同步器换挡性能有限元仿真分析与优化设计

发布时间：2020-08-19 14:09

【摘要】：机械式变速器因其结构简单、工作可靠和成本低等特点,深受消费者与企业青睐。同步器作为机械式变速器的核心部件,对换挡平顺性和驾驶舒适性有着重要影响。本课题以某单锥面锁环式同步器为研究对象,针对同步器的结构复杂、换挡时间短暂,难以通过试验获取各参数对换挡性能的影响,提出利用虚拟仿真分析技术,采用动力学分析、有限元法和结构优化设计相结合的方法,对汽车同步器的设计参数进行研究,以达到提高同步器的换挡性能。本课题主要从以下4个方面开展研究工作:⑴根据同步器的结构与工作原理对同步过程进行详细分析,建立了同步过程的数学模型,为后续仿真分析提供理论基础。⑵使用ADAMS软件建立了同步器换挡过程动力学模型,研究了换挡力、锥面摩擦系数、输入发动机转速和输入转动惯量等参数对换挡性能的影响规律。并提取拨叉位移作为有限元分析的边界条件。⑶使用ABAQUS软件建立了同步器动态有限元模型,并以动力学分析得到的结果作为边界条件,分析了换挡力、锥面摩擦系数、输入发动机转速和输入转动惯量等参数对关键零部件应力与变形的影响。⑷针对拨叉刚度不足的问题,使用OptiStruct软件对拨叉刚度进行优化设计,并将优化后的结果与优化前的结果进行对比,验证优化分析的有效性。研究结果表明:换挡力、锥面摩擦系数、输入发动机转速和输入转动惯量等参数不仅对同步时间、换挡冲击力和换挡滑摩功有影响,还对零部件的接触应力和变形有影响。通过优化设计分析,提高了换挡性能,降低了零件应力与变形。根据上述研究成果,利用动力学分析、有限元分析和结构优化设计相结合的方法提高了同步器的换挡性能。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH132.46
【图文】：

重庆理工大学硕士学位论文 同步器的分类 普通齿轮式变速器中采用同步器，可以使输入端、输出端的转速在啮合过程中迅速效避免因不同步啮合而产生的冲击，很大程度上降低了齿轮噪声，在保证换挡舒适高了汽车的动力性和部件的使用寿命。 步器的工作原理是通过摩擦同步，按其结构可分为常压式、惯性式和增力式。常压简单，但工作不太可靠，无法很好地解决换挡啮合冲击问题，随着新型同步器的研步器现已基本淘汰。现代汽车主要采用惯性式同步器，包括锁环式、锁销式、多锥式[4]。 锁环式同步器

绪论 与锁环式同步器的工作过程类似，换挡开始时，在换挡力的作用下接合齿，使锁环与结合齿轮的锥面接触而产生摩擦力矩，在摩擦力矩作用下实现步，由于转速差的消失锥面的摩擦力矩随之消失，在换挡力的作用下同步齿套继续轴向移动与接合齿轮完全喷合完成换挡过程。

使锁环与结合齿轮的锥面接触而产生摩擦力矩，在摩擦力矩作用下实现步，由于转速差的消失锥面的摩擦力矩随之消失，在换挡力的作用下同步齿套继续轴向移动与接合齿轮完全喷合完成换挡过程。 1-锁环 2-齿毂 3-接合齿套 4-锁销 图 1.2 锁销式同步器 锥式同步器

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本文编号：2797179