载重车驱动桥主减速器传动效率优化分析

摘要

驱动桥传动系统位于汽车发动机与驱动车轮之间，能够增扭降速，实现动力传递，是汽车传动系统的重要组成部分，在驱动桥工作过程中，机械传动必然会引起一定程度的功率损失，其功率损失的大小决定了驱动桥传动效率的高低，是评价整车燃油经济性的重要技术指标。随着环保意识的增强以及国家政府大力支持的环境下，人们对高效、高技术性能的高端载重车更加青睐，提高载重车驱动桥传动效率有着重要的现实意义。
　　本文以载重车Q435驱动桥为研究对象，分析驱动桥传递扭矩路径，结合齿轮啮合原理及弹流润滑的相关知识对驱动桥功率损失的主要部件主减速器进行功率损失分析，得出主减速器的功率损失主要在以下三个方面：齿轮啮合功率损失、轴承摩擦功率损失、齿轮搅油功率损失。参考各部分功率损失的经验公式建立理论模型。在传动系统试验台架上对Q435系列驱动桥进行了实验测试，结合准双曲面齿轮啮合效率，得到了驱动桥传动效率各影响因素的曲线，并采集了在不同外界条件输入下的测试结果，修正了驱动桥主减速传动效率理论模型，得到了关于外部使用条件的传动效率模型。基于驱动桥主减速器功率损失理论模型，以主减速器的体积、齿轮啮合损失效率、驱动桥主减速器的功率损失为优化目标，以齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度作为约束条件，建立主减速器齿轮的优化模型。基于遗传算法，对主减速器优化模型，利用MATLAB全局优化工具箱中的函数进行求解，并运用KIMOS软件对优化结果进行强度验证及啮合特性的检查，结果证明经过主减速器齿轮结构参数的优化，齿轮啮合效率提高了3.5966%。
　　主减速器功率损失的分析、台架试验的研究以及对准双面齿轮结构参数优化的研究对优化驱动桥传动效率、提高驱动桥传动效率、改善整车动力性和提高载重车燃油经济性等具有较大的作用。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

第2章 载重车驱动桥功率损失分析及建模

2.1 驱动桥功率损失组成分析

2.2 齿轮啮合功率损失分析及建模

2.3 轴承摩擦功率损失分析及建模

2.4 齿轮及旋转件的搅油损失及风阻损失

2.5 本章小结

第3章 驱动桥台架试验测试与分析

3.1 驱动桥试验台基本性能

3.2 润滑油对传动效率的影响

3.3 驱动桥使用工况对传动效率的影响

3.4 准双曲面齿轮内部参数的影响分析

3.5 试验测试结果与理论模型结果对比分析

3.6 本章小结

第4章 驱动桥主减速器优化模型建立

4.1优化方法分析及求解方法

4.2设计变量的选取及范围确定

4.3 目标函数的建立

4.4 边界条件的确定

4.5 建立优化模型

4.6 本章小结

第5章 驱动桥主减速器优化分析

5.1 优化软件及优化函数的选择

5.2 优化算法的选择

5.3 优化结果

5.4 优化结果仿真分析与参数校验

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢