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原文传递汽车同步器仿真分析与优化

论文题名：	汽车同步器仿真分析与优化
关键词：	汽车同步器;仿真分析;结构优化设计;换挡时间
摘要：	汽车工业快速发展和民众生活水平的不断提高，对可靠性、舒适性提出更高要求，同时对产品升级换代速度提高和成本降低提出更高要求，同步器结构设计对前者影响重大，而设计方法的改进对后者具有重要意义。若能对同步器进行仿真分析和结构优化设计，以缩短换挡时间，这样可以进一步解决机械式变速器换挡滞后的问题，使得它能适应现代市场的要求。　　本文在深入分析同步器工作原理的基础上，建立了同步器工作过程的数学模型，并且以影响同步和锁止两个性能的主要因素研究为基础；利用UG软件建立同步器三维模型，导入到 ADAMS中，添加约束、接触设置等，建立动力学仿真模型；利用MATLAB软件编程，以同步时间为目标函数，以缩短同步时间为目的，得到同步器的最优参数设计。　　本文主要的研究内容：　　（1）在深入了解同步器工作原理以后，将原有的同步器工作过程四个阶段划分改为更细致的八个阶段划分，并且着重研究了第六个阶段时，接合套与接合齿圈不同啮合情形所造成的同步时间大小的不同。　　（2）建立了同步器ADAMS动力学仿真模型，基于换挡力、摩擦系数、转动惯量这些主要参数变化对同步时间的影响，研究得到了这些因素影响下同步时间大小的拟合曲线和拟合方程式；并且研究了这些因素交互作用下对同步时间的影响。　　（3）研究了通过减小输入端转动惯量以减小同步器同步时间的方法，对同步器进行结构优化，将一二档位的同步器接合套放在中间轴。　　（4）利用Matlab编程确定同步时间作为目标函数，选取锁止面平均半径、锥面平均半径、锥面宽度、锥面半角和锁止半角五个变量作为设计参数，确定了线性和非线性约束条件。经过程序运行，研究得出为使同步时间最短，该五个变量的最佳参数设计值，并且通过正确的仿真模型得到了验证。　　研究结果表明：第一，接合套花键和接合齿的不同啮合过程，会对同步时间产生不同的影响；第二，分析交互因素作用下对同步时间的影响，得出的结论为影响因素水平高低顺序是输入端转动惯量最高，换挡力次之，摩擦系数最低；第三，通过结构优化以后，输入端转动惯量明显减小；第四，经过 Matlab程序运行后得到同步时间最短时所对应的锁止面平均半径、锥面平均半径、锥面宽度、锥面半角和锁止半角五个变量的大小，按照这些变量的最优解去重构模型，并带入正确的仿真模型验证，经过参数优化后的同步器同步时间缩短了20％到30%。
作者：	陈雷
专业：	车辆工程
导师：	胡宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海工程技术大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文