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单锥面锁环式同步器有限元动态分析及拨叉结构优化
| 论文题名： | 单锥面锁环式同步器有限元动态分析及拨叉结构优化 |
| 关键词： | 同步器;有限元动态分析;拨叉结构;优化设计;商用车变速器 |
| 摘要： | 目前对同步器的研究，主要偏向于换挡过程试验研究、理论物理模型推导、动力学仿真以及对部分零件的结构优化。其中，同步器的试验研究虽然能够较为真实的反映换挡过程的真实情况，但并不能观察到各零件的真实运动情况，且试验成本高昂；模型推导和动力学仿真研究着重分析了同步器中的运动学问题、换挡力和换挡时间，而缺少了对同步器中故障问题的分析研究；同步器的结构优化，往往是设计人员根据经验对拨叉、弹簧等的改进，然后利用试验分析改进效果，效率较低。 本文以某商用车变速器中单锥面锁环式同步器为研究对象，针对其现实中出现的强度破坏、磨损和烧灼等现象，利用虚拟仿真技术分析同步器换挡过程中产生故障的原因，并加以改进。将同步器的换挡过程划分成五个阶段，预同步阶段、同步阶段、解锁阶段、啮合阶段和换挡完成阶段。根据这五个阶段的特征，具体分析研究内容如下： （1）建立同步器动力学模型，分析其换挡过程并提取换挡力、拨叉位移等参数； （2）将动力学分析获得的参数作为边界条件，建立对称拨叉、不对称拨叉同步器有限元动态模型，分析对比换挡过程中出现应力集中、破坏的原因； （3）针对不对称拨叉两臂不同刚度而产生的偏载及应力集中现象，确认设计变量、约束条件和优化目标，对其进行拓扑优化和形状优化，并将优化后拨叉与同步器装配，进行有限元分析并与优化前结果进行对比，验证拨叉优化的有效性。 从动力学分析、有限元分析和结构优化三个方向对单锥面锁环式同步器进行分析，旨在提高同步器研究设计效率，改善同步器换挡性能，并降低不对称拨叉产生的偏载、应力集中,延长同步器使用寿命。 |
| 作者： | 李熙 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 张卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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