基于熱流耦合的變速器溫度場仿真研究.pdf

1、汽車變速器是汽車傳動系統(tǒng)中最重要的部件之一，主要依靠多級齒輪的不同傳動比來適應(yīng)各種行駛工況。齒輪在嚙合過程中產(chǎn)生大量的熱量使得齒面溫度上升。由于變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，散熱條件相對惡劣，因此對于變速器的溫度場研究至關(guān)重要。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①采用解析法對斜齒輪嚙合特性、齒面平均接觸壓力以及齒面相對滑動速度進行分析計算，推導(dǎo)了斜齒輪摩擦熱流量的理論公式，并編制了MATLAB計算程序，為下一章熱流耦合仿真模型提供了熱源。②分析了齒

2、輪箱體傳熱過程，建立了一對斜齒輪的熱流耦合仿真分析有限元模型，同時提出了新的熱源加載方法，即利用UDF定義嚙合區(qū)，僅對進入嚙合區(qū)域的輪齒施加熱量；對比了熱流耦合仿真結(jié)果與理論計算所得的齒輪齒面、端面對流換熱系數(shù)，進而驗證了熱流耦合仿真方法的可行性；同時，仿真分析所得端面對流換熱系數(shù)更加符合實際變化規(guī)律；并提取了斜齒輪溫度場的分布情況，分析了其產(chǎn)生的原因。③以齒輪轉(zhuǎn)速、齒輪轉(zhuǎn)矩和浸油深度三個變量為研究對象，對齒輪溫度場影響因素研究，發(fā)現(xiàn)在

3、溫度分布方面：齒輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速以及浸油深度的變化均不會影響溫度場在周向上的變化趨勢，且齒輪上最高/低溫出現(xiàn)位置是一致的；溫度極值和平均溫度的變化都是非線性的，隨轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的增加，極值和平均溫度均呈上升趨勢，但轉(zhuǎn)矩擬合曲線斜率逐漸減小，溫度增速逐漸放緩，而高轉(zhuǎn)速區(qū)域曲線斜率逐漸變大，溫升明顯；相反，浸油深度的增加會使得極值和平均溫度減小，且呈冪函數(shù)形式變化，減幅明顯。④以某六檔變速器為研究對象，簡化處理后建立了變速器熱流耦合仿真分析有限元模