馬自達6轎車自動變速器虛擬仿真裝配研究本科生畢業論文-預覽頁

　

【正文】 本論文（設計）不包含其他個人已經發表或撰寫過的研究 成果。學校可以公布論文（設計）的全部或部分內容。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規范。而且通過裝配，可以擇優選擇裝配順序，從而使得完成裝配工作更加高效快捷，經過這種優良的裝配設計以及流程的 優化，制作出自動變速器安裝系統，而這個系統可用于汽車行業間關于自動變速器裝配以及其它操作的培訓，另外可供用戶學習，用戶通過所制作的這個系統，可以完整清晰了解自動變速器的相關知識。 虛擬仿真裝配技術 虛擬仿真裝配技術 裝配在產品生命周期中起著很重要的作用，也是產品功能實現的主要過程，總而言之，就是將加工出的零件，按照一定的順序和要求安裝在一起，實現整體的功能。 虛擬仿真裝配（ Virtual Assembly）是基于制造過程現代化、信息化、自動化的快速發展，而逐漸發展的一種先進制造裝配理念，虛擬裝配是利用計算機工具，而不需要產品或者支持過程的物理實現，通過分析、預建模、可視化以及數據表示等進行或者輔助進行裝配相關的工程活動。虛擬裝配在航空航天、汽車、船舶、工程機械等領域的復雜產品設計及其裝配工藝規劃占據著主導位置，所以一直深 受到國內外各行各業人士的關注與參虛擬仿真裝配技術 與。 ?裝配 / 拆卸規劃技術：通過運用機械原理方面裝配的知識，對于所建的模型進行合理的裝配，以及優化裝配方案，以及警惕其中許多的注意事項。 在國內，國內對虛擬裝配技術的研究起步于 20 世 紀 90年代末期 ,發展速度比較快 ,取得了不少研究成果，并提出了許多有價值的新理論和新方法。西安交通大學著力于 DFA集成規劃與裝配系統的開發和研究； 2020 年哈爾濱工業大學基于 SolidWorks 開發了“渦輪泵三維數字化裝配工藝系統、 國外， 1997 年，英國的 HeriotWatt 大學開發了虛擬 裝配規劃系統 UVAVU，虛擬仿真裝配技術 意大利 Bologna 大學開發了基于 CAD 的裝配規劃與驗證系統。日本豐田汽車株式會社基于 CATIA平臺開發的汽車發動機可裝配性驗證系統與汽車整體裝配設備可視化綜合系統??除此之外，虛擬仿真裝配技術在其他企業和領域也被廣泛運用，而隨著計算機技術、信息化技術以及自動化技術等多種高新技術的快速發展，虛擬仿真技術在未來會得到更多的突破發展。 3） 構想性（ imagination） 這一特點強調了虛擬現實技術在各行各業間都可以構想運用，它以它獨特的虛擬環境，不僅可再現真實存在的環境 ,而且其廣闊的想像空間可以拓寬人類現有的認知范圍，甚至可以超于客觀環境所能達到的寬度，虛擬現實技術給人們的無限構想提供了條件，比如對本文中的自動變速器的裝配過程可以進行構想，從虛擬仿真裝配技術 而得到最終的自動變速器安裝系統，這就是在最初的構想下所研究出來的，所以構想性提供了無限的可能，也提供了無限的認知。現在馬自達 6由合資公司一汽馬自達國產，從馬自達 6進入國內市場，一直都是許多人心目中運動中型車的代名詞，圖 6轎車 圖 馬自達６汽車 FS5AEL自動變速器簡介 自動變速器是在機械式變速器、液力變矩器等液力傳動技術和電子控制技術的基楚上發展而成的 ,它可根據發動機負荷和車速等工況的變化自動變換傳動系統的傳動比，以使汽車獲得良好的動力性和燃油經濟性，并且有效的減少發動機排放污染以及顯著地提高車輛的安全性、乘坐舒適性和操縱輕便性。而液壓控制機械裝置，則是根據 TCM所傳遞 的信號，依據每個電磁閥的操作，接通在控制閥體中的液壓通道，另外同時控制離合器的結合壓。 1 液力變矩器 液力變矩器把動力從發動機傳遞至機械式變速器。圖 圖 液力變矩器的傳動比 i 為輸出轉速（即渦輪轉速 wn ）與輸入轉速（即泵輪轉速 bn ）之比，即 1??bwnni 液力變矩器輸出轉矩 wM 與輸入轉矩（即泵輪轉矩 bM ）之比稱為變矩系數，用 K虛擬仿真裝配技術 表示，即bwMMK? 上圖反應了變矩系數 K和變矩器傳動比 i （或渦輪轉速 wn ）之間的變化關系 可以得到，變矩系數 K是隨著渦輪轉速的改變而連續變化的，當汽車起步、上坡或者遇到較大的阻力的過程中，假如發動機的轉速和負荷不變，即從泵輪輸入的轉速和轉矩不變，這時候，汽車車速會相應的降低，即渦輪的轉速降低，從而由圖中得知，變矩器傳動比會降低，而變矩系數會相應的增大，即渦輪所輸出的扭矩會相應的增大，使得驅動車輪獲得較大的扭矩，保證汽車在行 進過程中克服遇到的阻力而繼續前行，所以變矩器是一種隨著汽車行駛阻力的不同而自動改變輸出扭矩的無級變速器，另外還具有保證汽車平穩起步，減緩扭轉振動等功能。 ④若要使得太陽輪和齒圈的轉速想同，即 21 nn? 則 21113 1 nnnnn ????? ?? 所以，當三個元件中的任意兩個零件連成一體轉動時，第三個零件的轉速和前兩個轉動零件的轉速相同，即行星齒輪組中所有元件都沒有相對運動的情況，就是一個整體的運動，從而變成從液力變矩器輸入，直接從變速器輸出的一端輸出，這就是直接檔傳動，傳動比就是 1 2） FS5AEL自動變速器齒輪組結構 在變速器內部有 3個行星齒輪組，分別稱為前行星齒輪組、后行星齒輪組和副行星齒輪組。 1 前行星齒輪和后行星齒輪 前行星齒輪機構與單向離合器的外座圈整合在一起，并與低速檔和倒檔制動器的驅動盤嚙合。后行星齒輪與后小齒輪的內部裝有后中心齒輪，其外部有后內齒輪。 2 副行星齒輪 在副行星齒輪中，副中心齒輪安裝在此小齒輪內部，副內部齒輪安裝在其外部。 3 離合器與制動器 在 FS5AEL自動變速器動力裝置中，包括幾對離合器與制動器，離合器有前進離合器、 34離合器、倒檔離合器、直接離合器和 2號單向離合器。 圖 B 顯示當液壓作用于活塞上時的離合器狀態；驅動盤和從動盤緊緊地壓在一起，將離合器鼓旋轉速度傳遞到輪轂。 圖 為前進離合器組成機構模型圖 圖 34 離合器 ? 將輸入扭矩從汽輪機軸傳送至后行星齒輪后架。 直接離合器 ? 把副行星齒輪架與副中心齒輪接合。 2 號單向離合器 1GR、 2GR、 3GR和 4GR 的 D、 M 檔運作。 圖 1號單向離合器示意圖 1 單向離合器外座圈（前內齒輪）不能轉動 2 單向離合器外座圈（前內齒輪）能轉動 3 單向離合器內座圈（固定在變速驅動橋箱上） 上圖中所有的旋轉方向均從液力變矩器查看。 2） 制動器 2 4 制動帶 ?24 制動帶 鎖定倒車鼓并固定后中心齒輪。 2 4 制動帶的操作 下圖為 2 4 制動帶的結構示意圖，根據圖 圖 2 4 制動帶的工作原理 圖 2 4 制動帶結構原理圖 1 帶支柱 2 伺服機構復位彈簧 3 釋放側 4 伺服機構定位器 5 接合側 6 伺服系統活塞 虛擬仿真裝配技術 7 24 制動帶 ?當液壓作用于伺服固定器與伺服活塞（ 24 制動帶接合側）式，伺服活塞作用于 24 制動帶以鎖定 24 制動鼓。當液壓同時作用于伺服固定器與伺服活塞之間以及伺服活塞與變速驅動橋箱之間時，伺服活塞被推向伺服固定器一側，因為該二區域與彈簧力的差 別， 24 制動鼓的鎖定被解開。 ? 當車輛倒退時運作。 虛擬仿真裝配技術 圖 自動變速器檔位動力傳遞圖 1 輸入 2 前進離合器 3 1 號單向離合器 4 前行星齒輪架 5 前中心齒輪 6 前小齒輪 7 前內齒輪 8 第一軸傳動齒輪 9 二檔齒輪 10 副小齒輪 11 減速制動 12 2 號單向離合器 13 副中心齒輪 14 副內齒輪 15 驅 動齒輪 16 齒圈（差速器） 17 輸出 1 前、后行星齒輪組動力傳遞： l擋時，前進擋離臺器 2接合，驅動前行星齒輪組中的前中心齒輪 6，前中心齒輪 6順時針旋轉，前小齒輪 7逆時針旋轉。后行星齒輪組在 1擋時沒有參與動力傳遞。 由以上分析可知，在一檔時， l號單向離臺器鎖止是動力傳遞的唯一途徑，當動力反向傳遞時，它會打滑空轉，故沒有發動機制動。 虛擬仿真裝配技術 第三章 自動變速器零件的建模 CATIA 簡介 CATIA（ Computer Aided Tree— Dimensional Interactive Application ）是由法國的達索飛機公司在 70年代開發，由美國 IBM公司銷售的主流的 CAD／ CAE／ CAM一體化軟件。 2）模型的制作：在建模過程中，我們要運用 CATIA 建模軟件，要達到所建模型尺寸的準確，同時還要使模型外觀更加接近，同時使得后面的裝配過程更加有效。 CATIA 系統中含有自帶的標準件庫，其包含螺栓，螺柱，螺釘，螺母，各種類型的鍵和銷，軸承，擋圈，彈簧，墊圈等國際通用的標準零部件，這些自帶的標準零部件可直接拿來使用。 （ 3）包含多個功能模塊 CATIA 包含一個機械設計版塊（ Mechanical Design） ,僅是機械設計模塊，就包括 Sketcher(草繪器）、 Part Design(零件設計 )、 Assembily Design(裝配設計 )、Drafting(工程圖 )等多種工作臺，另外還具有其它的模塊，從最初的 12 個增加至現今的 140 多個，廣泛用于航空航天、汽車制造、機械制造等多種領域。 1 太陽輪建模 太陽輪是在零件設計模塊（ Part Design）中進行設計，首先在 XY 平面上進行草繪制圖，在制作齒輪的步驟中，草繪制圖畫齒輪是很重要的一環，直接影響到得到齒輪模型的精確性 ，一般制作齒輪有兩種方法，第一種方法就是用 CATIA 的基本設計，按照基本的設計步驟進行操作，然后根據齒輪不同的特征加以處理，而得到齒輪的模型。 1） 圖 為變速器中電磁閥建模圖 圖 電磁閥建模圖 2） 圖 為變速器中油底殼建模圖 虛擬仿真裝配技術 圖 油底殼建模圖 3） 圖 為變速器中端蓋建模圖 圖 端蓋建模圖 本章小結 在本章中，首先對 CATIA 這個具有強大功能的軟件進行了簡介，簡單介紹了一下其歷史發展過程，然后對運用 CATIA 進行建模的 過程中的優點進行了介紹，通過上述介紹，引入正題，展示了運用 CATIA 進行行星齒輪組建模的一個過程，還有一些客體之類零件建模的過程，通過本章，使得讀者更加了解在自動變速器裝配過程中的首先解決的問題，那就是建模，根據已知的實體的精確尺寸，進行建模，而且必須使得所建模型尺寸與原實體一致，這樣才為后面的裝配過程打下一個好的基礎，同時使得到的裝配模型更加合理。 3Dmax 建模流程 3Dmax 實現三維可視化建模的思路如下： 1 建立模型。 3 光照處理。 基于 3DMAX技術的自動變速器零件裝配 自動變速器的裝配是一個復雜的步驟，在此之前，需要把用 CATIA建好的自動變速器零件模型全部導入 3DMAX，從而進行裝配。密封墊圈、 3 安裝滾針軸承 4 安裝 2 號單向離合器 5 安裝直接離合器部件 6 安裝副中心齒輪 7 安裝輸出齒輪部件 8 安裝軸承座圈、安裝滾針軸承 上述裝配過程的展示如圖 所示。 虛擬仿真裝配技術 第五章 基于 FLASH的變速器裝配系統的開發 Flash 簡介 Flash 是 Macromedia公司推出的一款多媒體動畫制作軟件，利用該軟件不但可以制作出集音樂、聲效、動畫于一體的高品質動畫，還可以制作出交互式影片和具有完備功能的網站。現在更是許多專業與非專業設計者的首選動畫制作軟件。 自動變速器裝配系統初級菜單界 面 經過 Catia對自動變速器零件的三維建模，再通過 3DMAX的渲染處理，經過裝配，通過 3DMAX中自帶的攝像頭工具，將每個裝配過程的記錄下來，分別保存文件，通過上述準備工作，構建虛擬現實自動變速器裝配的貯備工作基本完成，經過對自動變速器動畫的構思，構建自動變速器裝配系統，首先進入整個自動變速器的