兩擋AMT換擋執(zhí)行機構設計及仿真

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1、2017年6月第46卷第6期 DOI：10.3969/j?issri.2095-509X.2017.06.007 兩擋AMT換擋執(zhí)行機構設計及仿真 張琳▽，許曉通 (1?華南理工大學機械與汽車工程學院，廣東廣州510641) (2.華南理工大學廣東省汽車工程重點實驗室，廣東廣州510641) 摘要：為某電動汽車用兩擋AMT設計了一種結構新顆的換擋執(zhí)行機構，采用權函數法對空間凸輪凹槽螺義角的值進行優(yōu)化選取,并基于非同步打齒現象的產生機理對換擋電機轉速進行優(yōu)化。利用ADAMS軟件對換擋執(zhí)行機構進行運動學仿真分析，仿真結果表明該換擋執(zhí)行機構可以可叢平穩(wěn)地換擋。 關竇詞：電動汽車；兩擋A

2、MT變速箱；換擋執(zhí)行機構；非同步打齒;優(yōu)化控制 中圖分類號:U463.21文獻標識碼:A文章編號：2095-509X(2017)06-0032-05 ?32? 機械設計與制造工程 MachineDesignandManufacturingEngineering Jun.2017 Vol.46No.6 ?32? 機械設計與制造工程 MachineDesignandManufacturingEngineering Jun.2017 Vol.46No.6 近些年日益突出的環(huán)境問題及國家出臺的相關政策，促使電動汽車受到越來越多的關注。作為電動汽車傳動系統(tǒng)

3、的主要部件，電動汽車用自動變速器(AMT)擔負著改善電動汽車動力性能及經濟性的重任,成為了研究的重點。通過換擋電機和變速器參數的匹配與優(yōu)化，使換擋電機工作在最佳轉速區(qū)從而獲得更高的能源利用率⑴。換擋執(zhí)行機構是AMT的關鍵部件,對其進行研究、改進具有重要意義。 機械自動變速器換擋執(zhí)行機構一般有電控氣動、電控液動、電控電動等幾種形式。由于結構更為簡單、動作迅速準確、易于做到梢確控制，國內外越來越多的研究者和制造商將目光投向了電控電動換擋執(zhí)行機構，開發(fā)了基于永磁無刷直流電機的選換擋、無選檔換擋系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠利用蝸輪蝸桿、垃輪齒條或絲杠螺母等多種傳動形式實現電動換擋〔27。英國謝菲爾德大學的TUME

4、R等⑹設計出了簡便快速的直驅選換擋一體電動換擋機構;南京理工大學李波等e時提出了一種由電磁直線執(zhí)行器直接驅動的新型AMT換擋機構。 本文針對換擋機構的性能要求,設計了結構緊湊且易于實現的自動換擋機構，通過參數設計及換擋電機轉速優(yōu)化控制對換擋過程進行優(yōu)化。在此基礎上利用CAT1A軟件建立換擋執(zhí)行機構的三維模型,并利用ADAMS軟件對換擋執(zhí)行機構進行運動學分析，驗證該換擋執(zhí)行機構的換擋可靠性與平穩(wěn)性。 1換擋執(zhí)行機構結構設計與機理分析 1.1結構設計 換擋執(zhí)行機構設計主要包括換擋電機選型、運動轉換機構設計、減速機構速比選取等。電動換擋執(zhí)行機構的運動轉換形式有齒輪齒條、凸輪機構、蝸輪蝸桿、絲

5、杠螺母、曲柄滑塊等不同的形式⑼。換擋電機有直流電機、步進電機、永磁直流電機等。結合本文AMT換擋執(zhí)行機構精度高、行程較短等特點,選取遁速簡單、結構緊湊、成本較低、啟動與調速性能良好的直流電機作為換擋電機，運動轉換機構采取空間凸輪傳動方式，其優(yōu)點是控制精確、設計方便、結構緊湊。 1.2換檔執(zhí)行機構運動原理 本文采用的電動換擋執(zhí)行機構的工作原理簡圖如圖1所示。 該換擋執(zhí)行機構的運動原理為:換擋電機驅動執(zhí)行機構，先經過與換擋電機組裝成一體的減速機構減速后，再通過空間凸輪機構將旋轉運動轉換為撥叉繞導桿的小幅擺動(由于空間凸輪上開有螺旋凹槽，撥叉球頭銷以一定的裝配精度和預緊度抵在凹槽中,撥叉抵在下

6、方同步器凹槽內，所以換擋時換擋電機帶動空間凸輪旋轉，其上的螺旋凹槽帶 ?32? 機械設計與制造工程 MachineDesignandManufacturingEngineering Jun.2017 Vol.46No.6 ?32? 機械設計與制造工程 MachineDesignandManufacturingEngineering Jun.2017 Vol.46No.6 收■日期：2017-03-20 墓金審目：廣東省科技計劃項0(2O14BO1O127OO1/2O15BO1O119OO2)；華南理工大學中央離?；究蒲袠I(yè)務費資助項目(20WZP012)作者■介:張琳(1991-),^,江蘇南通人,華南理工大學砍士研究生，主養(yǎng)研究方向為電動汽車機電耦合變逢系統(tǒng)。 ?32?