汽车双锥面锁环式同步器动力学分析

摘要

同步器是汽车齿轮变速器的重要部件。它使得变速箱输入输出部分同步以后再结合，以提高换档平顺性、避免冲击、消除噪声及延长齿轮寿命，其性能直接影响换档品质。
　　由于同步器工作过程在一瞬间完成，有些现象很难通过物理试验平台来研究，而同步器工作过程中往往会发生碰撞、磨损甚至烧蚀等现象，这些现象目前都是通过简单的理论来解释，对于这些现象的科学研究还不够深入。这些现象涉及到摩擦学、接触碰撞问题等，并且这些问题具有很强的非线性，对于这些问题的建模与求解则成为了同步器动力学研究的关键问题。
　　本文以双锥锁环式惯性同步器为研究对象，理论分析了同步器的结构参数以及工作原理，重点分析了其工作过程，并将其工作过程分为5个阶段：预同步阶段、同步阶段、解锁阶段、啮合阶段、咬合完成阶段。然后通过建立同步器接合套、锁止齿和结合齿的有限元模型，分析得到了接合套齿、锁止齿和结合齿的连接刚度以及齿面接触刚度。并在ADAMS中重构了关键零部件的几何模型，建立了同步器的接触碰撞模型、摩擦模型、换挡力反馈函数等，完成了同步器参数化的动力学模型的建立。通过设置初始条件，运行仿真，得到了同步器接合套的位移曲线、换挡力曲线、结合齿转速曲线等，反映了同步器工作的五个阶段以及二次冲击等现象。最后还利用该模型分析了锁止角、锥面角度、摩擦系数等参数对同步性能的影响，总结了各个因素对同步器性能的影响规律，为设计生产提供可靠参考。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 课题的目的与意义

1.3 双锥同步器介绍

1.4 国内外研究现状

1.5 研究内容

2 同步器轮齿刚度及接触刚度分析

2.1 轮齿刚度及接触刚度理论

2.2 同步器啮合齿刚度有限元分析

2.3 同步器啮合齿刚度及接触刚度计算

2.4 本章小结

3 同步器动力学模型

3.1 几何模型

3.2 接触碰撞模型

3.3 摩擦模型

3.4 换挡力函数

3.5 其他参数及约束

3.6 仿真分析

3.7 本章小结

4 同步器参数分析

4.1 锁止角

4.2 摩擦系数

4.3 锥角

4.4 压紧弹簧刚度

4.5 本章小结

5 总结和展望

5.1 总结

5.2 本文不足和展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表论文目录