检索结果-南通市图书馆

作者：王交龙江苏大学

学位级别：硕士

汽车减速箱作为汽车传动系统能耗的主要部件,其传动效率在整车中占重要地位,而降低减速箱功率损耗、优化减速箱的传动结构,对提高减速箱使用寿命与能源使用率有着重大意义。研究发现,齿轮搅油损失在减速箱损耗中占有较大比重,但对于齿... 详细信息

汽车减速箱作为汽车传动系统能耗的主要部件,其传动效率在整车中占重要地位,而降低减速箱功率损耗、优化减速箱的传动结构,对提高减速箱使用寿命与能源使用率有着重大意义。研究发现,齿轮搅油损失在减速箱损耗中占有较大比重,但对于齿轮搅油损失的研究多集中于转速、齿轮与润滑油参数以及温度等方面;箱体几何结构亦为一重要影响因素,却少有说明此因素与齿轮搅油损失关系的研究。本文采用MPS流体仿真与实验结合研究的方法,以箱体几何结构、齿轮转速、转向、浸油深度为主要研究参数,构建不同的流体模型并搭建齿轮搅油实验装置,对不同因素影响的齿轮搅油模型进行仿真与实验分析。具体研究内容如下:(1)总结了基于箱体结构的齿轮搅油实验研究,确定箱体几何结构为影响齿轮搅油损失的关键因素之一与本文的研究方向点;建立基于齿轮厚度为变量的MPS齿轮副搅油固液耦合模型,获得了齿轮搅油扭矩损失结果与润滑油流态及速度分布规律并进行实验验证。结果表明:MPS流体仿真速度矢量分布基本符合流体连续性假说,仿真与实验的润滑油分布基本吻合,两者的搅油损失误差在9%以内进而验证MPS法的可靠度;同时表明齿轮搅油损失随着齿轮厚度的增大而增加。(2)建立不同填充物与不同减速箱空间尺寸的齿轮副搅油模型,分析同一转速下不同MPS模型的齿轮搅油流态与速度分布,绘制以仿真结果为基础的搅油损失数据图。结果表明隔板对润滑油的波动具有抑制作用,由于减少齿轮搅动的润滑油流量进而降低齿轮搅油扭矩损失;其中竖隔板因数量及位置的不同,结果也不相同。对于箱体壁距离对齿轮搅油损失的影响,箱体壁在轴向与径向离齿轮越近,齿轮搅油扭矩损失越小。(3)建立实验装置三维模型、绘制零件图并进行加工、选择电器元件型号、设计数据采集系统与电路,在此基础上搭建了一种齿轮搅油损失实验装置;其次,依据实验方法与实验目的,在不同转速下试验了齿轮转向、浸油高度、横隔板、竖隔板对齿轮搅油损失的影响;经过分析实验数据得出:随着转速的提高,齿轮搅油损失不断增大,基本符合线性关系;齿轮搅油损失随着浸油深度的增加而增加;其余因素不变,横隔板模型的搅油损失比无隔板模型更低;但其余条件不变且同种横隔板模型下,逆时针转向的搅油损失比顺时针的更低。其余因素不变,单对竖隔板模型的搅油损失相比无隔板模型变化并不明显;双对竖隔板模型更低于无隔板模型的齿轮搅油损失。

关键词：移动粒子半隐式法齿轮搅油实验箱体几何结构齿轮搅油损失

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电动汽车轮边减速器齿轮搅油损失研究与分析

电动汽车轮边减速器齿轮搅油损失研究与分析

作者：王飞安徽理工大学

学位级别：硕士

轮边减速器作为电动汽车传动系统的重要组成部分,其功率损失是传动系统的一项重要技术指标,而轮边减速器齿轮搅油损失占传动系统功率损失的比重较大。齿轮搅油损失是齿轮在油浴中旋转受到液体阻力所引起的功率损失,相关实验表明,高速状... 详细信息

轮边减速器作为电动汽车传动系统的重要组成部分,其功率损失是传动系统的一项重要技术指标,而轮边减速器齿轮搅油损失占传动系统功率损失的比重较大。齿轮搅油损失是齿轮在油浴中旋转受到液体阻力所引起的功率损失,相关实验表明,高速状态下齿轮搅油损失约占齿轮传动总功耗的一半以上。目前,关于齿轮搅油损失的文献很少,国内外学者的相关研究还仅仅是对单个齿轮或者圆盘的搅油损失进行研究。因此,研究齿轮搅油损失并使之运用于轮边减速器上,具有重大意义。本文主要对齿轮搅油损失进行理论研究与仿真分析,建立搅油损失的动态模型,用实验数据进行验证,并使之运用到轮边减速器上。主要研究工作如下：首先,综述齿轮搅油损失的研究意义与国内外的研究现状。介绍了搅油损失的研究方法,分析了齿轮搅油损失的影响因素,建立数学模型并对其进行仿真。其次,基于国内外学者研究的理论模型,考虑温度对润滑油运动粘度的影响,添加粘温因子,建立齿轮搅油损失的动态模型。运用MATLAB对动态模型进行仿真分析,以实验数据进行验证,得出动态模型的通用性较强的结论。然后,基于FLUENT的动网格技术及VOF两相流模型对齿轮搅油损失进行流场分析,在不同转速下,得到齿轮搅油损失的瞬时动态、速度场和压力场。随着齿轮转速的提高,润滑油所受到的速度和压力变大。最后,将搅油损失理论计算模型运用到电动汽车轮边减速器上,选取参数,计算出轮边减速器浸油齿轮的搅油功耗。运用FLUENT对浸油部分的齿轮进行物理仿真分析,并与理论计算值进行对比,得出误差在可接受范围内的结论。最后进行深刻的全文总结与展望。

关键词：轮边减速器齿轮搅油损失动态模型仿真分析流场分析

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齿轮副搅油损失仿真分析及试验研究

齿轮副搅油损失仿真分析及试验研究

作者：刘骄重庆理工大学

学位级别：硕士

近年来,随着新能源汽车的发展,以电机驱动的新能源汽车减速器已成为变速器企业竞相研发的传动齿轮箱之一。齿轮副作为汽车传动齿轮箱的关键零部件之一,其传递效率对整车的传动效率、动力性能以及燃油经济性具有决定性影响。齿轮副的传... 详细信息

近年来,随着新能源汽车的发展,以电机驱动的新能源汽车减速器已成为变速器企业竞相研发的传动齿轮箱之一。齿轮副作为汽车传动齿轮箱的关键零部件之一,其传递效率对整车的传动效率、动力性能以及燃油经济性具有决定性影响。齿轮副的传递效率主要与齿轮传递过程中所受的功率损耗有关,齿轮副的搅油损失是齿轮副在油浴中旋转受到润滑油的阻力作用产生的功率损失,在高速低载工况下,齿轮副的搅油损失占齿轮传动总功率损耗的重要部分。然而,国内外对齿轮副在高转速下的动态能耗特性展开深入研究的成果并不多,由于齿轮副搅油损失受诸多因素的影响,其中包括润滑油参数、齿轮几何参数及工况参数的影响,且各影响因素之间关系复杂,求解非常困难,同时现有的经验公式适用范围有限。本课题正是针对现阶段新能源汽车减速器高速化发展过程中,齿轮副搅油损失引起的效率问题而展开,基于移动粒子半隐式法(MPS)建立了多因素影响下的齿轮副流固耦合分析模型,并对模型进行了求解,获得了齿轮搅油损失仿真计算结果,同时设计并搭建了齿轮副搅油损失测试台架对齿轮副搅油损失进行试验研究以及模型验证,从而对多因素影响下的齿轮副搅油损失及润滑油瞬态分布情况进行深入研究,研究结果对新能源汽车减速器的开发和优化具有重要工程指导意义。主要研究内容及结论如下:1.研究了齿轮副搅油损失的产生机理和关键影响参数,对国内外学者们基于大量试验提出的搅油损失经验公式进行了深入研究,得到了几种典型搅油损失计算模型的适用范围,并从齿轮副搅油损失产生的机理出发,对齿轮副搅油损失计算模型进行了研究,同时对各计算模型进行了对比分析。2.对移动粒子半隐式法的基本原理及算法等相关理论进行了研究,确定了影响齿轮副搅油损失的齿轮宽度、螺旋角、转速、润滑油粘度和密度、浸油深度等关键参数,基于MPS方法对各参数影响下的齿轮副的动态能耗特性建立了流固耦合分析模型,并以其中一个典型算例的仿真结果为例,分析了不同转速下,齿轮箱内润滑油的瞬态飞溅情况和速度矢量分布,获取了飞溅润滑过程中齿轮副随转速变化的搅油功率损失,然后对齿轮副搅油损失台架试验结果与仿真结果进行了对比验证,证明了基于MPS的齿轮副搅油损失仿真模型的有效性。3.设计并搭建了一种多功能齿轮搅油损失试验装置,并基于台架试验工况及试验方法,进行不同转速、浸油深度、润滑油(不同粘度和密度)、齿宽、螺旋角等参数影响下的齿轮副搅油功率损失试验研究。试验研究表明:随着输入轴转速的提高,齿轮副的搅油损失不断增加,且转速越高,其搅油损失的增长趋势越明显;齿轮的浸油深度越高,润滑油粘度和密度越高,齿轮宽度、螺旋角越大,齿轮副的搅油损失越大;通过对比研究发现,在相同输入转速下润滑油的粘度和密度对齿轮副搅油损失的影响最大,其次是齿轮螺旋角,然后是齿轮宽度和齿轮浸油深度。4.基于所建的MPS流固耦合仿真分析模型,分析了不同齿宽、不同螺旋角、不同浸油深度、不同温度下不同润滑油粘度和密度等参数影响下齿轮箱内润滑油飞溅情况及速度矢量分布;研究了高速工况不同影响参数下齿轮副搅油功率损失的变化规律;综合分析各影响参数对齿轮副搅油功率损失的影响规律。研究表明:齿轮副在高转速下的搅油损失非常大;润滑油的温度、粘度和密度对齿轮副搅油功率损失的影响较为显著;齿轮螺旋角对齿轮副搅油功率损失的影响主要体现在其线速度上;齿轮的浸油深度和齿宽对齿轮副搅油功率损失的影响则较小。为实际工程应用中减速箱搅油损失的研究提供了参考。

关键词：齿轮传动齿轮搅油损失移动粒子半隐式法台架试验

汽车主减速器齿轮搅油功率损失研究及优化设计

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汽车主减速器齿轮搅油功率损失研究及优化设计

作者：杨文超武汉理工大学

学位级别：硕士

主减速器作为汽车动力传递系统的关键部件,其传动效率的高低将直接影响整车的燃油经济性。主减速器在工作过程中,产生功率损失的因素主要包括齿轮的啮合损失、轴承摩擦损失以及旋转部件的搅油损失。一般来说,在齿轮传动系统中,齿轮啮合... 详细信息

主减速器作为汽车动力传递系统的关键部件,其传动效率的高低将直接影响整车的燃油经济性。主减速器在工作过程中,产生功率损失的因素主要包括齿轮的啮合损失、轴承摩擦损失以及旋转部件的搅油损失。一般来说,在齿轮传动系统中,齿轮啮合损失是造成功率损失的主要原因,但当系统处于低负载高转速的运转状态时,齿轮搅油损失便有可能占据主导地位。因此,本文以后驱车主减速器为研究对象,研究其被动锥齿轮在运转过程中的搅油功率损失,分析被动锥齿轮搅油损失与各影响因素之间的关系以及搅油过程中的阻力构成,并对主减速器的相关结构及润滑油油路进行优化,从而降低搅油损失,提高传动效率。研究过程如下:首先,对比分析历年来关于齿轮搅油损失的经典计算模型,选取其中较为准确的模型,分析其不足之处,针对这些不足进行相应的修正,提出了考虑温度影响的计算模型,并通过仿真分析和实验分析验证修正计算模型的正确性;其次,建立汽车后桥的三维模型以及主减速器被动锥齿轮搅油的流体仿真模型,基于FLUENT中的动网格技术和VOF两相流模型进行流体仿真分析,得到不同温度、不同转速以及不同浸油深度下被动锥齿轮搅油的速度场、压力场,并由此分析齿轮搅油功率损失与各影响因素之间的关系,验证修正模型的正确性;再次,研究主减速器被动锥齿轮搅油流场分布,分析其搅油过程中的流体阻力构成,对使润滑油产生紊流的结构进行优化设计以减小流体阻力,并对优化后的结构进行理论校核以及仿真校核;同时根据边界层理论优化被动锥齿轮搅油油路,以再次减少搅油损失。对优化后的结构进行流体仿真分析,并与优化前流场作对比,以确定优化方案的可行性;最后,设计台架实验,通过实验结果验证修正后的理论模型以及建立的流体仿真模型的正确性;按优化方案制造出优化样件,将螺栓连接改为激光焊接并添加挡油板,再次进行实验,对比分析优化前后的实验结果,确定优化方案的优化效果,发现可以降低约34%的主减速器搅油损失;然后,对优化前后的后桥进行油耗测试实验,结果表明整车油耗降低了0.12L/100km,即提高了整车的燃油经济性。最后对全文进行总结和展望。

关键词：汽车主减速器齿轮搅油损失流场分析燃油经济性实验分析

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基于流固耦合的齿轮传动特性及流场特性分析

基于流固耦合的齿轮传动特性及流场特性分析

作者：杨治宽山东科技大学

学位级别：硕士

圆柱齿轮传动系统具有承载能力强,啮合稳定等特点,因此广泛应用于航空航天、交通运输等领域的减速箱中,其齿轮副的传递效率和稳定性是减速箱得以稳定工作的基础,对整体部件的传动效率、动力性能甚至能源消耗具有决定性影响,而齿轮副在... 详细信息

圆柱齿轮传动系统具有承载能力强,啮合稳定等特点,因此广泛应用于航空航天、交通运输等领域的减速箱中,其齿轮副的传递效率和稳定性是减速箱得以稳定工作的基础,对整体部件的传动效率、动力性能甚至能源消耗具有决定性影响,而齿轮副在油浴中旋转受到的润滑阻力作用产生的功耗损失为传动损失的重要组成部分,此外,流固耦合这种交叉学科求解的方法自被发现以来在越来越多的多场问题中被应用,如何让齿轮副在负载环境下平稳、安全、高效的运行使得越来越多科研人员将精力投入其中。本课题针对工厂提供某型号减速器内部齿轮副,从流固耦合的角度,以齿轮搅油损失为出发点,建立相应模型,获得仿真结果后对比内外啮合齿轮单个齿轮搅油功率损失,分别对比不同啮合方式的齿轮副搅油损失,在此基础上进行多相流流体域分析,分析不同工况下的流场特性,最后基于流场分析结果进行流固耦合分析,从而对多因素影响下的流场分布、搅油损失及基于流固耦合的应力应变进行深入研究,对壳体内旋转机械的流体域及固体域分析具有实际应用意义。采用滑移网格法对外啮合齿轮副和内啮合齿轮副关键齿轮进行搅油仿真,分析其流场特性、搅油功率损失及其产生机理与影响参数。在此基础上分别对两种啮合方式的齿轮副进行搅油仿真,分析对比流场特性及搅油功率损失,得出齿轮转速、齿宽、啮合方式对油液分布、压力和速度流场特性的影响规律。进而基于VOF多相流对不同油位下的外啮合齿轮副进行气-液两项的搅油仿真分析,并分析流场特性与搅油功率损失。通过流固耦合方法对齿轮传动系统进行应力应变分析,研究齿轮在搅油和啮合过程中的等效应力应变情况,并根据不同工况绘制最大应力值曲线,分析后发现流体压力载荷对结构应力应变起到很大影响,并且等效应力及等效应变变化趋势相同,最大等效应力随啮合区域油量呈上升后下降再上升的“M”型变化,设计工况下可以得出满油状态与半油状态等效应力相差甚小,并与转速呈正相关但非线性相关的结论。

关键词：流固耦合齿轮搅油损失 CFD仿真传动特性流场分析