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-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 轎車自動變速器的機構及裝配特點給出如下定義：汽車自動變速器虛擬仿真裝配是在 CATIA 軟件和 3DMAX 軟件系統上完成發動機主要非標準零部件實體建模，對零件模型按約束關系在 3DMAX 上進行裝配，并根據 此前完成的工作，運用 FLASH 進行裝配系統過程的制作，并將其展示出來。 （ 2） 虛擬裝配環境 虛擬裝配環境確定虛擬裝配應用，投資規模，功能，對于不同的應用，虛擬裝配環境是不同的。德國Bielefeld 大學人工智能與虛擬現實實驗室將虛擬現實交互技術與人工智能技術相結合 ,基于構造工具箱 (Const ruction Kit s) 的概念 ,建立了一個虛擬裝配系統(CODY Virt ual Const ructor ) 。 虛擬仿真裝配技術 第二章 馬自達 6轎車 FS5AEL自動變速器 馬自達 6 轎車簡介 MAZDA 是 日本 最著名的汽車品牌之一， 是 日本 繼豐田，本田，日產之后的 第四大汽車制造商， 馬自達 6出廠于日本，是日本馬自達公司 21世紀的最新產品，也是第一個完整體現全新馬自達品牌的產品，它的推出完善了馬自達 1到馬自 達 9九個車系。 圖 1 動力裝置 2 液壓控制機械裝置 3 電子控制機械裝置 4 液力變矩器 5 離合器、制動器 6 虛擬仿真裝配技術 行星齒輪 7 差速器 8 輪胎 9 主控制閥閥體 10 換檔電磁閥 D， E （ ON/OFF 類） 11 壓 力控制電磁閥 A （線性類） 12 換檔電磁閥 A， B， C （工作周期型） 13 油泵 14 副控制閥體 15 壓力控制電磁閥 B （工作周期型） 16 換檔電磁閥 F （ ON/OFF 類） 17 油壓開關信號 18 車速 19 ATF 溫度 20 前進離合器鼓轉速 21 發動機轉速 22 節氣門位置信號 23 副齒輪轉速 24 動力流程圖 25 液壓控制信號 26 電子信號 下面為上圖中傳遞的流程顯示： 動力裝置：發動力動力 —— 液力變矩器 —— 離合器、制動器 —— 行星齒輪組 ——差速器 —— 輪胎 電子控制機械裝置：油壓開關信 號 、車速 、 ATF 溫度 、 前進離合器鼓轉速 、 發動機轉速 、節氣門位置信號 、副齒輪轉速 —— TCM（變速器控制模塊） 液壓控制機械裝置： TCM—— 壓力控制電磁閥 、換檔電磁閥 F （ ON/OFF 類）壓力控制電磁閥 A （線性類）、 換檔電磁閥 A， B， C （工作周期型）、換檔電磁閥 D，E （ ON/OFF 類） —— 主副控制閥閥體 —— 離合器和制動器的結合壓 根據上述的介紹，下面分別講述動力裝置的結構組成以及其功能原理 FS5AEL自動變速器的動力裝置包括液力變矩器、四對離合器、兩對制動器、帶式制 動器、兩對單向離合器和三對單式行星齒輪。 1）單排行星齒輪變速器的工作原理 為 了了解行星齒輪變速器的變速工作原理，必須先了解其組成中最基本的單排行星齒輪結構的運動規律，圖 ，圖中標出了行星輪所受到的作用力。前中心齒輪安裝在前小齒輪內部，前內齒輪安裝在前 小齒輪外部。 副行星架與副軸整合，并與離合器的驅動盤相連接。 虛擬仿真裝配技術 離合器基本結構示意圖 1 活塞 2 離合器鼓 3 離合器從動盤轂 前進離合器 ? 將輸入扭矩從汽輪機軸傳送至前中心齒輪。 虛擬仿真裝配技術 單向離合器概述 1 號單向離合器 ?1 號單向離合器鎖住前內齒輪的 反時針方向旋轉（從液力變矩器側看去） 1 號單向離合器在 1GR 的 D、 M 檔運作。 ? 2 號單向離合器鎖定前內齒輪的順時針方向轉動，同時鎖定次中心齒輪通過直虛擬仿真裝配技術 接離合器的順時針方向轉動。當液壓作用于伺服活塞與變速驅動橋箱（ 24 制動帶釋放側）時，伺服活塞被推向伺服固定器一側。 由于低速檔和倒檔制動器和減速制動器與上述離合器的機構原理大體相似，在此不過多贅述，只是簡單介紹其功能原理。同時，減速制動器工作．雙向固定副行星齒輪機構太陽輪，則行星輪在順時針自轉的同時會沿太陽輪順時針虛擬仿真裝配技術 公轉，從而帶動行星架順時針旋轉。在我國， CATIA也得到了廣泛應用，包括一汽集團、北京吉普、武漢神龍等 許 多 汽 車 公 司 都 選 用 C A T I A 作 為 開 發 新 車 型 的 核 心 軟 件 。而標準零件皆為遵循國家標準或國際標準，因此，這種自帶的標準間庫方便了自動變速器的裝配，縮短了制作模型的時間，使得建模過程更加快捷。 2 行星齒輪建模 以 xy 面進入草圖，以同樣步驟，根據行星齒輪的參數繪制草圖如圖 所示： 虛擬仿真裝配技術 圖 繪制草圖 退出草圖，拉伸并進行圓弧陣列，然后建立軸肩，以及除料的一系列過程，得到的整體模型如圖 所示： 圖 行星輪模型 與制作太陽輪的步驟相似，這樣就得到了行星輪的 CATIA 模型。 2 模型材質的編輯。 圖 變速器殼 1面和 3面 圖 變速器殼 2面 虛擬仿真裝配技術 圖 變速器殼 4面 現根據上述的自動變 速器的幾個面的定義，講述零件的裝配過程 一 首先進行 2 面的安裝 1 安裝油封 ，將油封安裝在變速器第 2 面第二個孔內 2 安裝軸承座圈，將軸承座圈安裝在第 2 和 3 孔內 3 安裝初級傳動齒輪，將初級齒輪安裝在第 3 孔軸承座圈處 上述裝配過程的展示如圖 所示。由于動畫是由矢量圖構成的，這就大大地縮小了動畫文件的容量，在網絡帶寬限制的情況下，提升了網絡傳輸的效率，可以方便 地下載觀看，一個幾分鐘的 flash動畫片也許只有 1～ 2兆字節大小。雙擊【圖 1】（如圖： ），將圖層重新命名為“背景 picture”，方便圖層的管理。 ActionScript通過對 Flash中動畫元件的控制，來實現其強大的交互性。 1）安裝活塞 2）安裝彈簧和定位器 3）安裝密封片 4）安裝卡環 5）安裝擋板、驅動和從動盤 6）安裝卡環 7）安裝 前進離合器從動盤轂 前進離合器的裝配步驟如上述所示，在正文中介紹時，包含了前進離合器的組成結構，如圖 所示 四 4 面安裝過程 1 安裝帶式伺服機構， 2 安裝駐車桿部件 1）安裝手動板，將手動板安裝至鎖銷支架部件 2）安裝駐車協助桿部件，將駐車協助部件安裝至鎖銷支架部件和手動板上 3）安裝 E 型環 4）安裝駐車桿部件 3 安裝手動軸 4 安裝定位銷 5 安裝蓄壓器 上述裝配過程的展示如圖 所示 虛擬仿真裝配技術 圖 零件安裝 6 安裝主控制閥閥體組件 7 安裝油盤 五 1 面的安裝過程 1 安裝低速檔和倒檔制動器活塞 2 安裝低速檔和倒檔制動器復位彈簧 3 安裝單向離合器 4 安裝卡環 5 安裝低速檔和倒檔制動器（驅動盤與從動盤） 6 安裝卡環 7 安裝隔圈，安裝軸承 8 安裝鎖緊螺母 10 安裝前內齒輪和 1 號單向離合器 11 安裝前行星齒輪部件 12 安裝滾針軸承 13 安裝前中心齒輪 上述裝配過程的展示如圖 所示 虛擬仿真裝配技術 圖 零件安裝 14 安裝滾針軸承 15 安裝后行星齒輪部件 16 安 裝卡環 17 安裝離合器部件 18 安裝滾針軸承 19 安裝 24 制動帶 20 安裝滾針軸承 21 安裝端蓋 六 3 面安裝 1 安裝輔助控制閥閥體組件 2 安裝油蓋 七 其它零部件安裝 1 安裝連接器管 2 安裝中間速度傳感器 3 安裝車速傳感器 4 檔位范圍開關 5 安裝油壓開關 6 安裝渦輪速度傳感器 7 安裝量油尺 8 安裝液力變矩器 經過上述的安裝步驟，最后得到 FS5AEL 自動變速器的整體裝配模型，如圖 所示 圖 變速器整體裝配圖 經過上述步驟，將變速器進行了裝配，在此過程中，僅是大概將零件組合虛擬仿真裝配技術 在一起，并無具體的約束條件，而在裝配過程中，可以通過攝像機的操作，將每段裝配過程錄制下來，保存成小短影片，這樣，可以在后面制作自動變速器安裝系統時，直接和按鈕鏈接，當點擊按鈕時，便會播放所要觀看的裝配過程。 4 動畫的生成。廣泛運用于游戲動畫制作、建筑動畫制作、室內設計、影視動畫及生產行業，它的強大的動畫功能，使得學習的人更加感興趣，而且由于它容易掌握，所以很多人都加入了學習 DMAX的過程中， 3DMAX幾乎能模擬任何種類的動畫以及動畫組合，也可以利用計算機圖形生成和圖形處理功能模仿真實現象或理論模型，方便容易地產生形象逼真的圖像或動畫。 基于 CATIA 技術的自動變速器零件建模舉例 在本文中所講述的 FSEA5L 自動變速器包含許許多多的零部件，如液力變矩器、多種行星齒輪以及多種殼體，現僅制作行星齒輪組中幾組齒輪的建模過程及其它一些模型，展示其建模的一個過程。 CATIA 在 自動變速器零件建模 中的顯著優點 正如上文中所述， CATIA 作為現代制造行業中不可缺少的核心軟件，它具有很多獨特的優勢方面，在此僅列舉 CATIA 在本文中 FS5AEL自動變速器虛擬裝配的過程中所體現的幾個優勢方面。 其它檔位的傳遞過程，根據辛普森式變速齒輪的變速規律即可得到，上面僅只簡單介紹一檔時 FS5AEL自動變速器的換擋過程。運動阻力較大．可暫視為固定，于是前內齒圈 8有逆時針旋轉的趨勢，此時 l號單向離合器 3鎖止．防止內齒圈逆時針旋轉．則前小齒輪 7在逆時針自轉的同時會沿前內齒圈 8順時針公轉．從而帶動行星架順時針旋轉。 ? 在倒檔或第一檔位（ M 檔 1GR）時運作。 2 4 制動帶結構 ?24 制動帶用于旋緊 24 制動鼓， 24 制動帶的一端用一個帶支柱固定。 2 號單向離合器 ?單向離合器的外座圈與直接離合器鼓整合，并且單向離合器的內座圈固定在變速驅動橋箱上。 倒檔離合器 ? 將輸入扭矩從汽輪機軸傳送至后中心齒輪。 1） 離合器 離合器基本結構如圖 。圖 。即 前行星齒輪組的前中心齒輪和副行星齒輪組的副中心齒輪在同一根軸上，而且齒數相同，前內齒輪與后排行星架為一體，前排行星架與后排內齒輪為一體，是動力輸出端．兩個太陽輪為獨立運動。圖 力變矩器增加扭矩圖 圖 圖中 MdMbwM ??39。 圖 FS5AEL自動變速器組成圖示 虛擬仿真裝配技術 圖 FS5AEL自動變速器組成圖 在圖中，動力傳遞系統由液力變矩器和行星齒輪機構組成，將發動機輸出的動力經過傳遞而降低轉速、增加扭矩。 2） 交互性 （ interaction） 交互性是指使用者可以通過一些操作 ,從而從模擬環境中得到反饋，達到對模擬環境的體驗。CG 國家重點實驗室建立了 M I V S，用于裝配工藝規劃和裝配過程評價。 （ 1）虛擬裝配核心技術 虛擬裝配的核心技術是開發虛擬裝配應用系統時最為重要的一部分，包含零部件建模、裝配序列規劃及優化、可行裝配路徑規劃、裝配合理性評價、決策支持、裝配誤差分析、干涉分析等內容。 ?不能體現并行設計的思想，若有新的思想，再去更改，過程繁瑣。虛擬仿真裝配技術是一種使得汽車設計和汽車裝配能夠高效、快捷而且能夠并行的核心技術。 作者簽名： 日期： 畢業論文（設計）授權使用說明 本論文（設計）作者完全了解 **學院有關保留、使用畢業論文（設計）的規定，學校有權保留論文（設計）并向相關部門送交論文（設計）的電子版和紙質版。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。本文充分運用 CATIA 的強大設計能力和 3DMAX 的 優良的渲