商用车变速操纵机构换挡力学特性仿真研究

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1、商用车变速操纵机构换挡力学特性仿真研究StudyofShiftForceCharacteristicSimulationontheGearBoxOperatingMechanismofaCommercialVehicle作者姓名：周召召专业名称：车辆工程指导教师：马天飞教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月7日摘要商用车变速操纵机构换挡力学特性仿真研究随着汽车工业的发展，人们对汽车换挡质量的要求越来越高。换挡质量评价涉及驾驶员的主观感受，如换挡力大小、手感、换挡平顺性等。主观感觉因人而异，因而

2、现在越来越多的研究试图从客观的仿真和试验数据来分析和评价换挡质量，其中换挡力—换挡位移曲线是最能反映换挡性能的客观依据之一。本文致力于以换挡力—换挡位移曲线为基础的变速操纵机构换挡力学特性仿真分析与研究。同步器能够使换挡的过程更加平顺，减少了抖动和冲击，提高了变速器的耐久性和驾驶员换挡的舒适性，它是换挡系统的核心部件，也是本文研究的重点之一。依托于与企业合作的关于某商用车换挡系统换挡性能分析与研究项目。本论文首先对换挡系统的主要部件的结构和工作原理做了细致分析，理清换挡过程中换挡力的传递路径，并依此在

3、AMESim中建立了某商用车变速器换挡操纵系统的动力学仿真模型，获取了换挡力—换挡位移曲线，将仿真结果与静态台架试验结果和动态实车测试结果进行对比，验证了仿真模型的准确性。在所建立的仿真模型的基础上，进一步分析了影响商用车换挡质量的主要因素及其影响方式。对换挡系统参数的分析研究表明，最大换挡力出现在转速同步阶段，此时由于锁止产生的换挡阻力远远大于系统其他部件产生的力，二次冲击现象具有一定的随机性，但是是可以改善的，软轴和自锁机构都有缓和二次冲击的作用。另外缩短拨叉轴上挡位凹槽和空挡凹槽之间平直部分的距

4、离有助于提升换挡吸入感。换挡质量问题越来越受到人们重视，本文尝试通过建模仿真的方法来研究换挡问题本质，对于手动变速器换挡质量的改进有较大的实际意义。关键词：商用车，变速操纵机构，换挡力，同步器，换挡质量IAbstractResearchandStudyofShiftForceCharacteristicSimulationontheGearBoxOperatingMechanismofaCommercialVehicleGearshiftqualityofautohasbeenmoreconcerne

5、dbyconsumersnowadays,asthedevelopmentofautomobileindustry.EvaluationofGearshiftqualityarebeingresearchedbymanyinstitutions,itinvolvesthedriver'ssubjectivefeeling,suchasshiftforce,handfeelingandComfortwhileshifting.Howevermoreandmorestudiesarecarriedtotr

6、ytoanalyzeandevaluatetheshiftqualitythroughsimulationandexperimentaldata,andthegearshiftingforce-displacementcurveisoneofthemostimportantmacroscopicquantities,whichreflectsthegearshiftingperformance.SothisMaster'sThesistrytodealwiththestudyofmechanicsch

7、aracteristicsofgearboxoperatingmechanismbasesonthegearshiftingforce-displacementcurve.Synchronizermechanismsallowgearchanginginasmoothwaywithlessvibrationsandimpacts,italsoimprovesthedurabilityofthetransmissionandtheshiftcomfortofdrivers.Synchronizeriss

8、oimportantforthegearshiftingthatitisthekeystudyingpartofthisthesis.ThethesisisbasedonaprojectbetweentheFAW-RDCcenterandJilinUniversity,whichisabouttheanalysisandresearchofgearshiftperformanceofthecommercialVehicles.Firstly,analyz