e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAE

基于HyperWorks汽车齿轮箱振动响应分析

2020/1/20    来源:Altair论文集    作者:王同银  赵志专      
关键字:HyperWorks  汽车齿轮箱  频响分析  
在传动系统中,齿轮的啮合频率对齿轮箱的振动和噪声产生很大影响。借助HyperWorks仿真软件研究箱体在齿轮的动态激励下的频率响应特性,为声场分析提供研究基础。

1 引言

    随着电动汽车市场的日益扩大,齿轮箱的NVH问题受到越来越多的关注。齿轮系统产生的振动主要是由于齿轮啮合的动态激励。众多学者对该方向展开了探讨,例如张琛对汽车变速箱齿轮振动噪声问题做了系统的分析,林腾蛟等人对齿轮箱动态响应及辐射噪声做了数值仿真

2 载荷条件

    齿轮模型如图1所示,给定输入转速3600r/min,输出轴施加2000Nm的负载。通过计算得到齿轮啮合动态激励曲线,见图2、图3、图4。

齿轮模型

图1 齿轮模型

齿轮动态激励曲线(X方向)

图2 齿轮动态激励曲线(X方向)

齿轮动态激励曲线(Y方向)

图3 齿轮动态激励曲线(Y方向)

齿轮动态激励曲线(Z方向)

图4 齿轮动态激励曲线(Z方向)

3 有限元模型

    箱体材料为ZL114A,弹性模量71GPa,泊松比0.33,密度2770kg/m3。前后箱体连接用共节点代替接触。在轴齿件质心位置创建质量单元代替轴齿件总成,并定义转动惯量。以质量点为主节点,四处轴承孔壁面上节点为从节点,建立RBE2单元。箱体模型采用一阶四面体网格,有限元模型如图5所示。计算采用默认单位制,t/mm/s/N/MPa。

箱体有限元模型

图5 箱体有限元模型

    3.1 模型验证

    频响分析采用模态法,需先通过自由模态检验网格模型的正确性。自由模态计算结果如表1所示。

表1 自由模态频率值

自由模态频率值

    3.2 边界定义

    对电机结合面处螺栓孔施加固定约束,箱体两侧悬置施加固定约束。将齿轮动态激励施加在质量点上。设置模态阻尼比0.03,模态截断频率15000Hz。

4 结果与讨论

    齿轮啮合频率计算公式为

f=nz/60

    现已知主动齿轮齿数25,故啮合频率为1500Hz。箱体表面在啮合频率1500Hz、倍频(3000Hz、4500Hz)时的加速度云图如图6、图7、图8所示。振动强烈位置为箱体背面以及靠近出油口的两小块区域。后期可对该区域进行加强,以改善其振动特性。

箱体表面振动加速度云图(1500Hz)

图6 箱体表面振动加速度云图(1500Hz)

箱体表面振动加速度云图(3000Hz)

图7 箱体表面振动加速度云图(3000Hz)

箱体表面振动加速度云图(4500Hz)

图8 箱体表面振动加速度云图(4500Hz)

5 结论

    借助HyperWorks仿真软件对齿轮箱进行频率响应分析,可知其振动特性。后期可在该工作基础上,结合边界元法,进行壳体辐射噪声分析。

责任编辑:程玥
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并已尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐