锥环式无级变速器驻车锁止机构仿真及试验研究

发布时间：2017-08-24 23:34

  本文关键词：锥环式无级变速器驻车锁止机构仿真及试验研究

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【摘要】：相较于传统手动变速器,自动变速器操作简便、驾驶强度低、换挡平顺、乘坐舒适,随着技术的发展及人们消费水平的提高,自动变速器接受程度及整车装载量均得到大幅度提升。自动变速器工作原理及机械结构与手动变速器相比有较大的差别,自动变速器内部设计了驻车锁止机构,即对应自动变速器的P挡。驾驶员操作变速杆挂至P挡后,驻车锁止机构锁死变速器输出轴,从而确保车辆长时间稳定停靠,避免溜坡等危险情况的发生。目前,国内外与驻车锁止机构研究相关的文章较为少见。本文针对锥环式无级变速器的驻车锁止机构,基于有限元法及多体动力学理论,利用Hypermesh、ANSYS和ADAMS建立驻车锁止机构的刚柔耦合模型,对机构性能进行仿真分析,并进行驻车锁止机构性能试验。首先,对驻车锁止机构组成及工作原理进行阐述,对不同驻车锁止机构进行分类,根据机构功能要求,提出机构设计准则。根据机构性能要求,探究驻车锁止机构临界驻车速度、挡位稳定性、防异常驻车性能及驻车棘爪自动弹出性能等计算方法。其次,根据机构设计准则及相关计算,利用Pro/E软件设计驻车锁止机构各零件三维模型并组建装配体模型。基于多体动力学理论和有限元法,利用ADAMS软件及Hypermesh软件构建驻车锁止机构刚柔耦合模型。基于冲击函数法,对模型中接触参数进行整定。利用所建模型进行仿真分析,得到临界驻车速度、输出轴所受冲击转矩及车辆上下坡时的摘挡力矩。根据机构性能要求,选取临界驻车速度和驻车时间为性能评价指标,对可能影响机构性能的参数进行识别。修改识别出的相关参数,重新生成机构三维装配模型。在上述仿真模型的基础上,重新导入新的装配模型并生成相应的刚柔耦合动力学仿真模型。对模型进行仿真分析,获得不同参数下临界驻车速度及驻车时间。最后,根据车辆实际驻车过程,确定驻车锁止机构性能试验方法,设计驻车锁止机构性能试验系统,进行驻车锁止机构性能试验,得到机构临界驻车速度及转矩。仿真结果曲线与试验结果曲线趋势相同,验证了本文使用的建模方法的可行性,且所建模型有一定的工程实用价值。
【关键词】：驻车锁止机构 多体动力学 刚柔耦合 仿真 性能试验
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1.绪论10-16
• 1.1 选题背景与意义10
• 1.2 CAE技术国内外研究现状10-12
• 1.3 驻车系统国内外研究现状12-14
• 1.4 论文主要研究内容14-16
• 2.多体动力学仿真的理论基础16-22
• 2.1 多刚体动力学基础理论16-19
• 2.1.1 系统动力学方程建立16-17
• 2.1.2 运动学分析17-18
• 2.1.3 动力学分析18-19
• 2.1.4 静力学分析19
• 2.1.5 初始条件分析19
• 2.2 多柔体动力学基础理论19-21
• 2.2.1 离散化方法20
• 2.2.2 模态集成法20
• 2.2.3 集成有限元模型的多柔体理论分析20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3.自动变速器驻车锁止机构设计22-36
• 3.1 自动变速器驻车锁止机构介绍22-25
• 3.1.1 驻车锁止机构功能及分类22-23
• 3.1.2 驻车锁止机构组成及其工作原理23-25
• 3.2 驻车锁止机构设计要求25-27
• 3.3 驻车锁止机构相关计算27-34
• 3.4 本章小结34-36
• 4.驻车锁止机构刚柔耦合动力学分析36-54
• 4.1 驻车机构三维模型建立36-37
• 4.2 驻车锁止机构多刚体模型建立37-46
• 4.2.1 导入几何模型37-38
• 4.2.2 添加约束38-39
• 4.2.3 添加载荷39-40
• 4.2.4 部分参数计算40-42
• 4.2.5 实体接触模型42-46
• 4.3 驻车锁止机构刚柔耦合模型建立46-49
• 4.3.1 柔性体建立方法46-47
• 4.3.2 关键零件模态中性文件的建立47-48
• 4.3.3 建立刚柔耦合模型48-49
• 4.4 仿真结果分析49-52
• 4.4.1 临界驻车速度49-50
• 4.4.2 驻车棘轮所受转矩50-51
• 4.4.3 摘挡力矩51-52
• 4.5 本章小结52-54
• 5.相关参数与机构性能的影响关系分析54-74
• 5.1 评价指标选定与参数识别54
• 5.1.1 评价指标选定54
• 5.1.2 参数识别54
• 5.2 参数变化对机构性能的影响54-71
• 5.2.1 驻车棘轮54-62
• 5.2.2 驻车棘爪62-68
• 5.2.3 凸轮弹簧刚度68-70
• 5.2.4 整车转动惯量70-71
• 5.3 本章小结71-74
• 6.驻车锁止机构性能试验74-82
• 6.1 试验目的74
• 6.2 试验方法74
• 6.3 试验系统组成及工作原理74-78
• 6.3.1 试验系统组成74-75
• 6.3.2 试验设备75-77
• 6.3.3 工作原理77-78
• 6.4 驻车性能试验78-81
• 6.4.1 试验步骤78
• 6.4.2 结果分析78-81
• 6.5 本章小节81-82
• 7.总结与展望82-84
• 7.1 总结82-83
• 7.2 展望83-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果90

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