汽车变速器操纵机构的设计与仿真关键技术研究
发布时间：2021-02-15 00:07
近年来,作为汽车的设计创新核心竞争力之一的操纵舒适性备受关注,变速器的外操纵机构是驾驶过程中使用最为频繁的机构之一,但由于其设计方法的局限性,使得换挡性能难以满足驾驶者的要求。因此本文基于多体系统动力学理论和有限元分析方法对变速器操纵机构的设计和仿真关键技术进行研究,探索出更为有效的设计方法。针对由于换挡槽曲线设计问题导致换挡性能差这一现状,本文提出了一种换挡槽曲线设计方法。该方法从简化建模技术入手,基于多体动力学理论建立了变速器操纵机构的几何模型和物理模型,应用赫兹接触理论建立接触动力学模型,采用参数化技术建立了换挡槽曲线模型,根据换挡力和角变形关系创建了目标函数和约束函数,最终进行优化设计得到满足换挡性能要求的换挡槽曲线。为了确保变速器操纵机构的强度和刚度性能,本文选择变速杆处于前进挡极限位置受载工况,对变速器操纵机构进行静力学分析,首先基于有限元方法使用ANSYS软件建立了变速器操纵机构的有限元模型,然后创建了材料模型和连接关系,施加边界条件并进行求解。为了模拟变速器操纵机构的冲击试验,本文选择变速杆处于空挡位置受重锤冲击工况,对变速器操纵机构进行冲击仿真,首先基于动载荷问题中杆...
【文章来源】：武汉轻工大学湖北省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
手动变速器换挡系统
2图 1.2 变速器外操纵机构1-顶盖 2-手球本体 3-上盖板 4-按钮盖 5-侧盖板 6-换挡臂 限位销 7-底座8-芯杆 9-换挡管 10-弹簧销 11-弹簧销 12-换挡槽 13-子弹头由图 1.2 可知，在空挡切换至前进挡过程中，按下按钮盖使得按钮支架挤压弹簧向前运动，芯杆受到回位弹簧的挤压力产生轴向向上的变形，同时带动限位销移动，使得换挡过程中限位销的运动轨迹与上盖板的几何尺寸之间无干涉，避免发生碰撞导致换挡失败。驾驶员对变速杆手柄施加作用力，由于上盖板固定在
2.3 换挡槽曲线的优化设计完成动力学模型的建立后，利用 ADAMS/View 进行参数化建模，通过设究寻找设计变量的初始值，根据结构几何参数给定变量的取值范围，最后进化设计，获取最优换挡槽曲线。2.3.1 设计研究1. 创建设计变量（参数化设计点）利用插值点进行换挡槽曲线建模时，其插值点坐标初始值至关重要，直接在 ADAMS 优化分析结果的准确性。因此，对插值点坐标进行设计研究显为必要。为了解决这个问题，这里采用一个技巧，创建 point_0 作为换挡槽的起点，创建 point_1 作为换挡槽曲线的一个插值点，其 x 和 y 坐标作为设量，连接 point_0、point_1 和换挡杆终端点 C 作为曲线 polyline_1。各个点如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电驱动2AMT换挡机构ADAMS仿真及优化[J]. 王汐文,宋田堂,林连华,徐海港,张建武. 传动技术. 2017(01)
[2]手动变速器拨叉轴自锁槽的优化设计[J]. 陈颖宇,王光良,黄元毅,何耀华,韦炜. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2015(05)
[3]手动变速器操纵机构的精细化设计[J]. 李绍义,巫绍灵,宋景芬,陈曦. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(04)
[4]白车身结构NVH优化技术研究[J]. 黄宗斌,严莉,向上,杨蔚,张文正,周江奇. 噪声与振动控制. 2015(02)
[5]考虑动态特性的多工况车身结构拓扑优化研究[J]. 兰凤崇,赖番结,陈吉清,马芳武. 机械工程学报. 2014(20)
[6]45号钢后继屈服与塑性流动试验的Chaboche模型分析[J]. 胡桂娟,张克实,莫智莉. 广西大学学报(自然科学版). 2014(01)
[7]惯性载荷下飞行模拟器大臂结构的拓扑优化[J]. 许华旸,关立文,王立平,陈祥. 机械工程学报. 2014(09)
[8]基于ANSYS Workbench的穿戴式外骨骼髋关节横梁优化设计[J]. 李美成,陈岱民. 长春大学学报. 2013(10)
[9]装配体静力学仿真中的零件隔离分析法[J]. 宋少云. 机械设计与制造. 2013(09)
[10]基于筋板式基结构的大口径空间反射镜构型设计的拓扑优化方法[J]. 刘书田,胡瑞,周平,董志刚,康仁科. 光学精密工程. 2013(07)
硕士论文
[1]手刹的零件分析及形貌优化关键技术研究[D]. 张凤姣.武汉轻工大学 2015
[2]汽车车门轻量化及侧面碰撞安全性能研究[D]. 王伟.重庆交通大学 2014
[3]基于虚拟样机技术的手动变速器换档机构性能研究[D]. 张晓宏.江西理工大学 2012
[4]基于LS-DYNA的电动汽车正面碰撞仿真研究[D]. 侯永康.合肥工业大学 2012
[5]机械式变速器换挡性能评价方法的初步研究[D]. 崔传宝.吉林大学 2011
[6]基于汽车侧面碰撞仿真分析的车身结构优化[D]. 沈智达.东北大学 2011
[7]某微型车正面碰撞分析及结构改进研究[D]. 王力.南京理工大学 2009
[8]机械变速器换档操纵机构的仿真与试验[D]. 乐华.上海交通大学 2009
本文编号：3034078
【文章来源】：武汉轻工大学湖北省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
手动变速器换挡系统
2图 1.2 变速器外操纵机构1-顶盖 2-手球本体 3-上盖板 4-按钮盖 5-侧盖板 6-换挡臂 限位销 7-底座8-芯杆 9-换挡管 10-弹簧销 11-弹簧销 12-换挡槽 13-子弹头由图 1.2 可知，在空挡切换至前进挡过程中，按下按钮盖使得按钮支架挤压弹簧向前运动，芯杆受到回位弹簧的挤压力产生轴向向上的变形，同时带动限位销移动，使得换挡过程中限位销的运动轨迹与上盖板的几何尺寸之间无干涉，避免发生碰撞导致换挡失败。驾驶员对变速杆手柄施加作用力，由于上盖板固定在
2.3 换挡槽曲线的优化设计完成动力学模型的建立后，利用 ADAMS/View 进行参数化建模，通过设究寻找设计变量的初始值，根据结构几何参数给定变量的取值范围，最后进化设计，获取最优换挡槽曲线。2.3.1 设计研究1. 创建设计变量（参数化设计点）利用插值点进行换挡槽曲线建模时，其插值点坐标初始值至关重要，直接在 ADAMS 优化分析结果的准确性。因此，对插值点坐标进行设计研究显为必要。为了解决这个问题，这里采用一个技巧，创建 point_0 作为换挡槽的起点，创建 point_1 作为换挡槽曲线的一个插值点，其 x 和 y 坐标作为设量，连接 point_0、point_1 和换挡杆终端点 C 作为曲线 polyline_1。各个点如图 2.4 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电驱动2AMT换挡机构ADAMS仿真及优化[J]. 王汐文,宋田堂,林连华,徐海港,张建武. 传动技术. 2017(01)
[2]手动变速器拨叉轴自锁槽的优化设计[J]. 陈颖宇,王光良,黄元毅,何耀华,韦炜. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版). 2015(05)
[3]手动变速器操纵机构的精细化设计[J]. 李绍义,巫绍灵,宋景芬,陈曦. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2015(04)
[4]白车身结构NVH优化技术研究[J]. 黄宗斌,严莉,向上,杨蔚,张文正,周江奇. 噪声与振动控制. 2015(02)
[5]考虑动态特性的多工况车身结构拓扑优化研究[J]. 兰凤崇,赖番结,陈吉清,马芳武. 机械工程学报. 2014(20)
[6]45号钢后继屈服与塑性流动试验的Chaboche模型分析[J]. 胡桂娟,张克实,莫智莉. 广西大学学报(自然科学版). 2014(01)
[7]惯性载荷下飞行模拟器大臂结构的拓扑优化[J]. 许华旸,关立文,王立平,陈祥. 机械工程学报. 2014(09)
[8]基于ANSYS Workbench的穿戴式外骨骼髋关节横梁优化设计[J]. 李美成,陈岱民. 长春大学学报. 2013(10)
[9]装配体静力学仿真中的零件隔离分析法[J]. 宋少云. 机械设计与制造. 2013(09)
[10]基于筋板式基结构的大口径空间反射镜构型设计的拓扑优化方法[J]. 刘书田,胡瑞,周平,董志刚,康仁科. 光学精密工程. 2013(07)
硕士论文
[1]手刹的零件分析及形貌优化关键技术研究[D]. 张凤姣.武汉轻工大学 2015
[2]汽车车门轻量化及侧面碰撞安全性能研究[D]. 王伟.重庆交通大学 2014
[3]基于虚拟样机技术的手动变速器换档机构性能研究[D]. 张晓宏.江西理工大学 2012
[4]基于LS-DYNA的电动汽车正面碰撞仿真研究[D]. 侯永康.合肥工业大学 2012
[5]机械式变速器换挡性能评价方法的初步研究[D]. 崔传宝.吉林大学 2011
[6]基于汽车侧面碰撞仿真分析的车身结构优化[D]. 沈智达.东北大学 2011
[7]某微型车正面碰撞分析及结构改进研究[D]. 王力.南京理工大学 2009
[8]机械变速器换档操纵机构的仿真与试验[D]. 乐华.上海交通大学 2009
本文编号：3034078
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