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两挡AMT换挡执行机构设计及仿真

内容来源:机械设计与制造工程杂志      浏览次数:372      更新时间:2017-09-06

                                         两挡AMT换挡执行机构设计及仿真
                                               张〓琳1,2,许晓通1,2
                                    1.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东 广州〓510641)
                                 (2.华南理工大学广东省汽车工程重点实验室,广东 广州〓510641)

    近些年日益突出的环境问题及国家出台的相关政策,促使电动汽车受到越来越多的关注。作为电动汽车传动系统的主要部件,电动汽车用自动变速器(AMT)担负着改善电动汽车动力性能及经济性的重任,成为了研究的重点。通过换挡电机和变速器参数的匹配与优化,使换挡电机工作在最佳转速区从而获得更高的能源利用率[1]。换挡执行机构是AMT的关键部件,对其进行研究、改进具有重要意义。
    机械自动变速器换挡执行机构一般有电控气动、电控液动、电控电动等几种形式。由于结构更为简单、动作迅速准确、易于做到精确控制,国内外越来越多的研究者和制造商将目光投向了电控电动换挡执行机构,开发了基于永磁无刷直流电机的选换挡、无选档换挡系统,系统能够利用蜗轮蜗杆、齿轮齿条或丝杠螺母等多种传动形式实现电动换挡[2-5]。英国谢菲尔德大学的TUMER等[6]设计出了简便快速的直驱选换挡一体电动换挡机构;南京理工大学李波等[7-8]提出了一种由电磁直线执行器直接驱动的新型AMT换挡机构。
本文针对换挡机构的性能要求,设计了结构紧凑且易于实现的自动换挡机构,通过参数设计及换挡电机转速优化控制对换挡过程进行优化。在此基础上利用CATIA软件建立换挡执行机构的三维模型,并利用ADAMS软件对换挡执行机构进行运动学分析,验证该换挡执行机构的换挡可靠性与平稳性。

1〓换挡执行机构结构设计与机理分析
1.1〓结构设计
    换挡执行机构设计主要包括换挡电机选型、运动转换机构设计、减速机构速比选取等。电动换挡执行机构的运动转换形式有齿轮齿条、凸轮机构、蜗轮蜗杆、丝杠螺母、曲柄滑块等不同的形式[9]。换挡电机有直流电机、步进电机、永磁直流电机等。结合本文AMT换挡执行机构精度高、行程较短等特点,选取调速简单、结构紧凑、成本较低、启动与调速性能良好的直流电机作为换挡电机,运动转换机构采取空间凸轮传动方式,其优点是控制精确、设计方便、结构紧凑。

1.2〓换挡执行机构运动原理
    本文采用的电动换挡执行机构的工作原理简图如图1所示。
    该换挡执行机构的运动原理为:换挡电机驱动执行机构,先经过与换挡电机组装成一体的减速机构减速后,再通过空间凸轮机构将旋转运动转换为拨叉绕导杆的小幅摆动(由于空间凸轮上开有螺旋凹槽,拨叉球头销以一定的装配精度和预紧度抵在凹槽中,拨叉抵在下方同步器凹槽内,所以换挡时换挡电机带动空间凸轮旋转,其上的螺旋凹槽带

作者简介:张琳(1991—),男,江苏南通人,华南理工大学硕士研究生,主要研究方向为电动汽车机电耦合变速系统。


(文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289)

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