面向傳動裝置的電驅動系統(tǒng)振動噪聲機理與抑制方法研究
發(fā)布時間:2021-02-27 13:02
大力發(fā)展新能源汽車是解決能源危機和環(huán)境污染等問題的有效技術途徑之一,由驅動電機和傳動裝置組成的電驅動系統(tǒng)是新能源汽車的核心裝置。為了提高系統(tǒng)的功率密度,降低生產成本,集成化設計、一體化控制的高速電驅動系統(tǒng)是未來的發(fā)展趨勢,同時,電機的高速化帶來了系統(tǒng)可靠性和NVH等問題,特別是在純電動汽車上尤為突出。為了提高系統(tǒng)NVH品質,面向高功率密度、高效率、高可靠性的電驅動系統(tǒng),針對其在高轉速、高集成度下的振動噪聲機理與特性表征等基礎科學問題,以及振動噪聲抑制方法與試驗方法等關鍵技術問題,開展了電驅動系統(tǒng)振動噪聲機理分析、多源激勵下電驅動系統(tǒng)仿真平臺構建與振動噪聲預測分析、傳動裝置振動噪聲抑制方法、振動噪聲臺架和整車道路試驗等研究,重點研究了基于有限元法的電驅動系統(tǒng)仿真平臺構建、基于齒輪微觀修形的齒輪傳動系統(tǒng)振動噪聲抑制、基于轉子斜極的電機轉矩脈動抑制及系統(tǒng)振動噪聲臺架和整車道路試驗等關鍵技術,結合科技部國家重點研發(fā)計劃“高性能精密一體化驅動電機系統(tǒng)研制”項目,主要研究內容如下:(1)電驅動系統(tǒng)振動噪聲機理分析。從源和傳遞路徑的角度分析了電驅動系統(tǒng)振動噪聲產生的原因;針對斜齒輪噪聲,分析了齒輪嚙...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:157 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 新能源車用一體化電驅動系統(tǒng)
1.2.1 電驅動系統(tǒng)分類
1.2.2 電驅動系統(tǒng)一體化帶來的新問題
1.3 研究現(xiàn)狀
1.3.1 電驅動系統(tǒng)振動噪聲機理研究現(xiàn)狀
1.3.2 電驅動系統(tǒng)動力學建模研究現(xiàn)狀
1.3.3 電驅動系統(tǒng)振動噪聲抑制方法研究現(xiàn)狀
1.3.4 電驅動系統(tǒng)測試標準
1.4 本文主要研究內容
第2章 電驅動系統(tǒng)傳動裝置振動噪聲機理分析
2.1 傳動裝置振動噪聲產生原因
2.2 齒輪傳動系統(tǒng)內部激勵機理
2.2.1 嚙合剛度激勵
2.2.2 傳遞誤差激勵
2.2.3 嚙合沖擊激勵
2.2.4 齒面摩擦激勵
2.2.5 潤滑油量產生的激勵
2.3 齒輪傳動系統(tǒng)外部激勵機理
2.3.1 軸承剛度激勵
2.3.2 驅動電機轉矩脈動
2.3.3 驅動電機徑向電磁力
2.3.4 路面隨機激勵產生的激勵
2.3.5 磁固耦合引起的振動噪聲機理
2.4 本章小結
第3章 多源激勵下電驅動系統(tǒng)仿真平臺構建與振動噪聲預測分析
3.1 基于有限元法的電驅動系統(tǒng)仿真平臺
3.1.1 驅動電機有限元模型
3.1.2 齒輪傳動系統(tǒng)模型
3.1.3 殼體模型
3.1.4 電驅動系統(tǒng)仿真模型
3.2 殼體振動響應分析
3.2.1 殼體表面矢量振幅
3.2.2 轉矩脈動與徑向電磁力不同階次激勵對軸承及其殼體的影響
3.2.3 轉矩脈動和徑向電磁力不同階次激勵對響應節(jié)點的影響
3.2.4 驅動電機特定階次激勵對軸承及其殼體、響應節(jié)點的影響
3.3 殼體輻射噪聲分析
3.4 仿真與試驗結果對比分析
3.5 本章小結
第4章 傳動裝置振動噪聲抑制方法研究
4.1 基于齒輪微觀修形的齒輪傳動系統(tǒng)振動噪聲抑制方法研究
4.1.1 齒輪微觀修形原理
4.1.2 基于Smith切片法獲取傳遞誤差和齒面載荷分布
4.1.3 基于粒子群算法的齒輪修形參數(shù)尋優(yōu)
4.1.4 傳動裝置介紹及噪聲源確定
4.1.5 粒子群算法優(yōu)化結果分析
4.2 基于轉子斜極的驅動電機轉矩脈動抑制方法
4.2.1 轉子斜極工作原理
4.2.2 轉子斜極的形式
4.2.3 轉子分段斜極對電磁轉矩的影響
4.2.4 轉子分段斜極角度的確定
4.2.5 不同轉子斜極段數(shù)的轉矩脈動對比分析
4.2.6 轉矩脈動臺架試驗
4.3 本章小結
第5章 電驅動系統(tǒng)振動噪聲臺架和整車道路試驗研究
5.1 臺架試驗方案
5.2 臺架試驗結果分析
5.2.1 恒轉速工況
5.2.2 25 Nm恒轉矩加速工況
5.2.3 30 Nm恒轉矩加速工況
5.2.4 空載滑行工況
5.2.5 -20Nm恒轉矩饋電滑行工況
5.2.6 潤滑油量試驗
5.2.7 潤滑油溫試驗
5.3 整車道路試驗方案
5.4 整車道路試驗結果分析
5.4.1 緩加速工況
5.4.2 滑行工況
5.5 本章小結
第6章 總結與展望
6.1 全文工作總結
6.2 本文創(chuàng)新點
6.3 研究展望
參考文獻
作者簡介及在學期間所取得的科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]摩擦對齒輪振動噪聲影響的研究進展[J]. 劉更,南咪咪,劉嵐,吳立言,趙穎. 振動與沖擊. 2018(04)
[2]基于低耗齒輪的大速比行星齒輪傳動固有特性及振動分析[J]. 夏煬志強,秦大同. 振動與沖擊. 2018(02)
[3]考慮機電耦合的電動輪系統(tǒng)縱向振動特性建模及驗證[J]. 左曙光,李多強,毛鈺,鄧文哲,吳旭東. 農業(yè)工程學報. 2017(22)
[4]純電動汽車高速齒輪傳動NVH性能優(yōu)化研究[J]. 潘曉東,劉祥環(huán),黎超. 重慶理工大學學報(自然科學). 2017(11)
[5]內部激勵對高速齒輪傳動裝置振動的影響[J]. 王志敏,劉春波,楊林杰. 科技創(chuàng)新與生產力. 2017(08)
[6]考慮電流諧波的永磁同步電機電磁振動和噪聲半解析模型[J]. 林福,左曙光,毛鈺,吳雙龍,鄧文哲. 電工技術學報. 2017(09)
[7]考慮定子各向異性的永磁同步電機振動噪聲優(yōu)化[J]. 左曙光,張耀丹,閻礁,張國輝,林福,吳雙龍. 西安交通大學學報. 2017(05)
[8]多源驅動/傳動系統(tǒng)機電耦合建模及同步特性研究[J]. 舒銳志,魏靜,秦大同,張愛強,賴育彬. 機械工程學報. 2018(07)
[9]永磁同步電機電磁振動數(shù)值預測與分析[J]. 左曙光,劉曉璇,于明湖,吳旭東,張國輝. 電工技術學報. 2017(01)
[10]考慮結構柔性的行星輪系耦合振動特性研究[J]. 魏靜,張愛強,秦大同,舒銳志. 機械工程學報. 2017(01)
博士論文
[1]表貼式永磁同步電機建模、分析與設計[D]. 陳湞斐.天津大學 2014
[2]油潤滑漸開線斜齒輪摩擦動力學特性及疲勞壽命預估[D]. 董輝立.北京理工大學 2014
[3]內置懸置的輪轂電機驅動系統(tǒng)動力學特性及結構優(yōu)化[D]. 譚迪.華南理工大學 2013
[4]永磁同步電機電磁振動分析[D]. 楊浩東.浙江大學 2011
[5]電動汽車驅動用感應電機的電磁噪聲研究[D]. 代穎.哈爾濱工業(yè)大學 2007
碩士論文
[1]汽車傳動齒輪箱潤滑問題研究[D]. 鞠彤暉.吉林大學 2015
[2]梯形波永磁無刷直流電機的兩種控制方案及其相關問題研究[D]. 劉鴻.山東大學 2015
[3]少稀土內置U型永磁同步電機電磁、振動與噪聲的研究[D]. 張鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]汽車齒輪變速箱的振動分析與優(yōu)化設計[D]. 鄧雷.重慶大學 2013
[5]汽車變速箱齒輪振動噪聲仿真及分析[D]. 張琛.南京航空航天大學 2013
[6]重型商用車變速器潤滑系統(tǒng)流動與傳熱仿真研究[D]. 劉波.重慶大學 2012
[7]轎車變速器噪聲機理分析及控制[D]. 李進超.重慶大學 2012
[8]低速大扭矩永磁同步輪轂電機電磁振動和電磁噪聲的研究[D]. 趙東生.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[9]高速齒輪噪聲控制研究[D]. 趙彬.重慶大學 2008
[10]汽車變速器振動與噪聲測試方法研究[D]. 徐宏.四川大學 2004
本文編號:3054272
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:157 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 新能源車用一體化電驅動系統(tǒng)
1.2.1 電驅動系統(tǒng)分類
1.2.2 電驅動系統(tǒng)一體化帶來的新問題
1.3 研究現(xiàn)狀
1.3.1 電驅動系統(tǒng)振動噪聲機理研究現(xiàn)狀
1.3.2 電驅動系統(tǒng)動力學建模研究現(xiàn)狀
1.3.3 電驅動系統(tǒng)振動噪聲抑制方法研究現(xiàn)狀
1.3.4 電驅動系統(tǒng)測試標準
1.4 本文主要研究內容
第2章 電驅動系統(tǒng)傳動裝置振動噪聲機理分析
2.1 傳動裝置振動噪聲產生原因
2.2 齒輪傳動系統(tǒng)內部激勵機理
2.2.1 嚙合剛度激勵
2.2.2 傳遞誤差激勵
2.2.3 嚙合沖擊激勵
2.2.4 齒面摩擦激勵
2.2.5 潤滑油量產生的激勵
2.3 齒輪傳動系統(tǒng)外部激勵機理
2.3.1 軸承剛度激勵
2.3.2 驅動電機轉矩脈動
2.3.3 驅動電機徑向電磁力
2.3.4 路面隨機激勵產生的激勵
2.3.5 磁固耦合引起的振動噪聲機理
2.4 本章小結
第3章 多源激勵下電驅動系統(tǒng)仿真平臺構建與振動噪聲預測分析
3.1 基于有限元法的電驅動系統(tǒng)仿真平臺
3.1.1 驅動電機有限元模型
3.1.2 齒輪傳動系統(tǒng)模型
3.1.3 殼體模型
3.1.4 電驅動系統(tǒng)仿真模型
3.2 殼體振動響應分析
3.2.1 殼體表面矢量振幅
3.2.2 轉矩脈動與徑向電磁力不同階次激勵對軸承及其殼體的影響
3.2.3 轉矩脈動和徑向電磁力不同階次激勵對響應節(jié)點的影響
3.2.4 驅動電機特定階次激勵對軸承及其殼體、響應節(jié)點的影響
3.3 殼體輻射噪聲分析
3.4 仿真與試驗結果對比分析
3.5 本章小結
第4章 傳動裝置振動噪聲抑制方法研究
4.1 基于齒輪微觀修形的齒輪傳動系統(tǒng)振動噪聲抑制方法研究
4.1.1 齒輪微觀修形原理
4.1.2 基于Smith切片法獲取傳遞誤差和齒面載荷分布
4.1.3 基于粒子群算法的齒輪修形參數(shù)尋優(yōu)
4.1.4 傳動裝置介紹及噪聲源確定
4.1.5 粒子群算法優(yōu)化結果分析
4.2 基于轉子斜極的驅動電機轉矩脈動抑制方法
4.2.1 轉子斜極工作原理
4.2.2 轉子斜極的形式
4.2.3 轉子分段斜極對電磁轉矩的影響
4.2.4 轉子分段斜極角度的確定
4.2.5 不同轉子斜極段數(shù)的轉矩脈動對比分析
4.2.6 轉矩脈動臺架試驗
4.3 本章小結
第5章 電驅動系統(tǒng)振動噪聲臺架和整車道路試驗研究
5.1 臺架試驗方案
5.2 臺架試驗結果分析
5.2.1 恒轉速工況
5.2.2 25 Nm恒轉矩加速工況
5.2.3 30 Nm恒轉矩加速工況
5.2.4 空載滑行工況
5.2.5 -20Nm恒轉矩饋電滑行工況
5.2.6 潤滑油量試驗
5.2.7 潤滑油溫試驗
5.3 整車道路試驗方案
5.4 整車道路試驗結果分析
5.4.1 緩加速工況
5.4.2 滑行工況
5.5 本章小結
第6章 總結與展望
6.1 全文工作總結
6.2 本文創(chuàng)新點
6.3 研究展望
參考文獻
作者簡介及在學期間所取得的科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]摩擦對齒輪振動噪聲影響的研究進展[J]. 劉更,南咪咪,劉嵐,吳立言,趙穎. 振動與沖擊. 2018(04)
[2]基于低耗齒輪的大速比行星齒輪傳動固有特性及振動分析[J]. 夏煬志強,秦大同. 振動與沖擊. 2018(02)
[3]考慮機電耦合的電動輪系統(tǒng)縱向振動特性建模及驗證[J]. 左曙光,李多強,毛鈺,鄧文哲,吳旭東. 農業(yè)工程學報. 2017(22)
[4]純電動汽車高速齒輪傳動NVH性能優(yōu)化研究[J]. 潘曉東,劉祥環(huán),黎超. 重慶理工大學學報(自然科學). 2017(11)
[5]內部激勵對高速齒輪傳動裝置振動的影響[J]. 王志敏,劉春波,楊林杰. 科技創(chuàng)新與生產力. 2017(08)
[6]考慮電流諧波的永磁同步電機電磁振動和噪聲半解析模型[J]. 林福,左曙光,毛鈺,吳雙龍,鄧文哲. 電工技術學報. 2017(09)
[7]考慮定子各向異性的永磁同步電機振動噪聲優(yōu)化[J]. 左曙光,張耀丹,閻礁,張國輝,林福,吳雙龍. 西安交通大學學報. 2017(05)
[8]多源驅動/傳動系統(tǒng)機電耦合建模及同步特性研究[J]. 舒銳志,魏靜,秦大同,張愛強,賴育彬. 機械工程學報. 2018(07)
[9]永磁同步電機電磁振動數(shù)值預測與分析[J]. 左曙光,劉曉璇,于明湖,吳旭東,張國輝. 電工技術學報. 2017(01)
[10]考慮結構柔性的行星輪系耦合振動特性研究[J]. 魏靜,張愛強,秦大同,舒銳志. 機械工程學報. 2017(01)
博士論文
[1]表貼式永磁同步電機建模、分析與設計[D]. 陳湞斐.天津大學 2014
[2]油潤滑漸開線斜齒輪摩擦動力學特性及疲勞壽命預估[D]. 董輝立.北京理工大學 2014
[3]內置懸置的輪轂電機驅動系統(tǒng)動力學特性及結構優(yōu)化[D]. 譚迪.華南理工大學 2013
[4]永磁同步電機電磁振動分析[D]. 楊浩東.浙江大學 2011
[5]電動汽車驅動用感應電機的電磁噪聲研究[D]. 代穎.哈爾濱工業(yè)大學 2007
碩士論文
[1]汽車傳動齒輪箱潤滑問題研究[D]. 鞠彤暉.吉林大學 2015
[2]梯形波永磁無刷直流電機的兩種控制方案及其相關問題研究[D]. 劉鴻.山東大學 2015
[3]少稀土內置U型永磁同步電機電磁、振動與噪聲的研究[D]. 張鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]汽車齒輪變速箱的振動分析與優(yōu)化設計[D]. 鄧雷.重慶大學 2013
[5]汽車變速箱齒輪振動噪聲仿真及分析[D]. 張琛.南京航空航天大學 2013
[6]重型商用車變速器潤滑系統(tǒng)流動與傳熱仿真研究[D]. 劉波.重慶大學 2012
[7]轎車變速器噪聲機理分析及控制[D]. 李進超.重慶大學 2012
[8]低速大扭矩永磁同步輪轂電機電磁振動和電磁噪聲的研究[D]. 趙東生.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[9]高速齒輪噪聲控制研究[D]. 趙彬.重慶大學 2008
[10]汽車變速器振動與噪聲測試方法研究[D]. 徐宏.四川大學 2004
本文編號:3054272
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/qiche/3054272.html
最近更新
教材專著