汽车同步器仿真分析与优化

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1、中图分类号：U463.212学校代码：10856学号：M060112165上海工程技术大学硕士学位论文汽车同步器仿真分析与优化作者姓名：陈雷指导教师：胡宁教授专业：车辆工程学院：汽车工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：朱平教授吴训成教授答辩委员会主席：朱平教授成员：陈辛波教授吴训成教授龚元明教授钱宇彬副教授万方数据UniversityCode：10856StudentID:M060112165THESIMULATIONANALYSISANDOPTIMIZATIONOFAUTOMOTIVESYNCH

2、RONIZERCandidate:ChenLeiSupervisor:Prof.HuNingMajor:VehicleEngineeringAutomotiveEngineeringCollegeShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014万方数据上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表

3、或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保

4、密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据汽车同步器仿真分析与优化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

5、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

6、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

7、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万方数据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%。关键词：同步器，同步时间，结构，仿真分析，优化万方

8、数据THESIMULATIONANALYSISANDOPTIMIZATIONOFAUTOMOTIVESYNCHRONIZERABSTRACTWiththerapiddevelopmentofautomobileindustryandthecontinuousimprovementofpeople’slivingsta