皮帶傳動系統建模的案例
【1月10日-11日 北京】車輛傳動系統動力學仿真技術高級研修班
動力學仿真技術現狀與發展趨勢
2.1 現代接觸動力學理論及應用
2.2 動力學仿真最新技術現狀及發展趨勢
3.發動機正時鏈傳動系統動力學仿真技術及工程案例
3.1 發動機正時鏈傳動系統工作原理
3.2 液壓張緊器工作原理與動力學建模
3.3 正時鏈傳動系統失效模式與評價體系
3.4 正時鏈傳動系統動力學建模與NVH特性分析
3.5 案例演示
4.發動機正時皮帶傳動系統動力學仿真技術及工程案例
4.1 正時皮帶傳動系統輪系設計
4.2 張緊輪工作原理與動力學建模
4.3 正時皮帶傳動系統失效模式與評價體系
4.4 正時皮帶傳動系統動力學建模與NVH特性分析
4.5 案例演示
5.發動機前端附件皮帶傳動系統動力學仿真技術及工程案例
5.1 前端附件皮帶傳動系統輪系設計
5.2 附件皮帶傳動系統動力學建模與NVH特性分析
5.3 案例演示
6.CVT傳動系統動力學仿真技術及工程案例
6.1 CVT傳動型式與工作原理
6.2 豐田Direct Shift CVT系統介紹
6.2 鏈式CVT傳動系統動力學建模與仿真分析
6.3 案例演示
7.純電動車傳動系統動力學仿真技術及工程案
7.1 純電動車動力學總成簡介
7.2 純電動車傳動系統動力學建模與NVH特性分析
7.3 案例演示
8.齒輪變速箱油液飛濺潤滑仿真技術及工程案例
8.1 RecurDyn與Particleworks聯合仿真技術簡介
8.2 齒輪變速箱油液飛濺潤滑實例
四、時間地點
報到時間：2020年
展開 開發一種 Orbitless 電動汽車主減系統 附機械傳動系統Romax Designer建模、分析
低 NVH、高傳動效率、低成本、足夠的可靠性是一款高質量動力總成必不可少的素質。
Romax Technology 已經在汽車傳動領域建立了良好的聲譽，擅長虛擬樣機、分析仿真、電動化傳動系統開發等領域。本項中的挑戰在于，Orbitless 傳動的結構和參數是否可在 Romax 仿真平臺中進行建模，完成分析和技術，并給出準確、可信的分析結果。
目標和分工
此項目有效地證明，從系統級角度對電驅傳動系統進行建模與分析更加能夠降低開發風險、加速產品應用周期。項目合作伙伴也是經過仔細挑選，皆是有所長：Orbitless 傳動公司，是項目經理公司，領導整個項目，提供傳動系統的知識產權、原始理論計算和設計輔助；利納馬公司，負責齒輪箱的制造；Romax Technology，負責軟件平臺仿真、機電系統工程設計等；NRC-IRAP 為項目提供啟動資金支持，使得項目能夠順利進行。
本項目對一級電驅傳動鏈創建了完整的系統級設計和分析，適用于 16000rpm 轉的高速電機，項目中對 Orbitless 傳動的 NVH 性能進行了分析，從而獲得其優勢性能。項目中決定采用試驗臺與驅動電機對比的方法來進行，可更加清晰地分析出 Orbitless 傳動獨立的性能和優勢。項目中還需要設計一個傳統的行星輪傳動系統，以對比 Orbitless 傳動和傳統行星傳動的優劣勢等。
圖
3:
概念設計
- 1
級
Orbitless
傳動結構
設計和分析流程
整個項目團隊系統地評估和對比不同的設計，以分析軸承性能、齒輪錯位量來獲得最小的傳動誤差和最高的傳動效率。在開發過程中，團隊做了一些設計決策，以優化 NVH 性能為主要方向，不是支持更大的扭矩能力。
展開 圓柱齒輪傳動CAD系統的建模與控制
華南理工大學學報(自然科學版)-2001年 07期-圓柱齒輪傳動CAD系統的建模與控制
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華南理工大學學報(自然科學版)-2001年 07期-圓柱齒輪傳動CAD系統的建模與控制.pdf
RecurDyn成功案例：自行車鏈傳動系統的自動化建模與仿真
自行車傳動性能可以從兩個方面來評估。一個是靈敏度，例如換檔的流暢度和精確度；另一個是舒適度，比如換檔需要多大力，換檔過程中的能量損失。自行車傳動系統使用大量鏈節，需要仔細計算鏈節和鏈輪之間的接觸。當鏈節的形狀發生變化時，每次重新創建一個新模型都需要大量的工時，特別是，需要對鏈節進行復雜的接觸定義。在這種情況下，通過使用 RecurDyn 和 C# 編寫自動化程序來解決這樣的問題，可縮減仿真模型的求解時間。通過定制開發，可有效地對鏈節的各種形狀、鏈輪的安裝角度以及鏈輪和銷間的公差進行建模、仿真和分析。
二級齒輪減速器傳動系統的參數化建模及機構仿真
中國制造業信息化-2003年 10期-二級齒輪減速器傳動系統的參數化建模及機構仿真
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中國制造業信息化-2003年 10期-二級齒輪減速器傳動系統的參數化建模及機構仿真.pdf
MBSE產品模型架構應用：基于模型的系統工程 (MBSE) 在汽車傳動系統子系統架構中的應用
○ 向左/向右直接扭矩
○ 向前/向后直接扭矩
○ 倍增扭矩
○ 斷開輔助傳動系統
● 每個功能相關聯，或 映射到至少一個邏輯塊
● 然后通過泛化繼承功能或操作
● 從動力傳動系統到車輪的推進力傳輸是最基本、最明顯的傳動系統功能
● 在抽象的功能層面上，傳遞的扭矩的程度或數量不一定相關——重要的是所有的傳動系統都傳遞扭矩
● 在我們的模型中，所有機械子系統和部件都繼承了“傳遞扭矩”功能
● 重要的是要注意，沒有一個部件單獨提供或滿足傳遞扭矩功能——它是整個系統的緊急功能
● 下一個功能是控制左/右扭矩，這是車橋/變速驅動橋差速器邏輯塊的操作或行為
● 下一個功能是控制前后扭矩，這是分動箱的行為，僅存在于 AWD 或 4X4 動力傳動系統配置
● 在動力傳動系統模型中，倍增扭矩功能僅是車橋的行為
● 最后一個功能是斷開功能，即行為斷開設備
建模方法：邏輯分解
● 定義功能塊后構建邏輯塊，需要一定的經驗和工程判斷
● 良好的邏輯分解應該不受任何特定設計概念的束縛，因為第一個設計概念不太可能是最好的設計概念
● 傳動系統邏輯圖提供了捕獲車輛輸入所需的結構，以支持用于計算傳動系統沖擊扭矩的參數方程，這是選型的基礎
需求和測試用例管理
● 使用MagicDraw 中的導入功能將需求導入到需求包中。
展開 samcef螺旋槳傳動建模
在之前的建模案例中，已經針對梁單元的長軸及螺旋槳進行了建模和零界狀態分析，形成了含有有限元網格的模型。在本案例中，將會把之前的模型作為次級模型導入，并通過置位，裝配形成一個完整的帶有傳動軸的螺旋槳推動器。通過隱式非線性求解運算，獲得2s內的模型瞬態響應。
通過本案例，可以了解到：
（1）
如何將已有各個次級模型導入形成整體模型；
（2）
如何重新調整次級模型的位置，包括幾何模型及網格；
（3）
如何更改原有約束并重新設置；
（4）
如何進行隱式非線性求解；
視頻：優酷視頻：http://v.youku.com/v_show/id_XOTQ4NzE2NjAw.html
百度網盤：http://pan.baidu.com/s/1c0CnKR2
前期部件分析準備：http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=623928&typeid=116
展開 基于Actran針對傳動系統噪聲的仿真方案
01
傳動系統噪聲特點及描述方式
傳動系統噪聲特點
? 傳動系統的噪聲主要包含嘯叫噪聲與敲擊噪聲
? Whine
at lower rpm (1000-2500 rpm)
? Rattle
at higher rpm (>2500 rpm)
? 舉例：上圖為FORD某發動機由于平衡軸 齒輪嚙合產生的噪聲瀑布圖：
– 嘯叫（whine）主要由旋轉運動的階次產生。對于此款機型，低轉速嘯叫現象較明顯。
– 敲擊噪聲（rattle）主要由一些較隨機的齒間碰撞產生，在此款機型上高轉速敲擊噪聲較明顯。
振動噪聲的時域描述與頻域描述
? 振動噪聲最原始的描述為時域描述，如上圖，振動加速度信號，或麥克風記錄的聲壓信號。
? 時域上的振動或聲壓均為實數，記錄脈動信號
在平均值上下快速的變化。
? 時域信號通過信號處理，可以轉換為頻域結果。此轉換的基本原理為傅里葉變換。如上圖，將以上時域信號進行時間上的分段，并進行傅里葉變換，可以得到每個時間段的頻譜，并組合
成瀑布圖。
? 頻域上的結果為復數，包含實部、虛部，或幅值、相位信息。聲壓級或聲功率級（dB）等概念均為頻率上描述。
振動噪聲的頻域諧波描述
? 計算傳動系統的專用軟件工具經常使用頻域諧波（harmonic）的方式描述產品的動力學特性。
? 此種方式的優點在于計算快速，描述清晰，僅關注諧波成分。
? 此方法局限在于非諧波成分響應完全為零，即非產品固有階次部分的數值結果為零。
展開 扭矩測量 | 傳動系統測量扭矩的方法
直接測量法
通過直接對傳動系統進行扭矩測量，獲得扭矩信號。通常，扭矩法蘭為非接觸式信號傳輸, 例如T12數字扭矩傳感器，或T40B扭矩傳感器。
直接測量法具有很多技術優勢：
HBK研發的法蘭技術，以極短的設計為特點，可輕松將高品質扭矩傳感器集成到試驗臺中。
其他的優勢包括高精度扭矩測量，以及能夠測量極高的轉速。
間接測量法
通過測量傳動系統中的電機功率，或是通過測量反作用力來間接測定扭矩。
現代測試測量設備可輕松測定電機的電功率和轉速。然而，在計算扭矩時，由于功率損耗和設備的操作狀態也被包含在計算過程中，會引起較大的誤差和測量不確定性，且標定非常困難。
圖1 采用力傳感器進行反作用扭矩測量
反作用力測量也可用于扭矩的間接測定。施加到杠桿臂端的力可以采用力傳感器測量。通過對驅動系中一些輔助量的測量即可計算出扭矩，例如，通過軸扭轉產生的應變或是軸扭轉的角度的測定也可計算出扭矩。
圖2 反作用扭矩測量/測功機
間接測定的缺點
基于力傳感器的扭矩測量
通過力傳感器（如自校準制動，圖1）利用反作用力扭矩測量來確定扭矩，需要復雜的機械結構。需考慮以下干擾效應，否則可能導致測量誤差：
自校準制動隨時間產生的性能波動。
溫度變化導致杠桿臂膨脹。
此外，由于涉及較大質量（實際上相當于 “機械低通濾波器”，圖2），該方法不適合動態測試。
基于輔助量的測量
當使用應變、轉角等輔助量確定待測扭矩時，必須考慮以下個體誤差：
軸直徑和輸入軸長度的公差導致的誤差。
轉角測量誤差。
此外，應用這些測量方法時，溫度補償只能部分地減少測量誤差，無法完全消除。
展開 滾珠絲杠高精度傳動及(Python)自動化建模
8、后處理：仿真完成后，可通過RecurDyn后處理工具，輸出仿真動畫、接觸力曲線，研究系統的動態特性，如滾珠通過頻率，傳動效率等，也可用于振動和噪聲分析等。
Romax — 傳動系統設計仿真工具
經緯恒潤作為Romax 工具國內業務的代理商，致力于為傳動系統、齒輪、軸承行業提供解決方案。英國Romax 公司是一家集軟件開發與項目咨詢為一體的傳動技術公司，其工具主要應用于齒輪箱、軸承和動力傳動系統的設計仿真分析，在傳動領域享有盛譽，是汽車、工業、風電及軸承應用領域的標準分析軟件。
傳動系作為機械系統核心部件之一，對傳動效率、耐久性和NVH 性能等有較高要求。經緯恒潤基于Romax 提供的傳動系設計研發方案，將方案設計、詳細設計和仿真驗證三個環節進行整合。
產品介紹
? 平臺功能
變速箱、車橋、減速箱及精密傳動部件開發；解決各類變速箱和車橋及其他傳動系的齒輪設計和強度校核、軸承壽命預估、同步器性能計算、箱體結構剛度設計和強度分析、橋殼柔性對錐齒輪錯位分析、傳動效率計算以及系統NVH 性能預估等方面的問題。
? 1. 傳動系統參數化建模
? 具備各型（直齒/斜齒/螺旋錐齒/定軸/行星）齒輪、箱體、軸、軸承3D 全參數化建模能力
? 具有從概念設計-詳細設計-校核驗證的設計過程全參數化功能
▼ CAD 軟件接口模塊，可以支持Romax 模型與主流CAD 模型（CATIA/UG/Pro-E）間的數據交互
? 2. 傳動方案概念設計—Romax Concept
? 適用于研制早期概念階段傳動裝置的系統級方案設計與評估
? 將傳動系統設計方案與整車動力性和經濟性進行匹配
? 支持從概念設計到詳細設計的無縫轉換功能
? 3.
展開 
新能源動力傳動系統NVH性能開發
中國汽車技術研究中心 汽車工程研究院 CATARC AERI
1 動力傳動系NVH問題與特征
2 動力傳動系NVH試驗技術
3 動力傳動系NVH仿真技術
4 動力傳動系NVH控制技術發展趨勢
一碼不掃，
可以掃天下？
SWT傳動鏈建模
主要內容：
此學習教程示范了不同的傳動鏈模型，并在SWT中進行了建模仿真。大致包括兩種傳動鏈，即有齒輪箱的經典傳動鏈及直驅風機的傳動鏈 ， 通過這兩個例子，可以看到在SWT中是如何進行傳動鏈分析的。
含有齒輪箱的傳動鏈可以利用軟件的參數化模型更改參數生成，直驅型的需要利用用戶自己的模型進行重新構建。SWT具有比較開放的界面能夠讓用戶根據自己的需求進行建模仿真。
傳動鏈建模分析.pdf
純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
4 AVL Cruise軟件仿真分析
基于AVLCruise軟件搭建純電動汽車主要部件以及整車系統的Cruise模型如下圖1。
圖1 整車仿真模型
4.1 優化結果前后對比
仿真時選取新歐洲城市駕駛循環工況NEDC工況來計算汽車百公里能耗以及建立爬坡性能工況和滿載加速性能工況。傳動比優化結果前后對比如下表中所示。
表4 優化前后汽車性能對比結果
4.2 循環工況法續駛里程
圖2 優化前的續駛里程
圖3 優化后的續駛里程
如圖2和圖3所示，在電池充滿電后，SOC值從90%下降到30%時，減速器傳動比優化前后汽車在NEDC工況下整車的續駛里程在Cruise軟件中的仿真結果。
4.3 等速工況法續駛里程
純電動汽車充滿一次電以50km/h等速工況下行駛，SOC值從95%下降到30%時汽車的理論的續駛里程為：
（27）
計算出50km/h等速工況下的續駛里程為252km。仿真結果如圖4。
圖4 優化后的續駛里程
50km/h等速工況下的續駛里程為248 km，與理論計算結果相差不大。
5 結論
本文針對兩擋AMT變速器純電動汽車，根據汽車性能指標要求進行動力學分析，確定了電機、電池和減速器的主要參數。以整車動力性和經濟性為約束目標，利用人群搜索優化算法對變速器傳動比進行優化。基于AVL Cruise軟件建立整車模型，進行相關動力性和經濟性的仿真分析。對仿真結果進行對比分析表明，運用優化參數的車輛具有更好的綜合性能。因此，人群搜索優化算法在汽車傳動系統參數匹配優化中具有良好的實用性。
展開 新能源動力傳動系統NVH
汽車NVH特性的研究應該以整車作為研究對象， 但由于汽車系統極為復雜，因此，經常將它分解成多個子系統進行研究，如發動機子系統(包括動力傳動系統)、底盤子系統(主要包括懸架系統)、車身子系統等。
——Noise、Vibration、Harshness
1.動力傳動系NVH問題與特征
Powertrain NVH Issues and Characteristic
2.動力傳動系NVH試驗技術
Powertrain NVH Testing Technology
3.動力傳動系NVH仿真技術
Powertrain NVH Simulation Technology
4.動力傳動系NVH控制技術發展趨勢
Trend of Powertrain NVH Control Technology
總結
1. 新能源動力傳動系NVH試驗技術
? 應重視動力傳動系NVH臺架試驗的重要性
?早發現、早識別動力傳動系NVH問題
? 匹配標定對于NVH性能影響突顯
2.
展開 