> 实施例1
[0042]如图3所示，本实施例包括如下步骤:
[0043]步骤一，通过CAD软件，如UG对驻车系统建模，把驻车系统的三大部分按照一定的装配关系建好，导出CAD格式，具体为:将驻车系统的驻车换挡摇臂总成、驻车导向滑移装置、棘爪棘轮分别独立建模并导出CAD格式的模型，其中:驻车换挡摇臂总成、驻车导向滑移装置、棘爪棘轮按照一定的装配关系设定位置，建议数模装配成棘轮棘爪驻入的位置，即P挡，如图1所示。在装配时有几点注意的:1、调整摇臂I的凹槽要与变形后板簧上的滚珠3相切；2、压力滚子6与轧板7相切，同时与棘爪9接触区域中的极限位置处相切；3、棘爪9和棘轮10保证处于啮合位置。
[0044]该步骤主要是要确保各部件准确的装配位置，以便避免由于模型问题带来的瞬时冲击力因素。
[0045]步骤二，把模型导入到Adams/View中，把各部件赋予材料、质量、转动惯量；
[0046]该步骤要赋予部件准确的转动惯量，在动力学分析中影响比较大。
[0047]步骤三，利用刚柔耦合方法，对影响换挡舒适性的板簧用模态中性文件法，把中性文件导入到Adams/View，当板簧上有作用力时可以得到其柔性变形，通过接触的方式，把其变形和回弹力传递到驻车系统换挡摇臂上，进而影响换挡手感；
[0048]所述的模态中性文件法具体步骤包括:
[0049]3.1)在CAD软件中建立准确的未发生变形时的板簧数模，抽取中性面；
[0050]3.2)导入到有限元软件，如ANSYS软件中，设置壳单元属性，给出厚度值，建立梁单元模拟板簧销钉，施加垂直向下的集中载荷60N，求出变形值，计算出刚度值，结果为6.2N/mm，供应商用弹簧弹力测量仪实测的数据为5.98N/mm，仿真结果与实测结果接近，说明此板簧建模方法正确，能够应用在驻车系统换挡力仿真上，然后用模态综合法求出中性文件；
[0051]3.3)把中性文件导入到Adams/View中，实现板簧柔性化，滚珠与板簧建立旋转畐Ij，滚珠与调整摇臂建立接触。
[0052]步骤四，根据驻车系统的运动原理，通过固定、旋转副、接触将不同的零部件连接起来组成一个系统；
[0053]在Adams/View中，利用“joint”工具命令，设置各零件间的约束副，包括:框架8和ground (大地)设置固定，轧板7和框架8设置固定，轧板7和大地设置固定，调整摇臂I和导向杆5设置旋转副，调整摇臂I与大地设置旋转副，棘爪9与大地设置旋转副，板簧2与框架8设置固定，板簧2与滚珠3设置旋转副；利用"Create a Contact"设置接触，包括:导向杆5和托架板4设置接触，滚珠3与调整摇臂I设置接触，压力滚子6与轧板7设置接触，压力滚子6与托架板4设置接触，压力滚子间设置接触，压力滚子6与棘爪9设置接触，棘爪9与棘轮10设置接触。
[0054]定义接触时，通过Impact (冲击函数法)计算接触力，通过Coulomb (库仑法)计算摩擦力，对接触中的参数进行设置，其中力的非线性指数、摩擦系数对结果有很大的影响。
[0055]步骤五，施加弹簧载荷及对调整摇臂施加驱动；
[0056]所施加的载荷包括:导向杆与托架设置弹簧载荷即模拟回位弹簧力，棘爪与大地设置扭簧载荷，这两个弹簧力的参数比较重要，影响驻车性能。
[0057]当需要驻车时，驾驶员操纵换挡手柄带动驻车换挡摇臂运动，通过部件间的传递，使驻车棘爪与驻车齿轮啮合。本发明对调整摇臂与大地设置旋转副，对其施加旋转动力驱动，模拟换挡运动，使用Step函数作为描述驱动在一定的时间内角度的变化，格式为STEP (x, x0,h0,xl,hl)o 本发明具体采用 STEP (time, O, O, l,37d),仿真在 O ?IS 内，使调整摇臂转动37度。
[0058]步骤六，通过提取换挡扭矩，验证分析结果；
[0059]针对分析结果，有两种处理方式，一种是根据样件的实测数据与仿真结果比对，通过对接触等相关参数的调整，来验证驻车系统的动力学方法，以便后续对此方法的推广，本发明就是此种方式；另一种是针对仿真结果，根据整车要求对仿真结果进行评估，如评估换挡性能，然后对调整摇臂的形状、板簧的刚度等进行设计方案的更改，从而实现对驻车性能的优化，这也是本发明推广驻车系统动力学方法的最终目的。
[0060]如图2所示为仿真数据和实测数据，图中实测数据是多次结果的平均曲线，从图中可看出仿真数据的走势和换挡力大小与实测数据差别不大。
[0061]步骤七，给棘轮一定的初速度、阻力矩和转动惯量来研宄驻入速度。
[0062]本步骤主要是研宄棘轮被棘爪锁住时的转动速度，速度太大不能被驻住，及被驻住时棘轮速度转化成车轮速度是否小于5km/h，从而考核出驻车系统比较重要的动态特性，即安全驻车的速度。
[0063]步骤八，针对驻车的其他性能，如异常驻车、琐止功能分析、驻车棘爪自动弹出能力分析等，都可以通过此动力学模型得到验证，针对不同的性能，只需要截取部分模型，通过分析力的平衡关系对其性能进行评估。
【主权项】
1.一种基于板簧柔性变形的变速箱驻车系统仿真实现方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，通过CAD软件对驻车系统建模； 步骤二，把模型导入到Adams软件的View模块中，并对驻车系统的各个部件赋予材料、质量、转动惯量； 步骤三，对驻车系统的板簧用模态中性文件法，当板簧上有作用力时可得到其柔性变形，通过接触的方式，把板簧的柔性变形和回弹力传递到驻车系统换挡摇臂上，进而影响换挡手感； 步骤四，根据驻车系统的运动原理，通过Adams软件的固定处理、旋转副处理、接触处理将驻车系统的各个部件连接起来组成驻车系统动力学模型； 步骤五，对步骤四中得到的驻车系统动力学模型施加弹簧载荷及对调整摇臂施加驱动； 步骤六，通过提取换挡扭矩，验证分析结果以确认测试数据的一致性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤一中所述的建模，具体为:将驻车系统的驻车换挡摇臂总成、驻车导向滑移装置、棘爪棘轮分别独立建模并导出CAD格式的模型，其中:驻车换挡摇臂总成、驻车导向滑移装置、棘爪棘轮按装配关系设定位置，建议数模装配成棘轮棘爪驻入的位置，即P挡。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的设定位置，具体为: 1.D调整摇臂的凹槽要与变形后板簧上的滚珠相切； 1.2)压力滚子与轧板相切，同时与棘爪接触区域中的极限位置处相切； 1.3)棘爪和棘轮保证处于啮合位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤三中所述的模态中性文件法，具体步骤包括: 3.1)在CAD软件中建立准确的未发生变形时的板簧数模，抽取中性面； 3.2)导入到有限元软件中，设置壳单元属性，给出厚度值，建立梁单元模拟板簧销钉，通过模拟施加载荷并获得刚度值反馈后与实测刚度值比较，然后用模态综合法求出中性文件； 3.3)把中性文件导入到Adams/View中，实现板簧柔性化，滚珠与板簧建立旋转副，滚珠与调整摇臂建立接触。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤四中所述的接触处理，通过冲击函数法计算接触力，通过库仑法计算摩擦力，对接触中的力的非线性指数、摩擦系数进行设置。6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的力的非线性指数为1.5?2.2。7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤六具体包括以下步骤: 6.1)利用动力学模型对驻车系统的性能模拟，针对仿真结果，根据整车要求确定换挡力曲线的光顺性，以此对设计中调整摇臂的形状、板簧的刚度进行设计方案的调整，从而实现换挡性能的优化； 6.2)针对已有样件，根据实测数据对仿真结果校核，具体为:被测变速箱落地放置，通过测试工装固定测试仪，通过调试测试仪模拟驾驶方式操控测试球头循环往复多次，测试换档力和行程，测试数据被即时处理，输出测试结果。8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤六完成后，在Adams软件中，设置驻车系统的棘轮一定的初速度、阻力矩和转动惯量，并进行驻车系统的驻入速度仿真，即棘轮被棘爪锁住时的转动速度。9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，采用所述的驻车系统动力学模型进一步进行异常驻车、琐止功能分析、驻车棘爪自动弹出能力的仿真，其中: 所述的异常驻车的仿真，具体是指:动力学模型处于非驻车工况位置，即棘爪脱离棘轮，棘爪转动到极限位置时，在压力滚子上施加一个额外的冲击力，压力滚子与棘爪产生接触力，棘爪在扭簧力和自身重力综合作用下，分析棘爪的受力情况，考核棘爪不会驻入棘轮； 所述的锁止功能的仿真，具体是指:动力学模型不需要改变部件，在驻车工况下，即P挡位置，调整摇臂位置保持不变，只对棘轮施加一定的考核扭矩，计算棘爪是否弹出； 所述的驻车棘爪自动弹出能力的仿真，具体是指:动力学模型只需要棘轮棘爪，建立扭簧力和棘轮棘爪的接触力，其他部件失效，给棘轮一定的扭矩后，考核棘爪在扭簧力和棘轮对棘爪的作用力和摩擦力作用下，棘爪是否弹出。
【专利摘要】一种基于板簧柔性变形的变速箱驻车系统仿真实现方法，对驻车系统模型中的板簧用模态中性文件法，当板簧上有作用力时可以得到其柔性变形，通过接触的方式，把板簧的柔性变形和回弹力传递到驻车系统换挡摇臂上；再将各个部件连接起来组成驻车系统动力学模型；最后通过对驻车系统动力学模型施加弹簧载荷及对调整摇臂施加驱动，并通过提取换挡扭矩，验证分析结果以确认测试数据的一致性。本发明能够在产品开发早期对驻车系统动态性能进行模拟，更好的优化产品，而传统方法是通过样件试制后，通过试验结果来调整结构设计，通过动力学仿真可以缩短产品开发周期，节约开发成本。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN104965961
【申请号】CN201510459077
【发明人】曹昭展, 赵庆帅, 缪国, 于恒, 陈一峰, 朱丽霞
【申请人】上海汽车变速器有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月30日