CATIA+ADAMS变速器操纵机构的建模与仿真分析(2)
5.3.3结果比较 .. 40
5.4 本章小结 .. 40
结束语 .. 41
致 谢 . 42
1 绪论
1.1引言
汽车作为现代社会最常用的一种交通工具，它给人类社会带来的不仅仅是交
通上的便利，经济、政治、文化等诸多领域都有它的贡献。
换挡操纵机构是变速器的重要功能部件，用来实现挡位切换，与汽车的操控
性密切相关。换挡操纵机构通常由手柄球头、换挡杆、换挡器基座、变速器和换
挡杆之间的连接机构等部件构成。换挡杆一般具有较大的杠杆比，具有横向选挡
和纵向换挡的摆动功能，要求操纵灵活、动作可靠。换挡操纵机构将变速器的换
挡力通过变速器选挡摇臂传动比、换挡杆传动比转换到作用在换挡杆球头处适合
驾驶员操作的操纵力。图1.1为所研究的换挡操纵机构。
1.2换挡操纵机构的研究历程及国内外研究现状
从汽车诞生至今，变速器的结构经历了很多次变革，换挡操纵机构也不断随
之变化着。早期，多采用直接换挡操纵机构，驾驶员操纵换挡杆直接控制拨叉进
行换，此种方式换挡效率较高，且具有很好的操控性，但驾驶员很难把握换挡时
间，从而影响油耗；另外由于是直接的刚性连接，换挡冲击震动较大，磨损较多，
变速器寿命偏低。后来出现了新型换挡操纵系统：推拉索（软轴）式换挡操纵系
统。软轴的韧性与减震性能较好，很大程度上降低了换挡时由于车辆震动或发动
机抖动给换挡杆带来的冲击以及换挡噪音，提高了换挡舒适性。此文为例的换挡
操纵机构即是推拉索式换挡机构（如图1.2）。
图1.2 推拉式换挡操纵机构三文简图
机械式换挡机构都不可避免地存在磨损、震动、噪音等问题，于是电控类型
的换挡操纵系统逐渐出现，将驾驶员的驾驶需求转换为电子信号进行控制。
从现代汽车变速器的市场状况和发展来看，全世界的各大厂商都对提高 AT
的性能及研制无级变速器 CVT 表现积极。目前世界上装车较多的汽车变速器主
要有：手动变速器MT、 电控液力自动变速器ECT、电控机械式自动变速器AMT、
金属带（链）式无极变速器 CVT、双离合自动变速器（DCT）及环形锥盘滚轮
牵引式无级变速器 IVT 等数种[1]
。在国内MT仍然占据着主流地位。
1.3计算机辅助设计在汽车产品开发中的应用
近年来，随着计算机图形学、多媒体技术、虚拟现实技术的发展以及
CAD/CAM 应用的深入，现代产品概念设计理论与技术的研究有了长足的进步。
计算机辅助概念设计（computer aided conceptual design，CACD）已成为
CAD/CAM 和CIMS 领域的一个研究热点。产品的概念设计过程是产品设计中非
常重要的一个步骤，它是指在产品功能和原理基本确定的情况下，产品外观造型
的设计过程。而实际上采用传统的手段往往会造成大量废品，增加成本；利用计
算机对产品外形、实体进行建模，通过装配、仿真可以在不制作样品的情况下预
先进行产品缺陷检查，及时发现问题改善设计，降低生产成本。应用 CAD 技术
开发汽车新产品可以减少样机的制造和实测时间，缩短产品开发周期，优化汽车
性能参数，提高产品质量和可靠性，降低开发成本，增强产品市场竞争力[2]
。
运用计算机对汽车制造的工艺，材料以及汽车使用过程中的技术状况进行分
析，这是汽车业发展到高级阶段的标志。计算机分析系统包括对汽车的动力性、