[发明专利]汽车变速器换挡轴三角形滑槽优化设计方法

摘要

本发明所要解决的技术问题是提供一种直轴滑槽式换挡装置滑槽尺寸的优化设计方法，建立曲面滑槽换挡块滑槽动力学模型，建立曲面滑槽换挡块滑槽最佳形状的优化设计目标函数，建立曲面滑槽换挡块滑槽最佳形状的约束条件。根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块滑槽系统的动力学模型，利用优化算法求步骤(2)中所建立优化设计目标函数J的最小值，以步骤(3)建立的曲面滑槽换挡块滑槽最佳形状的约束条件，计算所对应的设计曲面滑槽换挡块半径和曲面滑槽换挡块滑槽高度的最佳设计变量。

主权项

1.本发明所提供的滑槽轨道优化设计方法，其特征在于采用以下设计步骤：(1)建立滑槽动力学模型：设计曲面滑槽换挡块(5)滑槽驱动结构要确定滑槽结构的尺寸参数与形状，这些参数的变化直接影响换挡流畅性；将曲面滑槽换挡块(5)滑槽轨道设计为三角形形状，换挡驱动轴(6)旋转一周需要挂五个档位，分别是一至四挡和空挡档位，曲面滑槽换挡块(5)的周长是2πr，每个档位曲面滑槽换挡块(5)滑槽底边AC长度为曲面滑槽换挡块(5)周长的五分之一，所以曲面滑槽换挡块(5)滑槽底边的长度为2πr/5，换挡驱动齿轮(4)作用于换挡驱动轴(6)的驱动扭矩为式中，r是曲面滑槽换挡块(5)的半径，h为曲面滑槽换挡块(5)滑槽的高度，μ是拨叉滑动轴(3)与曲面滑槽换挡块(5)滑槽侧面间的摩擦系数，Fy是拨叉(2)对换挡驱动轴(6)产生轴向力；计算在不同设计参数情况下的换挡驱动轴(6)的驱动扭矩数值，确定曲面滑槽换挡块(5)滑槽的尺寸参数，设计曲面滑槽换挡块(5)滑槽的形状；(2)建立曲面滑槽换挡块(5)滑槽最佳形状的优化设计目标函数J：根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽系统的动力学模型，以曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度为设计变量，建立曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度最佳的优化设计目标函数J，即J＝M；(3)建立曲面滑槽换挡块(5)滑槽最佳形状的约束条件：根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽系统的动力学模型，曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度为设计变量均为正值，并且在合理的设计范围内，即h≥0，h≤0.08；r≥0，r≤0.08；为了计算合理的优化计算参数，令曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度和曲面滑槽换挡块(5)滑槽底边长度符合黄金分割法则，即h＝0.618*2πr/5；(4)曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度的优化设计：根据步骤(1)中所建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽系统的动力学模型，利用优化算法求步骤(2)中所建立优化设计目标函数J的最小值，以步骤(3)建立的曲面滑槽换挡块(5)滑槽最佳形状的约束条件，计算所对应的设计曲面滑槽换挡块(5)半径和曲面滑槽换挡块(5)滑槽高度的最佳设计变量。