汽车座椅水平驱动减速箱振动特性研究

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随着汽车电动化、网联化及共享化的快速发展,其驾驶域、控制域、座舱域等局部功能已迈入了智能化时代。其中,汽车座椅水平驱动减速箱作为智能电动座椅的核心部件,要求其具备高可靠性、低振动噪声、结构紧凑、低制造成本的特点。论文以汽车座椅水平驱动减速箱为研究对象,采用了理论分析、数值计算、有限元仿真与试验验证等相结合的方式,系统分析了材料组合、修形因素、加工误差、载荷工况等多因素影响下的减速箱振动特性变化规律,揭示了各因素对减速箱振动噪声的影响机理,为汽车座椅水平驱动减速箱的减振降噪及产业化提供了理论依据和实践指导。论文主要研究内容如下:(1)基于媒介齿条法建立了蜗杆斜齿轮传动副接触点及接触椭圆的数学模型,形成了基于啮合运动的重合度计算模型,提出点接触传动副与线接触传动副的啮合刚度等效转换计算方法,推导了传动副的弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度等各项刚度计算公式,获得了金属蜗杆塑料斜齿轮传动副的时变啮合刚度曲线,分析了负载和材料对传动副时变啮合刚度曲线的影响规律,并通过有限元法对比验证了解析法计算结果的正确性。(2)考虑传动误差、时变啮合刚度及摩擦力等非线性因素,采用集中质量法建立了汽车座椅水平驱动减速箱的八自由度弯扭轴啮合耦合型动力学模型,采用龙格库塔法求解了动力学微分方程,分析了载荷及转速等对减速箱动力学特性的影响规律。(3)依据汽车座椅水平驱动减速箱的实际生产情况及可行优化方向,分析了传动副的加工精度及齿面修形、箱体的同轴度及中心距偏差等因素对减速箱振动特性的影响规律,结合加工成本给出了适用于实际加工的低振动特性减速器的齿廓最佳修形策略和零部件最优精度控制方案。(4)根据汽车座椅水平驱动减速箱的产品试验需求,分别搭建了开放式和封闭式汽车座椅水平驱动减速箱振动噪声性能试验台,测试了传动副加工误差、齿面修形量、箱体同轴度误差等因素对减速箱振动噪声的影响规律,验证了动力学模型及其数值分析结果的正确性。
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