CAD/CAE/CAPP/CAM
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
2016年第4期
液压机械混合动力无级变速箱动力学特性分析
杨化林”，巩康，冯闻
（1青岛科技大学机电工程学院，青岛266061；2颐中（青岛）烟草机械有限公司，青岛266021）
摘要：针对某公司全新设计的一-种液压机械无级变速箱，为了分析工作过程中其齿轮所受到的嗜合力以及接触应力是否满足要求，首先在一个恒定的输人转速下对变速箱进行动力学仿真，将仿真得到的输出齿轮的啮合力和啮合频率与理论值进行比较分析，然后将动力学仿真结果作为边界条件，再对齿轮对进行接触应力有限元分析。结果显示齿轮三向啮合力的仿真值为586.3、267.5、124.1N与理论值596.8、221.3、116.0N相差甚微，啮合频率仿真值为106.8Hz与理论值110.9Hz基本吻合，接触应力分析值在250~300MPa之间也与理论值285.14MPa基本一致，说明了齿轮模型的正
确性以及动力学和有限元分析方法的合理性。关键词：变速箱；啮合力；瞻合频率；接触应力
中图分类号：TH132.46文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)04-0104—05 DOI:10.16731/j. cnki. 1671 3133.2016.04.018
Dynamics characteristics analysis of hydraulic-machine
hybridcontinuoustransmission Yang Hualin',Gong Kang',Feng Chuang”
(1 College of Electromechanical Engineering,Qingdao University of Science &Technology,Qingdao 266061,China;2 Etsong (Qingdao) Tobacco Machinery Co. Lid., Qingdao 266021,China)
Abstract: A hydraulic-machine continuous transmission has been designed, in order to analyse whether the meshing force and contact stress can meet the expected requirements or not in the working process. Firstly the dynamics simulation of the transmis-sion was done using a constant input speed,the simulation results of meshing force and meshing frequency were studied and com pared with the theoretical values, Then the simulation results acted ss boundary conditions, the finite element analysis of gears a-bout contact stress was done, The results display that the simulation value of meshing force and meshing frequeney is 586. 3N, 267. 5N,124. 1N and 106. 8Hz which fit well with the theoretical values that is 596. 8N,221. 3N,116. 0N and 110. 9Hz,the sim ulation value of contact stress is between 250MPa and 300MPa which also consistent with theoretical values that is 285. 14MPa,
which illustrate the gears model is correct and the method of dynamics and FEA is reasonable. Key words : transmission;meshing force; meshing frequency ;contact stress
0引言
变速箱是车辆的一个重要部件，其作用是把发动机的小转矩、高转速转化成大转矩、低转速并传递到驱动轮上，使车辆的行驶速度和牵引力可以在很大的范围内发生变化，以满足不同工况下的需求。目前，大部分车辆所使用的是液力变速箱，这种变速箱的优点是速度可以无级变速、对外界的载荷能起到一定的缓冲吸振的作用，但是其缺点是经济性和效率都比较低并且结构复杂[13]。
，山东省博士后创新基金资助项目(201202005） 104
万方数据
液压机械无级变速箱是由机械系统和液压系统所组成的混合动力变速箱[46]，在工作过程中可以使输出转速连续不间断地变化，这种变速箱的出现就是替代现在所使用的经济性和效率都很低下的液力变速箱。
关于变速箱动力学和有限元分析的研究，前人做了很多工作[79]，但大部分的研究没有把动力学和有限元分析相结合起来，研究结果的实用性并不大。本文以某公司自主研发的一种液压机械无级变速箱为研究对象，主要考虑在工作过程中齿轮所受到的啮合