基于ADAMS的变速箱动力学仿真分析(5)

4.4基于MSC.ADAMS建立的四档手动变速器模型

根据图3-1所示的仿真分析流程图，建立两轴式变速箱各挡位相对应的虚拟样机模型，该变速器设有一档、二档、三档、四档共四个档位，没有建立倒档齿轮传动，以二档传动齿轮啮合的传动为例，根据变速箱的工作原理建立相对应的虚拟样机模型，通过ADAMS/View，对各个构件施加适当的约束，得到了变速箱的虚拟样机模型。针对建立好的虚拟样机在MSC/ADAMS平台上进行样机的校核验证，尽量减小虚拟样机所含的多余自由度，以保证其样机的精确度。以变速箱二挡工作时虚拟样机模型为仿真的对象，如下图4-4所示

图4-4 二档手动变速器的模型

4.5 变速箱模型所受到的约束类型

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4.5.1 约束类型

首先，建模时，可以通过各种约束限制构建之间的某些相对的运动，并且以此将不同构件连接起来组成一个机械系统。MSC.ADAMS/View可以处理一下4种类型的约束：

1 常用的运动副约束，例如：转动副，平面副等。

2 制定约束方向，即：限制某个运动方向，例如：限制一个构建总是沿着平行于另一个构建的方向运动。

3 接触约束，定义两构件在运动中发生接触时，是怎样相互约束的。

4 约束运动，例如：规定一构件遵循在某个时间函数并且按指定的轨迹规律运动。

4.5.2变速箱受到约束的名称

1. 主动伞齿轮的约束是转动副约束。 2. 被动伞齿轮跟主轴之间是固定副约束。 3. 主动伞齿轮跟被动伞齿轮之间是齿轮副约束。

4. 一档主动齿轮跟主轴、二档主动齿轮跟主轴之间是固定副约束。 5. 主轴跟变速箱壳体、第二轴跟变速箱壳体上的两个约束为转动副约束。 6. 一、二、三、四档的被动齿轮跟第一轴之间是固定副约束。 7. 二档主动齿轮跟二档被动齿轮之间是齿轮副约束。

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5基于MSC.ADAMS 对模型的动力学仿真分析

5.1对二档手动变速箱模型进行仿真分析

以图4-4二档变速箱虚拟样机的模型为例，利用ADAMS仿真软件提供的模型校核验证工具，对所建立变速箱系统进行模型验证，其结果为：二档变速箱系统在给定速度下运转时，是按照给定的速度转动，所建立模型没有多余的约束，模型验证成功。同样的原理和方法，对其余三个挡位的虚拟样机系统模型进行验证，保证所建立的虚拟样机模型不存在多余的约束，说明模型验证成功了。

由于变速箱系统的内部结构复杂，并且在整个传动系统中占有重要的地位，因此对建立的变速箱虚拟样机模型进行仿真分析，以二档的传动为例，其分析结果曲线如图5-1（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）、（g）、（h）、（i）、（j）。

（a）主动轴主伞齿轮的速度曲线

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（b）主动轴主伞齿轮角速度曲线

（c）被动伞齿轮的速度曲线

（d）被动伞齿轮的角速度曲线

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（e）主轴的速度曲线

（f）主轴的角速度曲线

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