微型汽车变速器齿轮啮合功率损失建模与仿真及概要.pdf

学兔兔 微型汽车变 速器 齿轮口齿合 功率损失建模 与仿 真 口 张和平 口 卫 军 口 章德平 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要：对微型汽车变速器齿轮啮合功率损失的类别及各自的决定因素进行了研究．以此提出了 齿轮啮合功率损失的计算方法，并利用MATLAB／Simulink软件对数学模型进行了编程仿真。结果表明． 该模型对变速箱传动效率的预估提供了良好的理论依据，并对变速箱齿轮的优化和改进有工程意义上 的参考作用。 关键词：变速箱 齿轮 功率损失 建模 仿真 中图分类号：TH132．4 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2015107—0014—03 汽车变速箱是汽车传动系统 的重要组成 之一 ，可 成能量亏损 ，一般公式为 ： 使汽车能够在不同挡位下正常行驶。变速箱 的传动效 Ph=lXF．vh×10-3 (2) 率对整个传动系统效率影响很大，而齿轮啮合功率损 式中 ： 为瞬时摩擦 因数 ； 为齿面法向载荷 ，N； 为 失是影响变速箱传动效率的主要 因素。从 目前的研究 啮合点处 的瞬时滑动速度 ，rn／s。 状态来看 ，变速箱传动效率 的确定主要是通过实验法 啮合点处的瞬时滑动速度可表示为 ： 或者经验估计 ，并没有一套完整的理论计算方法 。白斌 Vh=1．047 2n1(1+ )sx10 (3) …等人分析了变速箱齿轮的动态特性对传动效率 的影 1 响；张有禄 提出了机械式汽车变速箱的试验方法 ，并 式中 ：n 为主动齿轮的转速 ，r／min； 1为主动齿轮 的齿 考核各挡位齿轮的疲劳耐久性。所以有必要建立起变 数 ；z：为从动齿轮 的齿数 ；s为啮合点与啮合节点的距 速箱主要部件的功率损失模型 ，提前预估传动效率 ，以 离 。mm。 提高汽车的经济性和实用性。本文的研究对象为国产 由式 (2)、式 (3)可得 ，瞬时滑动摩擦功率损失 某型号微型汽车的变速箱 ，通过讨论其 圆柱齿轮功率 为 ： 损失的主要类别及决定因素，提出了一种完整的功率 = 1．047 n1(1+丝 )s~lO (4) 损失理论计算方法，并在 MATLAB／Simulink中对整套 对瞬时滑动摩擦功率损失进行积分 ，区间为啮合 模型编写程序进行仿真计算 ，达到了良好的效果 ，为工 线的长度。为了保证结果的可信性与实际性 ，计算结果 程应用提供 了良好 的依据。 用平均值代替 。 1 圆柱齿轮啮合功率损失数学模型 f L =： 一 = ：0．329／XF．n mn(1+· mn(1+ ) c× )取 10 (5) (5) 啮合摩擦所产生的损失是圆柱齿轮功率损失的主 要来源 ．而啮合摩擦又可分为滑动摩擦和滚动摩擦两 式 中： 为实际啮合线 的长度 ，mm； 为平均滑动摩擦 个类另口。 因数 ；m 为齿面法向模数 ，mm；X 为重合度影响系数 。 Ph+ (1) 滑动摩擦 因数的确定过程非常复杂 ，根据