基于ADAMS的Zero-Max型无级变速器的仿真分析及优化设计

摘要

机械无级变速器(CVT)是适合现今生产工艺流程机械化、自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置，具有恒功率、高效率、可靠性高等优点，因而在机械领域应用日益广泛。采用虚拟样机技术进行CVT产品的研发，可以加快CVT产品的研发速度，降低研发成本，优化产品性能。对于提升CVT技术水平，推广普及应用具有重要意义。 本文以Zero-Max型无级变速器为研究对象，在分析研究其构造、传动原理及传动特性的基础上，对Zero-Max型无级变速器虚拟样机的实现方法及技术进行了初步研究。首先，利用三维设计软件-Pro/ENGINEER，构建了变速器零部件实体模型，并利用该软件的装配功能，实现了变速器的虚拟装配和干涉分析。其次，通过Pro/ENGINEER和ADAMS的接口软件-Mechanism/Pro，将装配模型建立为机械系统模型并导入ADAMS中。在ADAMS／View下建立虚拟样机模型，对模型进行动力学仿真分析。最后，利用ADAMS/View的优化分析功能，以输出连杆的加速度为目标函数，将各构件的长度参数作为设计变量，对机构进行优化设计。 结果表明，本文研究的Zero-Max型无级变速器虚拟样机的实现方法正确、可行。通过本文的研究，不仅为无级变速器的理论研究进行了有益探索，也为Zero-Max型无级变速器的优化设计提供指导。 在研究过程中，笔者提出了自己的见解： 1、接触力使用时可以把它看作是力与约束的结合体。 2、单向超越离合器的运动规律比较复杂，跟理论研究有点差别，有待利用先进方法和技术进行进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2机械无级变速器的研究历史和现状

1.3机械无级变速器的分类

1.3.1刚性定轴式

1.3.2行星式

1.3.3变节距式

1.3.4牵引式

1.3.5脉动式

1.4机械无级变速器与其他无级传动方式的比较

1.5本文研究的主要内容及意义

第2章四相并列连杆式脉动无级变速器

2.1四相并列连杆式脉动无级变速器基本组成和工作原理

2.1.1传动机构

2.1.2输出机构

2.1.3调速机构

2.2四相并列连杆式脉动无级变速器变速传动特性

2.2.1平均输出角速度与平均传动比

2.2.2输出速度的脉动度

2.2.3变速比

2.2.4调速特性

2.2.5机械特性

2.3机构运动分析

2.3.1运动分析方法

2.3.2六杆机构数学模型的建立

2.4本章小结

第3章虚拟样机技术与ADAMS软件介绍

3.1虚拟样机技术

3.1.1虚拟样机仿真分析基本步骤

3.1.2虚拟样机技术的应用

3.2 ADAMS软件简介

3.2.1 ADAMS软件的特点

3.2.2 ADAMS软件包

3.2.3 ADAMS仿真分析步骤

3.3 Mechanism/Pro模块简介

3.4本章小结

第4章无级变速器的实体建模

4.1 Pro/ENGINEER中实体建模

4.1.1创建零件

4.1.2虚拟装配

4.2定义刚体和添加约束副

4.2.1定义刚体

4.2.2添加简单约束

4.3本章小结

第5章无级变速器的仿真分析

5.1系统动力学基础理论

5.1.1多刚体动力学分析涉及内容

5.1.2多刚体动力学方程的建立

5.1.3动力学方程的求解

5.1.4 ADAMS的分析和计算方法

5.2模型导入与施加载荷

5.2.1模型导入

5.2.2添加驱动

5.2.3施加载荷

5.3验证模型

5.4样机仿真试验和数据分析

5.4.1仿真参数的选择

5.4.2单向六杆机构仿真分析

5.4.3四相并列六杆机构仿真分析

5.4.4仿真结果检验

5.5本章小结

第6章无级变速器参数化优化分析

6.1参数化设计

6.1.1定义设计变量

6.1.2建立目标函数

6.2参数化分析

6.2.1设计研究

6.2.2优化分析

6.3本章小结

第7章总结与展望

7.1完成的主要工作

7.2结论与创新点

7.2.1结论

7.2.2创新点

7.3展望

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢