基于熱流耦合的變速器溫度場(chǎng)仿真研究.pdf

1、汽車變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要的部件之一，主要依靠多級(jí)齒輪的不同傳動(dòng)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(duì)惡劣，因此對(duì)于變速器的溫度場(chǎng)研究至關(guān)重要。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①采用解析法對(duì)斜齒輪嚙合特性、齒面平均接觸壓力以及齒面相對(duì)滑動(dòng)速度進(jìn)行分析計(jì)算，推導(dǎo)了斜齒輪摩擦熱流量的理論公式，并編制了MATLAB計(jì)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(duì)斜齒輪的熱流耦合仿真分析有限元模型，同時(shí)提出了新的熱源加載方法，即利用UDF定義嚙合區(qū)，僅對(duì)進(jìn)入嚙合區(qū)域的輪齒施加熱量；對(duì)比了熱流耦合仿真結(jié)果與理論計(jì)算所得的齒輪齒面、端面對(duì)流換熱系數(shù)，進(jìn)而驗(yàn)證了熱流耦合仿真方法的可行性；同時(shí)，仿真分析所得端面對(duì)流換熱系數(shù)更加符合實(shí)際變化規(guī)律；并提取了斜齒輪溫度場(chǎng)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(gè)變量為研究對(duì)象，對(duì)齒輪溫度場(chǎng)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(huì)影響溫度場(chǎng)在周向上的變化趨勢(shì)，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(shì)，但轉(zhuǎn)矩?cái)M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(huì)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(duì)象，簡(jiǎn)化處理后建立了變速器熱流耦合仿真分析有限元模