本書以跨界車驅(qū)動橋為研究對象，從理論到實踐，突出工程應(yīng)用。本書主要內(nèi)容有：跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋振動與噪聲分析理論基礎(chǔ)、跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)特點與工作原理、主減速器振動與噪聲分析；差速器振動與噪聲分析等。
汽車在給人類帶來極大方便的同時, 也給生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響。隨著汽車產(chǎn)能的持續(xù)增長, 汽車的排放、振動、噪聲等對周圍環(huán)境的不利影響更加顯著。汽車行業(yè)的研究者、從業(yè)者一直致力于解決汽車發(fā)展過程中帶來的不利問題, 并已有所收獲, 但汽車排放、振動、噪聲、NVH 性能等問題一直是學(xué)者們研究的焦點。近年來, 各國對這些問題的認識已提高到國家發(fā)展的戰(zhàn)略層面。我國制定了一系列更加嚴格的汽車排放、振動、噪聲、NVH性能等標準。編者也正在參與國家級“微車安全標準” 等推薦標準的制定工作。
本書編著者針對汽車的振動與噪聲, 特別是汽車傳動軸和后橋的振動與噪聲, 已做了長達十年之久的研究工作, 在該領(lǐng)域取得了一定的理論與試驗研究成果和經(jīng)驗, 特將這些研究成果和經(jīng)驗收集、整理并融于本書, 希望能對讀者有所幫助。
本書以某跨界車驅(qū)動橋為研究對象, 從理論到實踐, 重點突出工程應(yīng)用, 對振動與噪聲理論基礎(chǔ)和驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)特點與工作原理進行了介紹, 通過理論分析、數(shù)值解析與仿真分析相結(jié)合的方法, 探討了主減速器、差速器、驅(qū)動橋總成、傳動軸與后橋耦合等的振動與噪聲的產(chǎn)生機理、影響因素及實際解決方法, 同時也闡述了驅(qū)動橋輕量化的理論、方法, 并引入案例分析。
本書由徐勁力、姚佐平、吳波編著。黃豐云、盧杰、韓少軍、張曉帆為本書的編寫提供了部分資料, 并做了相應(yīng)內(nèi)容的整理工作; 羅文欣、蘇星溢、嚴婷、任中亞、戴鵬, 李曉雪、陳端瀅、劉璐、楊再煜, 彭波、曹興盛、游鵬超、魏鵬、盧雷、楊樂、徐維、饒東杰、朱定軍、石磊、趙金濤、劉康、張丙偉、何錫進、曾雪寧、李鵬凱、劉虎、吳挺, 宋旺、馮積孔、魏玎、何強、馬洪偉、田力, 高北海等項目組團隊參與了相關(guān)內(nèi)容的研究與分析工作, 為本書的編寫提供了數(shù)據(jù)支持, 在此表示衷心感謝。
本書作為介紹跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋振動噪聲分析及其輕量化設(shè)計方面的著作, 在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀的同時, 著重融入作者長期以來在跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋振動噪聲方面的技術(shù)研究成果。希望本書能為從事機械工程及汽車工程方面工作的讀者提供幫助。 由于書中難免存在不妥之處, 懇請讀者批評指正。
編著者
前言
第1 章 跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋振動與噪聲
分析理論基礎(chǔ) 1
1. 1 機械振動分析理論基礎(chǔ) 1
1. 1. 1 離散振動系統(tǒng)分析 1
1. 1. 2 連續(xù)系統(tǒng)振動分析 5
1. 1. 3 隨機振動分析理論基礎(chǔ) 10
1. 1. 4 機械振動的檢測方法基礎(chǔ) 15
1. 1. 5 機械振動的評價與控制方法 16
1. 2 機械噪聲分析理論基礎(chǔ) 18
1. 2. 1 聲學(xué)理論基礎(chǔ) 18
1. 2. 2 機械噪聲的分析 21
1. 2. 3 機械噪聲檢測方法 22
1. 2. 4 機械噪聲的評價與控制 24
1. 3 機械振動與噪聲分析方法 26
1. 3. 1 測試法 26
1. 3. 2 有限元分析法 27
1. 3. 3 統(tǒng)計能量分析法 28
1. 3. 4 邊界元法 30
1. 3. 5 傳遞路徑分析法 31
1. 3. 6 模態(tài)分析與綜合 33
參考文獻 37
第2 章 跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)特點與
工作原理 39
2. 1 驅(qū)動橋概述 39
2. 2 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)與工作原理 40
2. 2. 1 主減速器 40
2. 2. 2 差速器 47
2. 2. 3 半軸 53
2. 2. 4 橋殼 55
參考文獻 61
第3 章 主減速器振動與噪聲分析 62
3. 1 主減速器振動噪聲產(chǎn)生機理 62
3. 1. 1 主、從動齒輪振動噪聲產(chǎn)生
機理 62
3. 1. 2 圓錐滾子軸承的振動噪聲產(chǎn)生
機理 64
3. 2 主減速器的力學(xué)特性分析 65
3. 2. 1 準雙曲面齒輪受力分析 65
3. 2. 2 主減速器殼體受力分析 66
3. 3 主、從動齒輪振動特性分析 69
3. 3. 1 主、從動齒輪非線性動力學(xué)模型
的建立 69
3. 3. 2 主要參數(shù)的確定 72
3. 3. 3 動力學(xué)微分方程的求解 74
3. 4 主減速器齒輪參數(shù)對振動噪聲的影響
分析 79
3. 4. 1 齒輪時變嚙合剛度對系統(tǒng)振動
特性的影響 79
3. 4. 2 嚙合間隙對齒輪系統(tǒng)振動特性的
影響 85
3. 5 準雙曲面齒輪有限元與動力學(xué)仿真
分析 89
3. 5. 1 有限元仿真分析 89
3. 5. 2 主減速器齒輪的動力學(xué)仿真
分析 93
3. 5. 3 影響主減速器總成的傳動誤差的
因素 97
3. 6 主減速器軸承振動分析 97
3. 6. 1 圓錐滾子軸承的裝配工藝分析 97
3. 6. 2 軸承預(yù)緊力對主減速器振動噪聲
的影響 99
3. 6. 3 主動錐齒輪軸承支承跨距對主
減速器振動噪聲的影響 99
參考文獻 105
第4 章 差速器振動與噪聲分析 108
4. 1 差速器的運動學(xué)分析和動力學(xué)分析 108
Ⅳ
目錄
4. 2 差速器的動力學(xué)仿真分析 110
4. 2. 1 建立差速器模型 110
4. 2. 2 仿真分析前處理 110
4. 2. 3 動力學(xué)仿真分析 111
4. 3 差速器的振動特性分析 116
4. 3. 1 差速器的固有特性分析 116
4. 3. 2 差速器齒輪系統(tǒng)的傳遞誤差
分析 121
4. 4 差速器其他參數(shù)對振動噪聲的影響
分析 121
4. 4. 1 差速器齒輪噪聲產(chǎn)生機理 122
4. 4. 2 差速器齒輪齒側(cè)間隙對振動噪聲
的影響分析 122
參考文獻 130
第5 章 驅(qū)動橋總成振動與噪聲分析 132
5. 1 驅(qū)動橋總成的噪聲與振動源 132
5. 1. 1 結(jié)構(gòu)噪聲與結(jié)構(gòu)振動的激勵源 132
5. 1. 2 激勵傳遞路徑與系統(tǒng)噪聲響應(yīng) 133
5. 2 驅(qū)動橋殼與殼腔內(nèi)部氣體振動耦合 134
5. 2. 1 驅(qū)動橋殼頻響特性分析 135
5. 2. 2 驅(qū)動橋聲-固耦合分析實例 138
參考文獻 148
第6 章 跨界后驅(qū)車傳動軸- 驅(qū)動橋
耦合振動分析 150
6. 1 萬向傳動軸的運動學(xué)與動力學(xué)分析 150
6. 1. 1 萬向傳動軸的運動學(xué)特性 150
6. 1. 2 十字軸萬向傳動軸的動力學(xué)
特性 154
6. 1. 3 萬向傳動軸中間支承轉(zhuǎn)矩 156
6. 2 傳動軸-驅(qū)動橋系統(tǒng)耦合振動理論
分析 157
6. 2. 1 傳動軸-驅(qū)動橋系統(tǒng)的非線性
動力學(xué)模型 158
6. 2. 2 模型參數(shù)的確定 164
6. 2. 3 方程的求解 167
6. 3 傳動軸-后橋主減速器動力學(xué)仿真
分析 168
6. 3. 1 傳動軸-主減速器模型仿真前
處理 168
6. 3. 2 軸間夾角對傳動軸-主減速器動力
傳動影響的分析 170
6. 3. 3 傳動軸支承剛度對傳動軸-主減
速器動力傳動影響的分析 173
6. 3. 4 主動齒輪軸承支承剛度對驅(qū)動橋
總成的影響 175
6. 3. 5 傳動軸對驅(qū)動橋主減速器齒輪
動態(tài)彎曲振動的影響 177
參考文獻 179
第7 章 跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋輕量化設(shè)計與實例 181
7. 1 輕量化設(shè)計方法 181
7. 1. 1 汽車的輕量化概念 181
7. 1. 2 輕量化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù) 182
7. 1. 3 跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋輕量化設(shè)計種類 188
7. 2 跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計實例 190
7. 2. 1 現(xiàn)有跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋殼輕量化優(yōu)化論證 190
7. 2. 2 跨界后驅(qū)車驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計 193
7. 3 主減速器殼體輕量化設(shè)計實例 197
7. 3. 1 原主減速器殼體有限元分析 198
7. 3. 2 主減速器殼體拓撲優(yōu)化設(shè)計 202
7. 3. 3 主減速器殼體精細化設(shè)計 204
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