摘 要

随着社会的发展和人类的进步，汽车已渐渐融入我们的生活，成为我们日常生活中十分普遍但却又不能缺少的一部分，从汽车的诞生至今，在这一百余年里，经过多代人的共同努力，汽车的各个部分、各项技术已逐步完善，以满足人们越来越高的需求。当今社会，人们不再满足于传统的用汽车来代步这一基础功能，更是在动力性，燃油经济性，操纵稳定性和乘坐的舒适性方面有了很高的要求。

本文旨在对环簧式同步器进行结构参数的优化，从而使得其更能满足市场需求，本文先是阐述了国内外关于同步器的研究现状，讲述其工作原理并对其工作过程中的各项影响因素进行分析。之后结合其工作过程中的受力情况等对其结构参数进行初步设计和选定，然后再利用Catia完成环簧式同步器三维实体模型的建立。

在将环簧式同步器的三维实体模型的装配图导入仿真软件之后，就可以结合各部件之间的联系以及各自对应的初始条件等，建立起同步器的动力学模型，再在ADAMS/View软件里面进行仿真分析，在得出仿真结果之后，对仿真结果进行分析并得出同步器参数优化的相关结论，有针对性的提出改进和优化的方法，这样环簧式同步器结构参数优化的全过程也就到此结束。

本文的特点在于：结合了传统的计算阶级手段，与多种软件辅助设计的方法，对于同步器的结构优化过程图文结合，清晰易懂。

关键词：同步器；Catia软件；结构优化

Abstract

With the development of the society and human progress, the car has become an indispensable part of human life, during hundreds of years from car was invented, after the joint efforts of many generations, auto parts, various techniques on automobile have been gradually improved, to meet people’s needs. At latest, people are no longer satisfied by the basis function of cars, they pay more attention to the performance, fuel economy, handling stability and ride comfort.

The purpose of this article is to discribe the structural parameters optimization for the ring spring type synchronizer, make it meet the market demand better, this essay first expounds the domestic and foreign research status about synchronizer, and then expresses its working principle and analyzes various influence factors in the working process. After combining the working stress distribution in the process of the preliminary design and its structure parameters were selected, then using Catia to complete reed synchronizer ring three-dimensional entity model. After importing the three-dimensional entity model of the ring spring type synchronizer to ADAMS/View, according to the connection between the components, a dynamic model of synchronizer simulation in ADAMS/View software analysis, after the simulation results, analyze the simulation results and draw some conclusions about the synchronizer parameter optimization, then the process of parameter optimization for the reed synchronizer ring is totally completed.

Characteristics of this article is: combined with the traditional calculation means of class, with a variety of software aided design method, for structure optimization by combining with synchronizer, clear and easy to understand.

Key words: synchronizer; Catia software; structure optimization

目 录

第1章 绪论 1

1.1 本文研究的背景及意义 1

1.2 本文研究的主要内容 1

第2章 同步器结构原理和影响因素分析 3

2.1 同步器结构原理及工作过程分析 3

图2.1 同步器工作原理图 3

2.2 同步器性能影响因素分析 5

2.2.1 同步器同步性能影响因素分析 5

2.2.2 同步器锁止性能影响因素分析 8

第3章 环簧式同步器参数的初步计算及选定 10

3.1 同步器的计算理论依据 10

3.2 锁环主要尺寸的确定 10

3.3 同步器中其他几个主要参数 12

3.4 锁环的设计计算 13

3.4.1 转动惯量的计算 13

3.4.2 角速度差Δω的计算 15

3.4.3 环簧式同步器的结构参数、尺寸设计计算 16

3.4.4 环簧式同步器在结构设计中应注意的几个问题 23

第四章 环簧式同步器三维实体模型的建立 25

4.1 Catia建模界面及相关模块介绍 25

4.2 环簧式同步器主要部件的建模流程 27

4.2.1 锁环的Catia三维模型的建立 27

4.2.2 齿毂的Catia三维模型的建立 29

4.2.3 接合套的Catia三维模型的建立 31

4.2.4 接合齿圈的Catia三维模型的建立 32

4.3 同步器装配模型的建立 33

4.3.1 同步器装配方法介绍 33

4.3.2 装配过程中几个重要的尺寸 33

第5章 ADAMS的简介及同步器动力学模型的建立 37

5.1 ADAMS的简介 37

5.2 同步器动力学模型的建立 37

5.2.1同步器各个部件初始状态的确定 37

5.2.2 同步器各个部件运动副和约束的添加 37

5.2.3 动力学模型中接触力的添加 38

5.2.4 换挡过程中典型换挡力的变化情况 40

第六章 同步器动力学模型的仿真分析 42

6.1 仿真过程的变量与参数控制 42

6．2 不同参数动力学模型的仿真结果及对比分析 44

6.2.1 仿真结果及对比分析 44

6.2.2 仿真结果与理论计算误差分析 46

6.3 提高换挡平顺性的方法 47

第7章 总结 48

7.1 研究展望 48

参考文献 49

致 谢 50

第1章 绪论

1.1 本文研究的背景及意义

随着社会的发展和人类的进步，汽车已渐渐融入我们的生活，成为我们日常生活中十分普遍但却又不能缺少的一部分，从汽车的诞生至今，在这一百余年里，经过多代人的共同努力，汽车的各个部分、各项技术已逐步完善，以满足人们越来越高的需求。当今社会，人们不再满足于传统的用汽车来代步这一基础功能，更是在动力性，经济型，操纵稳定性和乘坐的舒适性方面有了很高的要求。

汽车环簧式同步器，作为手动变速器里面的一个较小但又起着重要作用的重要部件，对换挡的舒适性和稳定性有着很大的影响。本文的目的在于通过对环簧式同步器进行优化设计，从而改善其换挡方面的性能，使得换挡时间和换挡力的控制达到最优，换挡过程更平稳，消除换挡冲击，提高同步器的使用寿命，使其满足微型车变速器换挡性能要求。与此同时，对同步器的参数与变速器的同步性能之间的关系进行研究，最终完成同步器的快速选型和设计。

环簧式同步器的结构参数优化可以提升机械式手动变速器的性能，减小其在换挡冲击等方面的天然不足，延长变速器的使用寿命，从而使得整车无论是在舒适性还是在操纵稳定性方面都能得到提升。另外，从市场的角度来说，环簧式同步器的结构参数优化可以促进机械式手动变速器的推广，从而大大降低整车的制造成本。