A341自動(dòng)變速器動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

劉濤 姜昱祥 張勇 徐馳

摘 要：文章主要研究A341自動(dòng)變速器動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：換擋執(zhí)行元件和行星齒輪機(jī)構(gòu)。綜合運(yùn)用Solidworks、ADAMS進(jìn)行A341自動(dòng)變速器機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的建模和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真，確定不同檔位的傳動(dòng)路線，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，通過(guò)轉(zhuǎn)速仿真確定模型的正確性，分析不同檔位的受力及fft變換，確定不同零部件的受力、振動(dòng)情況，為自動(dòng)變速器動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)提供研究方法、為零部件的改進(jìn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：A341自動(dòng)變速器;Solidworks建模;ADAMS仿真;運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;杠桿模擬法

中圖分類號(hào)：TH132.46 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）14-91-04

Abstract： This paper studies mainly the power transmission mechanism of A341 automatic transmission： Shift actuating element and planetary gear mechanism. This paper uses of Solidworks and ADAMS comprehensive for the model of mechanical transmission and the system dynamics simulation， This paper determines the different gear transmission route， and through speed simulation to determine the correctness of the model， This paper analysis the stress of the different gear transform and fft， and determines the force of the different components， so this paper provides a research method for automatic transmission powertrain， it provides the basis for the improvement of parts， this paper puts forward to improve the feasibility of the scheme.

Keywords： A341 Automatic transmission; Solidworks modeling; Adams simulation; Kinematic analysis; Lever simul -ation method

CLC NO.： TH132.46 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）14-91-04

引言

目前自動(dòng)變速器技術(shù)主要掌握在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家手中，我國(guó)自動(dòng)變速器技術(shù)較為落后，對(duì)自動(dòng)變速器的研究十分必要[1]。 絕大部分轎車(chē)自動(dòng)變速器是采用行星齒輪變速器，普遍采用辛普森式和拉維娜式行星機(jī)構(gòu)的組合[2]。多速行星齒輪變速器結(jié)構(gòu)原理和傳動(dòng)比的計(jì)算方法較多，本文建立了A341自動(dòng)變速器動(dòng)力傳動(dòng)路線三維模型，采用杠桿模擬建模法對(duì)典型辛普森式自動(dòng)變速器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算，利用ADAMS進(jìn)行仿真，為自動(dòng)變速器動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)分析提供理論與仿真參考。

1 A341自動(dòng)變速器概況

A341自動(dòng)變速器換擋執(zhí)行元件和行星齒輪機(jī)構(gòu)的三維模型如圖1所示。A341自動(dòng)變速器的齒輪機(jī)構(gòu)為單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，第一排為超速排，第二排和第三排兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用太陽(yáng)輪軸。A341輸入軸與第一排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星架相連，動(dòng)力分別通過(guò)C0（與F0共同作用）、C1或C2、C1離合器輸給第二排行星架、第二排—第三排共用太陽(yáng)輪;制動(dòng)器B0（與單向離合器F0共同作用）可單向固定前排太陽(yáng)輪，制動(dòng)B2和單向離合器F1可固定第二、第三排太陽(yáng)輪， F1只允許太陽(yáng)輪順轉(zhuǎn)，B1和C1可以中斷第二排行星齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳輸，F(xiàn)2可起單向鎖止，只允許第三排行星架順轉(zhuǎn)[3]。

由公式（11）可知，在剛度、穿透深度等仿真條件相同情況下，接觸力的大小與相對(duì)速度有關(guān)，據(jù)仿真結(jié)果求出兩個(gè)相互碰撞零部件的速度差，就可以計(jì)算出碰撞力的大小，圖8是一檔中碰撞力最大部件仿真結(jié)果以及碰撞力的fft變換。

由仿真可以看出，一檔第二排齒圈與行星齒輪受力在50N上下波動(dòng)，主要振動(dòng)頻率在22Hz、45Hz、70Hz、90Hz左右，根據(jù)不同檔位時(shí)變速器零部件的受力情況，便可以合理設(shè)計(jì)零部件的材料以及熱處理工藝。同時(shí)，自動(dòng)變速器的零部件以及與自動(dòng)變速器剛性連接的零部件固有頻率要盡量避開(kāi)以上頻率范圍。

5 結(jié)論

運(yùn)用Solidworks建立A341自動(dòng)變速器機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維模型，建立機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)力學(xué)模型，采用杠桿模擬建模法對(duì)自動(dòng)變速器進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算，三維模型導(dǎo)入 ADAMS進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析，得到自動(dòng)變速器動(dòng)力輸出數(shù)據(jù)，對(duì)主要受力部件進(jìn)行fft變換分析，找到主要振動(dòng)頻率，為自動(dòng)變速器機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真提供理論和方法參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 張國(guó)芬，宋震，盧志強(qiáng).四速自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)的研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，2018.4，30-35.

[2] 張國(guó)芬，宋震，盧志強(qiáng)等.并聯(lián)雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)的研究[J].裝備制造技術(shù)，2017年第10期，105-108.

[3] 俞建軍，陳寧.A761E自動(dòng)變速器動(dòng)力傳遞的分析及計(jì)算[J].機(jī)械傳動(dòng)，2012.4，48-52.

[4] 廖發(fā)良.汽車(chē)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與檢修（第2版）[M].電子工業(yè)出版社，2015.12.

[5] 趙航，史廣奎.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012，17-21.

[6] 曾小華，王繼新.混合動(dòng)力耦合系統(tǒng)構(gòu)型與耦合裝置分析設(shè)計(jì)方法[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2015.18-24.

[7] 潘玉安，程洪濤等.基于ADAMS的挖掘機(jī)工作裝置的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械，2009.3，15-17.

[8] 洪清泉，程穎.基于ADAMS的多級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003.12，60-693.

[9] 陳峰華.ADAMS 2012虛擬樣機(jī)技術(shù)從入門(mén)到精通[M].清華大學(xué)出版社，2013.7.

[10] 賈楊，吳亞龍等.基于ADAMS仿真分析的機(jī)械竄軸故障影響研究[J].機(jī)械傳動(dòng)，2017.11，102-105.

[11] 劉濤，楊國(guó)平，曹?chē)?guó)俊等.基于ADAMS的高頻破碎錘振動(dòng)箱的動(dòng)力學(xué)仿真[J].礦山機(jī)械，2015.1，72-76.