MT变速箱同步器性能研究与仿真分析

发布时间：2017-09-07 00:45

  本文关键词：MT变速箱同步器性能研究与仿真分析

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【摘要】：同步器对汽车的换挡性能有着重要的影响。本文通过对同步器工作过程的分析,将换挡过程分成了5个阶段,阐述了开始、锁止、同步、脱锁和接合阶段同步器各个部件所处的临界位置和运动形式,并用简易的图片直观表达了同步器的工作过程。为了能够省力而迅速的完成换挡,通过对同步器的各种材料进行比较,介绍了当今比较新型的材料类型。改善同步器的材料可很大程度的提高同步器的性能,使换挡过程更加迅速平稳。根据同步器的工作原理,分析了同步器的参数对同步性能的影响。运用SolidWorks和ADAMS联合创建同步器工作过程的虚拟样机模型,并用ADAMS对整个的换挡过程进行模拟,分别讨论了摩擦锥面之间的摩擦系数、输入端的等效转动惯量对同步器性能的影响。通过仿真分析,得到换挡参数对换挡二次冲击的影响规律。使用MATLAB软件中的优化工具,分析目标函数和约束条件,最后求得目标函数的最优解。参照优化后的参数重新建立同步器的虚拟样机模型,仿真分析后,比较优化后与优化前的同步时间,优化结果比较明显,也验证了优化方法的可行性与准确性。采用ANSYS Workbench软件对同步环进行有限元分析,得到同步环的应力分布云图与应变分布云图,优化后的同步环能满足工作要求。由于在换挡过程中两锥面间的摩擦效应,两金属表面间温度会发生变化。利用常规的试验方法,难以获取摩擦副表面温度,通过热分析可得到摩擦表面的接触温度。本文可为提高汽车换挡性能和同步器新产品的开发提供一定的参考。
【关键词】：同步器 数学模型 仿真分析 优化 有限元分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212.41
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• abstract9-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景与意义16-17
• 1.1.1 背景介绍16
• 1.1.2 课题研究的意义16-17
• 1.2 同步器的国内外研究现状17-20
• 1.2.1 国外的研究现状17-19
• 1.2.2 国内的研究现状19-20
• 1.3 课题研究的主要内容20
• 1.4 本章内容小结20-22
• 第二章 同步器的结构与摩擦材料研究22-31
• 2.1 同步器的类型和工作过程的研究22-28
• 2.1.1 同步器类型22-24
• 2.1.2 同步器换挡过程分析24-28
• 2.2 同步器主要零件的材料28-30
• 2.2.1 同步环摩擦材料和同步器性能的关系28
• 2.2.2 同步环新材料类型28-29
• 2.2.3 摩擦材料与润滑油特性的兼容性29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 同步器换挡过程的理论研究31-46
• 3.1 换挡过程的理论计算31-40
• 3.1.1 转动惯量和阻力矩的计算31-34
• 3.1.2 输入与输出端的初始角速度差和摩擦力矩的计算34-36
• 3.1.3 同步时间的计算36-38
• 3.1.4 同步器使用寿命的数学模型38-40
• 3.2 同步器锁止条件的研究40-42
• 3.2.1 锁止角的求解40-41
• 3.2.2 同步器的锁止条件41-42
• 3.3 换挡冲量的数学模型的建立42-44
• 3.3.1 换挡冲量的概念42
• 3.3.2 换挡冲量的计算方法42-44
• 3.4 同步时间的数值计算44
• 3.5 本章小结44-46
• 第四章 同步器的性能仿真分析46-60
• 4.1 计算机辅助工程46-48
• 4.1.1 计算机辅助工程技术的简介46-47
• 4.1.2 ADAMS软件的介绍47-48
• 4.2 SolidWorks建模48-50
• 4.3 同步器的虚拟模型50-59
• 4.3.1 换挡系统动力学模型的建立50-52
• 4.3.2 换挡过程模拟52-54
• 4.3.3 同步器设计条件对同步时间影响分析54-56
• 4.3.4 换挡参数对换挡二次冲击的影响56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 同步器的参数优化与有限元分析60-70
• 5.1 同步器的性能优化过程60-61
• 5.2 基于MATLAB的同步器的参数优化61-65
• 5.2.1 MATLAB的优化方法62
• 5.2.2 同步器参数的优化62-63
• 5.2.3 应用MATLAB求解63-65
• 5.3 同步器的有限元分析65-68
• 5.3.1 同步环的应力分析65-67
• 5.3.2 摩擦锥面的热分析67-68
• 5.4 本章小结68-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况75

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本文编号：806433