论文部分内容阅读
拖拉机在我国农业中有着举足轻重的作用,它的行走系动力正是由变速器将发动机的动力传输给后桥部分。因此,变速器的性能直接影响着车辆的性能。研究性能良好、结构合理、成本更低的变速器则成为迫切需要。传统的设计过程周期较长,修改困难,而虚拟样机技术可模拟现实环境,快速准确的分析模型,修改优化模型,实现设计的现代化,提高设计性能和效率,节约成本。本文利用虚拟样机技术,对拖拉机变速箱进行了多方面的深入研究。在三维造型软件PRO/E中对拖拉机变速箱的主要零部件进行参数化建模,包括齿轮、轴承、花键轴等等。装配各零部件的模型,进行干涉分析,再将模型通过MECH/PRO导入虚拟仿真软件中。施加各种运动副、驱动和必要MARKER点,在ADAMS-VIEW模块中设置完约束并采用MODEL-VERIFY验证样机的装配干涉,证明样机模型正确可行。齿轮是变速器的核心零件,基于对HERTZ弹性接触理论的深入分析,研究齿轮啮合时的动力学特性。反复实验选取齿轮副的刚度系数、阻尼系数、击穿深度、非线性指数及合适的仿真类型,得出最符合实际的参数。通过实验证明齿轮的啮合力、激振频率均与理论相符,样机模型与实际吻合,具有可行性。以此平台得出的结果为研究齿轮的动力学特性提供了支持。此外还可依据虚拟仿真软件的后处理功能对输出轴、各个铰接副的动力学特性进行分析。在ADAMS中得到的载荷谱数值,还可以进一步为有限元分析提供数据支持。运用MATLAB对变速器一档进行试优化,采用非线性最优化目标的工具箱函数,将优化结果带入PRO/E参数化模型中,快速生成新的模型,将新模型代入ADAMS中与原有参数的模型进行动力学特性比较分析,实验数据证明优化成功。优化再次表明利用虚拟样机技术可以快速、准确、直观的进行工程应用分析。本文建立的变速器仿真优化分析平台,使变速器的研发效率得以提高,为进一步改进拖拉机变速器做出贡献。