馬自達(dá)6轎車自動(dòng)變速器虛擬仿真裝配研究本科生畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料

　　

【正文】 ，阻止其按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 單向離合器結(jié)構(gòu) 1 號(hào)單向離合器 ?單向離合器的外座圈與前內(nèi)齒輪整合，并且單向離合器的內(nèi)座圈固定在變速驅(qū)動(dòng)橋箱上。 2 號(hào)單向離合器 ?2 號(hào)單向離合器鎖定直接離合器鼓的順時(shí)針方向（從液力變矩器一側(cè)看）轉(zhuǎn)動(dòng)。 ? 在第五檔位運(yùn)作。 ? 當(dāng)車輛倒退時(shí)運(yùn)作。 ? 在第三、第四、第五檔位的前進(jìn)檔運(yùn)作。 ? 在 第一、第二、第三檔位的前進(jìn)檔運(yùn)作。 當(dāng)活塞內(nèi)的液壓消除后，因?yàn)閺?fù)位彈簧的作用，離合器松開并回到 圖 A所示的狀態(tài)。 在圖 A 中，液體在離 合器盤（驅(qū)動(dòng)盤，從動(dòng)盤）中，因?yàn)橐后w在各個(gè)盤上滑動(dòng)，不能傳遞動(dòng)力。制動(dòng)器包括 24制動(dòng)帶、低速檔和倒檔制動(dòng)器和減速制動(dòng)器。圖 副行星齒輪結(jié)構(gòu)組圖 9 二檔齒輪 10 副小齒輪 11 減速制動(dòng) 12 2 號(hào)單向離合器 13 副中心齒輪 14 副內(nèi)齒輪 15 驅(qū)動(dòng)齒輪 16 齒圈（差速器） 17 輸出 ? 由于離合器和 / 或制動(dòng)器接合 / 分離的原因，副中心齒輪起到傳動(dòng)的作用，將渦輪軸輸送的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸送到輸出齒輪。 副中心齒輪與直接離合器鼓相連，副齒輪與副內(nèi)部齒輪相連。 前行星齒輪和后行星齒輪結(jié)構(gòu)示意圖 虛擬仿真裝配技術(shù) 1 輸入 2 前進(jìn)離合器 3 1 號(hào)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(nèi)齒輪 8 第一軸傳動(dòng)齒輪 ? 由于離合器和或制動(dòng)器接合 / 分離的原因，前行星齒輪和后行星齒輪起到傳動(dòng)的作用，將渦輪軸輸送的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸送到中心齒輪。 后中心齒輪通過 24 制動(dòng)鼓與渦輪軸嚙合，后內(nèi)齒輪通過前行星架與主齒輪嚙合。 前中心齒輪與前進(jìn)離合器從動(dòng)盤轂嚙合，前內(nèi)齒輪與后行星托板嚙合。因此，在前行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單向離合器的外座圈與低速檔和倒檔制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。副行星齒輪組是一個(gè)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，它在 1— 4擋和 R擋時(shí)執(zhí)行減速運(yùn)動(dòng)，在 5擋時(shí)是直接傳動(dòng)。其中，前、后行星齒輪組是改進(jìn)型辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)，辛普森行星齒輪結(jié)構(gòu)是由兩排行星齒輪共用一個(gè)太陽(yáng)輪而組成的復(fù)合式行星齒輪機(jī)構(gòu)。 1— 太陽(yáng)輪 2— 齒圈 3— 行星架 4— 行星輪 作用于太陽(yáng)輪 1上的力矩 111 rFM? 作用于齒圈 2上的力矩 虛擬仿真裝配技術(shù) 222 rFM ? 作用于行星架 3上的力矩 333 rFM? 令齒圈與太陽(yáng)輪的齒數(shù)比為α，則 1212 rrzz ??? 因而 12 rr ?? 13 21 rr ??? 由行星齒輪 4的力平衡條件得 21 FF? 13 2FF ?? 代入上面的力矩公式，根據(jù)能量守恒定律，三個(gè)元件上輸入和輸出的功率的代數(shù)和應(yīng)為零，故通過轉(zhuǎn)換得到以下式子 0)1( 321 ???? nnn ?? 通過上式可以看出，在太陽(yáng)輪、齒圈和行星架這 3個(gè)零件之中，可以任意選兩個(gè)零件，一個(gè)作為主動(dòng)件，一個(gè)作為從動(dòng)件，而使第三個(gè)零件固定不動(dòng)，即第三個(gè)零件的轉(zhuǎn)速為零，或者讓第三個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)受到一定的限制，使其轉(zhuǎn)速固定，則整個(gè)行星齒輪組以一定的傳動(dòng)比傳動(dòng)動(dòng)力，而通過三個(gè)零件的各種限制條件，可以得到不同的傳動(dòng)比，這就是單排行星齒輪傳動(dòng)最基本的原理，下面分別討論各種條件 ?太陽(yáng)輪 1作為主動(dòng)件，行星架 3為從動(dòng)件，齒圈 2固定，此時(shí)式中 02?n 則得 到的傳動(dòng)比 123113 11 zznnr ????? ? ?齒圈 2為主動(dòng)件，行星架 3為從動(dòng)件，太陽(yáng)輪 1固定，此時(shí)式中 01?n 則得到的傳動(dòng)比 213223 11 zznnr ????? ?? ?太陽(yáng)輪 1為主動(dòng)件，齒圈 2為從動(dòng)件，行星架 3固定，此時(shí)式中 03?n 則得到的傳動(dòng)比 122112 zznnr ????? ? 這種條件下，與符號(hào)相反，表示主動(dòng)軸輸入和從動(dòng)軸輸出的旋轉(zhuǎn)方向相反，于是汽車就出現(xiàn)了倒檔傳動(dòng)情況 這種傳動(dòng)很好的解決了汽車倒檔的問題，不同于傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器，還需在變速虛擬仿真裝配技術(shù) 器整體中添加一根倒檔軸和相應(yīng)的傳動(dòng)齒輪。 2 行星齒輪變速系統(tǒng) 液力變矩器雖然在一定范圍內(nèi)能夠改變轉(zhuǎn)矩比和傳動(dòng)比，但是其變矩系數(shù)不大，變矩的范圍不寬廣，所以難以滿足汽車使用的要求，為了提高自動(dòng)變速器輸出扭矩的變化范圍，在具有液力變矩器的前提下，添加一個(gè)齒輪式變速器與其相結(jié)合，這中變速器稱為液力機(jī)械式變速器，而這個(gè)齒輪式變速器多數(shù)是行星齒輪變速器。 在變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速和 轉(zhuǎn)矩不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速（反映汽車行駛速度）的變化規(guī)律，就是液力變矩器的特性。它主要由泵輪、渦輪和固定不動(dòng)的導(dǎo)輪三部分組成，各工作輪用鋁合金精密鑄造，或用鋼板沖壓焊接而成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 圖 液力變矩器組成圖 泵輪 主動(dòng)部分，將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力變成油液動(dòng)能 渦輪 輸出部分，將動(dòng)力傳遞至機(jī)械式變速器的輸入軸 導(dǎo)輪 反作用元件，它通過單向離合器與變速器殼體固定 變矩器不僅能夠傳遞轉(zhuǎn)矩 ，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪的轉(zhuǎn)虛擬仿真裝配技術(shù) 速（反映著汽車行駛速度）不同而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值，在液體循環(huán)流動(dòng)的過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于從泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩，因而可以隨著汽車的行駛速度改變所輸出的轉(zhuǎn)矩。下面分別介紹各個(gè)裝置的組成及其工作原理。 圖 FS5AEL自動(dòng)變速器中，動(dòng)力傳遞的流程圖、液壓控制信號(hào)的傳遞圖和電子信號(hào)傳遞圖的組合，詳細(xì)的展示了各個(gè)結(jié)構(gòu)和組成關(guān)系。電子控制系統(tǒng)是按照通過輸入系統(tǒng)里的開關(guān)和傳感器的信號(hào)，通過 TCM（變速器控制模塊） 向液壓控制系統(tǒng)中的線性類、ON/OFF 類電磁閥及工作循環(huán)類電磁閥輸出與當(dāng)前駕駛條件相吻合的信號(hào)。 自動(dòng)變速器一般是由液力變扭器、行星齒輪變速器、控制機(jī)構(gòu)組成，由于液力變矩器不僅具有防止發(fā)動(dòng)機(jī)過載的作用，而且還能無(wú)極地改變轉(zhuǎn)速比和轉(zhuǎn)矩比，因此在其他領(lǐng)域該技術(shù)也迅速得到應(yīng)用，馬 自達(dá) 6搭配的變速器為 FS5AEL自動(dòng)變速器，其相對(duì)于市場(chǎng)上眾多的變速器，具有以下幾方面明顯的特點(diǎn) 1)實(shí)現(xiàn)良好的掛擋質(zhì)量 ?通過使用線型電磁線圈（壓力控制電磁線圈 A）實(shí)現(xiàn)電控壓力調(diào)整控制 虛擬仿真裝配技術(shù) ?采用了由占空比型電磁線圈（換檔電磁閥 A、 B、 C，壓力控制電磁閥 B）控制的電控（直接電控?fù)Q檔控制）離合器壓力 2)卓越的換檔性能 采用了離心平衡離合器室 3)高效、緊湊、輕便 采用了帶液力變矩器直接驅(qū)動(dòng)的微型余擺線型齒輪油泵 4)可靠性高 采用了可變電阻器型 TR 開關(guān) 5)符合市場(chǎng)需求 ?采用運(yùn)動(dòng) AT ?采用了子換檔機(jī)械裝置 6)可靠性高，噪音和振動(dòng)低 ?采用有單行星齒輪裝置的雙作用式變速器作為主要換檔機(jī)械裝置 ?采用了單行星齒輪裝置，將其作為子換檔機(jī)械裝置 圖 FE5AEL自動(dòng)變速器的總體裝配模型 圖 自動(dòng)變速器總裝配模型 FS5AEL自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu) FS5AEL自動(dòng)變速器是一種液力自動(dòng)變速器，它主要由電子控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)三部分組 成。 2020年?yáng)|京車展首度亮相 ,馬自達(dá) 6 (Mazda6)是馬自達(dá)公司在 2020以后面向中級(jí)轎車市場(chǎng)推出的戰(zhàn)略化核心產(chǎn)品，中國(guó)于 2020年春季引進(jìn)馬自達(dá) 6轎車，并且在當(dāng)年末就榮膺“年度車型”稱號(hào)，在國(guó)內(nèi)中高端轎車競(jìng)爭(zhēng)激烈的背景下馬自達(dá) 6依然一直保持旺銷態(tài)勢(shì)， 2020年馬自達(dá) 6在華銷量為 。 本章小結(jié) 在本章中，對(duì)虛擬制造技術(shù)進(jìn)行了介紹，作為制造中重要的一環(huán)，闡述了裝配在制造中的重要 性，對(duì)虛擬仿真裝配的技術(shù)進(jìn)行介紹，以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)的虛擬仿真裝配技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，最后指出虛擬仿真裝配技術(shù)在現(xiàn)如今各種技術(shù)行業(yè)中所呈現(xiàn)的特點(diǎn)。交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最大的一個(gè)特點(diǎn)，就是用戶與模擬環(huán)境之間的一種交互，相對(duì)于本文而講，通過制作自動(dòng)變速器的各種零件，然后進(jìn)行裝配過程，再將這個(gè)過程以及所制作的安裝系統(tǒng)展示出來，這樣開發(fā)者可以對(duì)自動(dòng)變速器的裝配過程進(jìn)行優(yōu)化和可裝配性進(jìn)行評(píng)價(jià)，而且可以作為一種學(xué)習(xí)的工具，這就是用戶與環(huán)境之間的一種交互。 虛擬仿真裝配技術(shù)主要特點(diǎn) 由于我們?cè)诒疚闹醒芯康氖翘摂M仿真技術(shù)在馬自達(dá) 6轎車自動(dòng)變速器裝 配方面的運(yùn)用，下面我們來看看虛擬仿真技術(shù)在自動(dòng)變速器虛擬仿真裝配方面哪些主要卓越高效的特點(diǎn) 1） 沉浸性（ immersion） 虛擬仿真裝配技術(shù)是用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬現(xiàn)實(shí)裝配的一種特殊方法，用戶可以通過使用虛擬設(shè)備將自己“投射”到這個(gè)環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊的目的，在本文中，通過 3DMAX對(duì) FE5AEL自動(dòng)變速器零件的模型進(jìn)行渲染和裝配工作，通過計(jì)算機(jī)頁(yè)面反映給用戶，用戶可以得到與現(xiàn)實(shí)生活中一般的自動(dòng)變速器模型，可以去感知它，然后根據(jù)相應(yīng)的資料去調(diào)整。 在國(guó)外，虛擬仿真裝配技術(shù)在各大汽車生產(chǎn)廠商廣泛運(yùn)用， 如 BMW為利用虛擬仿真裝配技術(shù)對(duì) X系列 SUV汽車裝配工藝流程進(jìn)行合理性測(cè)試而建立的Virtual Process Week體系（簡(jiǎn)稱 VPW） 。葡萄牙的 C C G 公司開發(fā)了 ITS(Immersive Training System) 虛擬系統(tǒng)，用于裝配培訓(xùn)。清華大學(xué)開發(fā)的 VASS 為設(shè)計(jì)師和裝配工程師提供了一個(gè)產(chǎn)品的可裝配性 / 可拆卸性仿真和評(píng)價(jià)系統(tǒng)。近幾年浙江大學(xué) CADamp。 在本論文中，運(yùn)用了現(xiàn)如今機(jī)械制造也中常用的 CATIA和多種行業(yè)運(yùn)用較廣的 3DMAX 軟件，從而很好的完成 Mazda 6 轎車自動(dòng)變速器的建模以及裝配過程，使裝配成的模型在計(jì)算機(jī)上以很強(qiáng)的沉浸感展現(xiàn)給用戶。 ④ 裝配過程中的人因分析：通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開發(fā) 人員可以在產(chǎn)品開發(fā)階段就對(duì)產(chǎn)品裝配過程中涉及的人機(jī)因素（如裝配所需時(shí)間、裝配操作的舒適程度、安全性）進(jìn)行分析，從而可以在裝配過程中避免錯(cuò)誤。 ?零部件建模：零部件建模是完成整個(gè)裝配任務(wù)的必 要貯備工作，它要求所建模型合理，而且對(duì)于細(xì)節(jié)的處理也有一定的要求，所以需要建模人員需要較高的軟件使用水平，本文中，主要針對(duì) Mazda 6 轎車自動(dòng)變速器的零部件進(jìn)行建模，包括液力變矩器中的殼體、泵輪、渦輪以及行星齒輪組等零部件進(jìn)行建模，這個(gè)過程主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件 CATIA 進(jìn)行建模，然后運(yùn)用 3DMAX 進(jìn)行物體與場(chǎng)景渲染的一個(gè)過程。 虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等多種學(xué)科領(lǐng)域的快速發(fā)展，在總體上，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于虛擬仿真裝配的研究是圍繞虛擬裝配核心技術(shù)、虛擬裝配環(huán)境 2 方面展開研究。 虛擬仿真裝配技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究運(yùn)用現(xiàn)狀 虛擬裝配是近十幾年中虛擬制造技術(shù)研究的重要方向之一 ,虛擬裝配技術(shù)已成為數(shù)字化制造技術(shù)在制造業(yè)中研究和應(yīng)用的典范， 對(duì)于更復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使用該技術(shù)可以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā)周期，降低成本，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化開發(fā)，提高裝配質(zhì)量和效率，改善產(chǎn)品的售后服務(wù)。在虛擬的環(huán)境中，設(shè)計(jì)人員可以像操作真實(shí)零件一樣，先對(duì)裝配過程進(jìn)行規(guī)劃，然后對(duì)虛擬的零件進(jìn)行裝配操作，通過一系列的裝配過程，建立產(chǎn)品的裝配模型，再去檢查裝配過程中的存在的問題，提高產(chǎn)品裝配的正 確性，這個(gè)過程中，主要以提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)成本，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率和運(yùn)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為其要求，在這五個(gè)基于仿真技術(shù)的快速發(fā)展前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維實(shí)體零部件的優(yōu)化定位組裝，并且對(duì)完成虛擬裝配的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的零部件檢測(cè)、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等進(jìn)行的實(shí)體仿真過程。 基于以上手工裝配為主的傳統(tǒng)裝配方法存在著諸多缺陷，所以在計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息化技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù) 的快速發(fā)展過程中，提出了虛擬仿真裝配技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)化的國(guó)家，大約百分之三十左右的人力從事和裝配有關(guān)的活動(dòng)，在整個(gè) 生產(chǎn)過程中，裝配所占的時(shí)間占總生產(chǎn)制造時(shí)間的 40%— 60%，用于產(chǎn)品裝配的成本占總生產(chǎn)成本的 40%以上，所以裝配在整個(gè)生產(chǎn)制造過程中是很重要的一部分，但是傳統(tǒng)的手工裝配由于存在著一定的缺陷，滿足不了顧客日益增加的多樣化需求，傳統(tǒng)的手工裝配方法存在一定的缺陷，如下： ?零件加工完成后才可以進(jìn)行裝配，如需修改，還需重新制造零件，而且整個(gè)裝配過程消耗一定的時(shí)間。 圖 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)關(guān)系圖 虛擬制造技術(shù) 應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)零件的加工方法、工序順序、工裝和工藝參數(shù)的選用以及加工工藝性、裝配工藝性等均可 進(jìn)行 建模仿真， 相比于傳統(tǒng)的制造行業(yè)，它具有許多優(yōu)勢(shì)，它 可以提前發(fā)現(xiàn)加工缺陷，提前發(fā)現(xiàn)裝配時(shí)出現(xiàn)的問題，從而能夠優(yōu)化制造過程，提高加工效率。 關(guān)鍵詞