷分布进行了编程计算，并与采用三维有限元分析方法获得的斜齿轮静态接触压力分布结果进行了对比，结果表明：在不发生应力集中的区域，两种方法得到的载荷分布基本一致，说明理论计算载荷分布方法的正确性。
　　2）斜齿轮啮合效率计算及影响因素分析
　　在推导出相对滑动速度公式与相对滚动速度公式基础上，对斜齿轮瞬时及平均啮合效率进行计算并与文献中的实验结果进行对比，结果表明：理论计算的啮合效率与实验测试结果基本一致。最后分析了齿轮结构参数及润滑油特性参数对齿轮啮合效率的影响，总结了相应的影响规律。
　　②齿轮搅油损失产生机理及影响因素分析
　　在分析了齿轮搅油损失产生机理基础上，对搅油功率损失进行了计算，分析了齿轮结构参数及润滑油特性参数对齿轮搅油损失的影响，齿轮搅油损失随着齿宽、转速、浸油深度、润滑油体积、润滑油粘度的增加而增加，其中，转速对搅油损失的影响最大。
　　③轴承摩擦损失产生机理及影响因素分析
　　在分析轴承摩擦功率损失产生机理基础上，对轴承摩擦功率损失进行了计算，分析了润滑油粘度、轴承转速、当量动载荷、轴承平均直径对轴承摩擦损失的影响，四个影响因素均与轴承摩擦损失成正相关关系，其中轴承转速对轴承摩擦损失的影响最大。
　　④变速器传动效率计算方法的应用
　　以某厂新开发的6档手动变速器为研究对象，对不同工况条件下变速器的传动效率进行计算，并与实验测试结果进行对比，结果表明：两者吻合度较高，用理论结合经验估算的方法对变速器的传动效率进行预测是可行的。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究意义

1.2 齿轮载荷分布计算方法国内外研究现状

1.3 齿轮啮合效率计算方法国内外研究现状

1.4 齿轮搅油损失国内外研究现状

1.5 轴承摩擦损失研究现状

1.6 本文研究内容

2斜齿轮载荷分布计算

2.1 齿面方程

2.2 齿面接触线

2.3 时变接触线

2.4 载荷分布

2.5 仿真结果

2.6 载荷分布模型验证

2.7 本章小结

3斜齿轮啮合效率计算

3.1 齿轮啮合损失计算

3.2 计算模型验证

3.3 斜齿轮啮合效率影响因素分析

3.4 本章小结

4变速器内其他功率损失计算及影响因素分析

4.1 齿轮搅油损失计算及影响因素分析

4.2 轴承摩擦损失计算及影响因素分析

4.3 本章小结

5变速器传动效率的计算

5.1 变速器结构介绍

5.2 轴承当量动载荷计算

5.3 变速器各部分功率损失的计算结果

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录