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原文传递基于AMT工况需求的同步器优化设计研究

论文题名：	基于AMT工况需求的同步器优化设计研究
关键词：	汽车变速器;工况需求;同步器;优化设计
摘要：	随着汽车技术的发展，人们在汽车驾驶方面开始以低耗油量和高舒适性作为主要目标，而耗油量和舒适性与换挡过程密切相关，因此变速器作为执行换挡的主要部件，在汽车传动系统中起着重要的作用。自动变速器的发展，满足了人们对汽车驾驶的需求，同时对同步器提出了更高的要求。以机械式自动变速器为代表的自动变速器区别于手动变速器，要求同步器具有更高的同步容量，以满足换挡需求。　　同步器在换挡过程中若同步容量不足，会导致同步时间延长和换挡冲击现象的发生。通过对同步器结构的优化可以有效改善以上现象，扩宽同步器的应用范围，使其同样符合AMT的换挡工况，提高换挡品质。针对于此，本文通过对AMT在换挡过程中控制策略的分析，以AMT对同步时间的要求为目标，提出了一种基于AMT换挡工况需求下同步器结构优化的方法，满足AMT的控制策略对同步容量的需求，提高同步性能。　　文中以五征集团汽车传动项目中一款适用于轻卡车型的微冲击新型变速器为研究对象，以动力学理论为基础，借助计算机三维实体建模技术和动力学仿真技术，以提高同步器换挡品质为目的，通过研究同步器在换挡过程中的同步时间和冲击力，获得结构优化对同步器同步性能的影响，得到具有良好换挡品质的同步器。　　首先根据微冲击新型变速器的基本结构参数，参照齿轮花键齿全参数化建模方法，基于UG建立精确的同步器花键齿模型以及整个变速器三维实体模型。基于本款变速器内部三四挡同步器的基本结构，介绍锁环式同步器的工作原理，并建立了同步器在同步过程中的数学模型。对同步容量进行定义，建立同步容量的表达式，具体分析各个参数对同步容量的影响。根据变速器动力总成图，分析了变速器内部的动力传递过程和转动惯量，建立转速和同步力矩的矩阵表达式。而后基于ADAMS建立了三四挡同步器虚拟样机模型，对其进行动力学仿真，得到同步时间以及冲击力的仿真结果。　　结合AMT换挡工况下对同步时间的要求，针对同步容量不足的问题提出结构优化方案，重点对摩擦锥面半锥角和等效摩擦半径值进行优化。考虑到单锥同步器中等效摩擦半径的变动范围十分有限，通过常规增加同步环半径尺寸的方法已经不能满足 AMT对同步容量的需求。因此，本文通过在同步环和接合齿圈之间增加一个摩擦环的方法，成倍增加等效半径，有效地提高了同步容量，缩短同步时间，提高同步器的工作性能。同时，对同步器花键齿齿肩修形，改变齿肩处的加速度，降低冲击力峰值，提高了同步器的换挡品质。最后，通过对优化之后双锥同步器的动力学仿真，验证了同步器优化设计的必要性与有效性，提出了一种提高同步器工作性能的优化设计方法。
作者：	田娜
专业：	机械工程
导师：	崔焕勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	济南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文