基于ADAMS的变速箱动力学仿真分析(2)

本文以ADAMS2013版本为基础，设计到的内容包括模型的建立，变速箱模型受到的约束名称和动力学仿真分析等。本论文共分为5章。第1章是前言；第2章介绍变速箱的结构和工作原理；第3章阐述机械系统的分析理论基础；第4章 虚拟样机原理和模型的建立；第5章 基于MSC.ADAMS对模型的动力学仿真分析；附加全文总结；结束语；参考文献；是致谢。

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2.变速箱的结构和工作原理

变速箱是各类机械传动系统中，尤其是在汽车中最常见的，也是应用最广泛的传动装置，其结构紧凑、传动效率高、传递的扭矩大、而且传动比准确。。

2.1变速箱的主要功能

①改变输出的传动比，使汽车驱动轮的转矩、转速的变化范围增大，以适应不同的行驶路面；

②在发动机输出的转速不变的情况下，通过倒档齿轮实现倒车行驶；

③利用变速器空挡的位置，中断发动机动力传递，便于变速器换档或进行动力输出。并且使发动机能够启动。

2.2变速箱的分类

2.2.1按传动比变化方式来分

1.有级式变速器 是目前使用最广泛的一种。它采用的是齿轮传动，具有若干个定值的传动比。变速器的档数是指前进挡位数的总和。在轿车、中型货车中，变速器的传动比通常有3~5个前进档和一个倒档，但在重型货车中，变速器用的组合式变速器中，有更多的档位。

2.无级式变速器 这种类型的变速器的传动比在一定的数值范围内可以无限多级变化，一般在日系车应用的比较对，比如本田、日产经常采用CVT。

3.综合式变速器 这种类型的变速器传动比可在最大值和最小值之间的几个间断的范围之内，作无级变化。它是由液力变矩器和齿轮式有级变速器所组成的液力机械式变速器，也是目前应用最多的变速器。

2.2.2按操纵方式来分

1.强制操纵式变速器 是靠驾驶员直接操纵变速杆来实现换档。

2.自动操纵式变速器 其每个档位的变化是通过传感器反应到ECU的信号并且由执行器来控制换挡的，驾驶员只需通过操纵加速踏板来控制车速。

3.半自动操纵式变速器 有两种型式：一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定好档

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位，然后在踩下离合器踏板或者松开加速踏板时，接通一个电磁装置，有的变速器液压装置来进行换档。另一种是几个常用档位自动操纵，剩下的档位由驾驶员来手动操纵的。

2.2.3按方法分类来分

手动变速器MT，也称为手动挡，其特点是加速的响应快，在一些赛车比赛中或者热爱驾驶体验的人来说，都采用手动挡的变速器，并且相对于自动变速器来说，比较省油；即用手来操纵变速杆从而改变变速器内部的齿轮啮合位置，从而改变其传动比，以达到变速的目的。

自动变速器AT，其结构是由液力变矩器和行星齿轮构成，并且通过行星齿轮机构的不同组合来实现不同的传动比，从而实现变速。

2.3 变速箱普通齿轮传动的工作原理 2.3.1 传动比

如图2-1所示

i12?n1/n?2z/2z i12?1,减速增速

i12?1,

图2-1 齿轮的传动

对于多级传动

i14??i12?n1/n2?z2/z1i34?n3/n4?z4/z3i14?i12i34?n1n4?z2z4/z1z3i?n输入/n输出?T输出/T输入

2.3.2 档位分析

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i?1,减速档，且i越大，档位越低；i?1,直接档；i?1,超速档。

如大众轿车旗下的捷达5挡变速器的档位情况如下

i1?3.455i2?1.944i3?1.370i4?1.032i5?0.850iR?3.167

2.3.3 两轴式四档变速器的动力传路线

a.一档的传动路线 如图2-2所示

图2-2 一档的传动路线

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b.二档的传动路线 如图2-3所示

图2-3二档的传动路线

c．三档的传动路线 如图2-4

图2-4三档的传动路线

d．四档的传动路线 如图2-5所示

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