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1目 录摘 要IIIAbstractIV第一章 绪论11.1 课题研究背景和意义11.2 变速器操纵机构11.2.1远距离操纵机构21.2.2单杆刚性操纵机构21.3 本文的主要内容2第二章 变速器操纵机构结构与原理42.1 变速器操纵机构类型42.2 操纵机构结构42.2.1 变速杆42.2.2 变速拨叉和轴52.3 锁止原理52.3.1 自锁装置52.3.2 互锁装置6第三章 操纵部分设计83.1 操纵类型的确定83.2 实车参数83.3 操纵杆的设计93.3.1 操纵杆的材料选取93.3.2 操纵杆直径的选取93.3.3 操纵杆的校核103.4 中间轴的直径确定113.4.1 操纵杆中间轴直径的确定113.4.2 刚度校核123.5 部分零件图及其对应的二维图123.6 小结17第四章 变速器操纵机构的仿真184.1 拨叉的CAE分析184.1.1 几何处理184.1.2 网格的质量检查184.2 优化后的网格质量194.3 填充后的网格204.3.1 工况的设定204.3.2 分析21第五章 变速器操纵机构零件三维建模235.1 pro/E软件的简介235.2 建模综述235.3 一二档换档总成的建模235.4 弹簧模型的建立255.5 pro/E模型的装配255.6 装配干涉的检查265.7 操纵机构的作用和具体操作过程265.8 操纵机构三维模型图28总 结29参考文献30致 谢31IV汽车手动变速器操纵机构设计摘 要手动变速器操纵机构属于变速装置，主要是改变传送到驱动轮的转速和转矩；在不同的工况下，汽车获得的牵引力和速度是不同的；另外能够保证发动机在比较良好的工况下运转。本文首先对变速器的一些背景和国内的一些基本现状进行了研究和介绍，然后再进一步对变速器操纵机构的类型、结构和工作原理进行了介绍。对变速器操纵机构主要结构进行了设计和校核,将得出的数据利用Pro/E进行了三维建模，建立总装配图。通过计算机仿真的方法对操纵机构主要结构进行仿真分析，验证了所建立的模型的合理性，进而完成变速器操纵机构的设计。关键词：变速器；操纵机构；仿真；建模Control mechanism design of manual transmission for automobileAbstractManual transmission control mechanism belongs to the speed changing device, is mainly to change the transmission to the drive wheel speed and torque, under different conditions, the car to get the traction force and speed is different, in addition to ensure that the engine worked in relatively good condition.First of all, this article researches and introduces the transmission of some background and domestic some basic situation, then the type of the transmissions control mechanism, structure and working principle are further introduced. Main structure of the transmissions control mechanism are designed and checked. On the basis of obtaining data, the design uses Pro/E to draw the 3D model and establishes total assembly drawing. The main structures of the control mechanism are simulated and analyzed by the method of computer simulation. It verifies the rationality of the established model, And then complete the design of the transmission control mechanism. Key words: transmission;control mechanism;The simulation;modeling第一章 绪论1.1 课题研究背景和意义由于国内汽车行业的迅速发展，客户对汽车的功能和性能要求也比原来更高。大部分人在买车过程中更看重汽车发动机的性能，并且慢慢成了评价汽车好坏的重要标准，毕竟它是汽车动力的关键因素。不过，也不能忽略了决定速度快慢的变速器。作为汽车传动系统的非常重要的一部分，变速器的技术规格可以作为依据，来体现出汽车技术的水平。在汽车结构中，变速器起着非常重要的作用，所以变速器操纵机构结构的改进能够促进汽车行业的发展，并对未来的发展有着重要的意义。作为汽车传动系统的重要传动部件，变速器操纵机构设计的好坏对整车的舒适度、动力性有直接影响。作为主要传动装置的变速器，它主要用来改变发动机的转矩和转速，最终将动力传递给驱动轮，实现对车辆方向和车速的控制。虽然，汽车行业的各大汽车公司都已经进入自动变速器的研究时代，但是到目前为止，手动变速器依然在车辆中应用最为广泛。因此，对手动变速器操纵机构的设计仍然显得十分重要。设计汽车变速器操纵机构的过程中，主要的功能是：能够使驾驶员根据不同的道路情况准确可靠地挂上或摘下变速器某个档位，以保证汽车行驶安全。1.2变速器操纵机构到目前为止，机械式变速器操纵机构的应用还是比较广泛的，通过对变速器与变速操纵杆位置关系观察判断，该操纵机构可分为两种形式，这两种形式分别为直接操纵式和远距离操纵式。直接式操纵机构由变速操纵杆、拨块、拨叉轴、拨叉、自锁装置、互锁装置、倒档锁等组成。其中变速杆、拨块、拨叉轴和拨叉这些构件组成了选档换挡机构，这些零件主要是用来实现挂档和换挡操作；而自锁装置、互锁装置、倒档锁这三部分组成了安全装置，该装置主要用来确保挂档或换挡后能安全稳定地工作，这三个装置的作用分别为保证换档到位，防止自动脱档；防止同时挂入两档和防止误挂倒档，进而保证变速器正常工作。直接式操纵机构装配的位置，一般位于变速器上盖或变速器侧面，它的结构组成相对比较简单，操纵起来比较方便；变速杆直接安装在变速器上，由驾驶员手动控制变速杆直接实现换档的手动换档变速器，叫做直接操纵变速器。因为该结构类型比其他结构更加简单，所以此结构的使用比别的结构更频繁。从目前单轨式操纵机构的发展来看，因为其变速叉轴减少的优点，并且各档的自锁装置能合理共用，所以单轨式操纵机构应用越来越广。不过它对各档换档行程有较高要求。当变速操纵杆离司机较近时，采用直接操纵方式换档比较合适。远距离操纵机构包括两部分，分别是外部操纵机构和内部操纵机构。外部操纵机构主要是从变速杆到选档换档轴之间的所有传动件，用来达到远距离操纵变速器的目的；而内部操纵机构则由选档换档轴、拨叉轴、拨叉、自锁装置、互锁装置和倒档锁等装置组成。对于远距离式操纵机构来说，一般情况下，会有若干传动件被添加在操纵杆与拨块之间，组成远距离操纵机构。远距离操纵机构刚度应该足够大，而且要求各零件的间隙不能太大，否则会影响换档的手感，且不能保证换档齿轮全齿长啮合。与轿车和客车相比,货车的变速操纵机构有不同的特点。对于轿车来说,本身轿车变速器箱体就比较小,所以静态换档力不大,因此操纵力也不宜过大。而对货车而言,因为驾驶员与变速器的间距比较近,所以操纵杆通常直接布置在变速器上,操纵机构的损失也随之减小。而对于重型载重货车而言，驾驶员座椅离变速器位置比较远，必须要选择远距离操纵来进行换挡操作。对选用同一型号变速器的客、货两种车的变速操纵力进行对比,货车相对客车来说就更加轻便一些。远距离操纵结构具有很多优点，比如发动机维修比较方便、传动系和操纵系架构比较简单等。1.2.1远距离操纵机构按变速器选档轴和换档轴是否分开这一特点，远距离操纵机构可分为两种类型，分别为双杆式和单杆式；而根据变速拉杆结构不同，又分为刚性和柔性两种类型；以操纵机构拉杆的位置作为依据，可将操纵机构分为三类，分别为左操纵型、右操纵型和左右操纵型。在开发新车型的过程中，通常来说，操纵机构的整体结构应和变型车扩展相配合来设计。因此，在进行操纵机构设计时，主要设计重点在于能够保证操纵机构在驾驶室能很好的操控，同时能使操纵机构在不同工况下正常工作。为满足设计要求，在进行操纵机构的结构设计时，应考虑以下几个问题：1.2.2单杆刚性操纵机构单杆操纵机构的操纵杆支座一般位于发动机上，当驾驶室翻转时，为保证机构不受翻转产生的影响，一般情况下，操纵杆会从地板下面的一个孔伸入驾驶室，由此就会出现一些问题，比如说孔的防尘、防水、隔热等。有时操纵杆支座会位于地板上，这种操纵机构拉杆是可以伸缩的，从而解决驾驶室翻转产生的影响。对于前者来说，在发动机机体上应该先确定操纵杆支座的安装点；而对于后者，在驾驶过程中，应尽可能减轻车架和驾驶室总成的振动对机构的影响。另外，当选档轴和换档轴合为一个整体时，该变速器总成属于单杆操纵机构，沿平行于汽车轴的轴线横向方向的属于选档行程，而绕着平行于汽车y轴的轴线前后转动的属于换档行程。1.3 本文的主要内容本文主要参考国内同类型的操纵机构设计，再结合实际情况，对手动变速器操纵机构的结构、工作原理及工作过程进行一定的研究。首先确定该手动变速器操纵机构的换档及档位布置形式等，进一步确定操纵机构的类型，然后再参照同类型的操纵机构对部分零件进行仿真分析，确定某些零件的参数修改方案，最后通过上述步骤确定各个部件的参数，再用Pro/E三维软件进行建模，形成最后的总装配图。22第二章 变速器操纵机构结构与原理变速器是车辆的核心部件之一，可通过对变速器档位的控制实现车辆的低速、高速和倒档行驶功能，使车辆的速度与牵引力之间进行有效协调，以满足不同道路工况的要求。车辆换档性能的好坏，换档过程中是否有良好的乘坐舒适性和操纵感，不仅仅和换档控制系统有关，还与车辆变速器的结构有比较紧密的联系。2.1 变速器操纵机构类型由变速器操纵机构与驾驶员位置的距离作为依据，可以将变速器操纵机构划分为两种，分别为直接和间接操纵机构。(1)直接操纵机构离驾驶员座位很近的位置有一个变速器操纵杆，从驾驶室底板直接伸出操纵杆，它能够直接被驾驶员控制，这就是直接操纵机构。它包括变速杆、拨叉、拨块、拨叉轴及安全装置等，结构非常简单，控制也比较方便。(2)间接操纵机构如果变速器的位置离驾驶员的位置比较远时，应该加装一套辅助杠杆或者传动架构在变速杆与拨叉等内部机构之间，被称为间接操纵机构，也叫做远距离操纵机构。为了保证驾驶员在换档过程中的操作可靠性，足够的刚度是很有必要的，而且各连接件的缝隙不能太大，不然在换档过程中不易感觉是否已经换档。在轿车和轻型汽车上比较多的采用这种操纵机构。2.2 操纵机构结构针对设计变速器操纵机构首先要明确换档位置图。通常根据换档方便性考虑分为以下三种： 按照换档次序进行排列； 把常用档位（如四档、五档）放在中间，其他的档位放在两边； 为了避免出现误挂倒档的情况，将倒档安排在靠边上的位置，几种分布情况如图2.1所示。图2.1 换档位置图2.2.1 变速杆变速杆即为变速器操纵杆，又称排档杆，主要功能是控制变速器的齿轮啮合或分离，使速度和方向的传递发生改变，从而按照司机的意愿控制车的状态。变速杆大致分为三部分，中间部分是球形的，在变速器盖内的属于支撑杆件，上半部分则在壳体外部以实现人为控制。想要换档的话就直接操控变速杆，变速杆中部球面作为支称点，使杆作横向运动，就会卡进拨叉顶部凹槽中，然后再作纵向运动，通过拨叉使挂档齿轮和对应齿轮相啮合，从而实现挂档功能。变速操纵杆的位置一般位于驾驶员座位的旁侧。根据操纵杆安装尺寸图、操纵器与变速杆装配孔的尺寸和球形手柄杆内孔尺寸来设计、制造操纵杆。设计制造时，经济性、量的多少和工艺的精细等各种因素都要综合考虑。另外加防护罩也很有必要，能够有效的阻止灰尘的进入，但是为了防止热的传导等，加两级防护罩有些时候也是有必要的。2.2.2 变速拨叉和轴变速拨叉被固定在拨叉轴上，下端伸入挂档齿轮（或接合齿套）的环槽内。拨叉轴可以沿拔叉轴轴向移动。在空档时，各个拨叉顶部的凹槽都是对齐的，使变速杆下端作横向移动，伸入所挂档位的拨叉凹槽内，如图2.2所示。图2.2 变速器操纵机构示意图2.3 锁止原理为了保证变速器在任何情况下都能够安全、可靠和准确的工作，对变速器操纵机构提出以下要求： 为保证变速器不自行挂档或脱档，应装有自锁装置； 为保证变速器不能同时挂入两个档位，应设有互锁装置； 为了避免误挂倒档，应设有倒档锁。2.3.1 自锁装置(1)自锁装置结构多数变速器的自锁装置都是由自锁钢球和自锁弹簧组成的。每根拨叉轴的上表面沿轴向方向分布3个凹槽（槽的深度小于钢球半径），中间的凹槽为空档。中间凹槽到两侧凹槽的距离等于滑动齿轮或接合套由空档换入相应档的距离。当任一根拨叉轴连同拨叉一起移动到某一工作位置或空档时，必有一个凹槽正好对准自锁钢球，如图2.3所示。(2)工作原理自锁钢球被自锁弹簧压入拔叉轴的相应凹槽内，拔叉轴的轴向位置即被固定，从而拨叉连同滑动齿轮和接合套也被固定在空档或工作的位置，不能自行脱出，起到了锁止档位的作用，防止其自动换档和自动脱档。当需要换档时，驾驶员必须通过变速杆对拨叉或拨叉轴施加一定的轴向力，克服弹簧的压力，自锁钢球由拨叉轴的凹槽被挤出推回孔中，拨叉轴和拨叉才能再进行轴向移动。当钢球与另一凹槽对正对时，钢球又被压入凹槽内，此动作传到换档杆上，使驾驶员具有“手感”。图2.3 变速器自锁和互锁装置2.3.2 互锁装置 (1)互锁装置结构变速器互锁装置通常由互锁钢球和互锁销组成的，如图2.4所示。每根拨叉轴在朝向互锁球的侧表面上均制出一个深度相同的凹槽，任一拨叉轴置于空档位置时，其侧面凹槽都正好对准互锁钢球。两个钢球直径之和等于相邻拨叉轴圆柱表面之间的距离再加上一个凹槽的深度。中间拔叉轴上两个侧面凹槽之间有孔相通，孔中有一根可以移动的互锁销，销的长度等于拨叉轴的直径减去一个凹槽的深度。 (2)工作原理 拨动某一根拨叉轴的时候，另外两根拨叉轴会被锁死。由于互锁装置的设置带有弹性销，变化某一个拨叉的时候，紧紧锁死旁边的两个拨叉轴。这样的设置可以避免同时进入两个档位。图2.4 互锁装置示意图(3)作用为防止换挡过程中同时挂入两个档位，必须要安装互锁装置。因为如果变速杆推动了两个拨叉，就很可能同时挂入两个档位。但是因为两个档位的传动比不一样，那么各个齿轮啮合后会相互产生机械干涉，变速器就无法实现换挡，严重的话还会导致零件遭受磨损变形。第三章 操纵部分设计3.1 操纵类型的确定按换档操纵杆与变速器的相互位置关系，机械式变速器操纵机构可分为直接操纵式和远距离操纵式两类。一般情况下轿车采用的都是直接式操纵形式。而变速器操纵机构又包含两轴式变速器和三轴式变速器。三轴式变速器的应用很广泛，另外三轴变速器的优点有直接档的传递效率高，磨损和噪声都比较小，在齿轮中心距较小的情况下仍可获得较大的一档传动比，首先确定选择三轴式变速器，而普通轿车一般多为5档式变速器。因为此次设计主要是对小型轿车的变速操纵机构进行设计，所以本次设计选择的操纵机构类型属于直接操纵的三轴五档式变速器。3.2 实车参数本文采用某一型号轿车的基本参数为设计参考，设计中的所有参数的参考都来源于此车型。具体参数如下所示：最大速度：175.0km/h轮胎尺寸：195/60r14引擎具体参数：74kw最大扭矩：155Nm/3800rpm最大转动速度：5000r/min人手操纵力：35N换档杆长度：250mm轴力矩：25Nm摇臂的长度：80mm选档臂长度：80mm手柄的操纵力：66N在换档的时候，操纵杆和摇臂之间的相对运动关系十分的清晰简单，相对来讲比较方便计算。在这个简易图中，摇臂对应的是右边竖直方向的线，操纵杆对应的是左边竖直方向的线。换档力和操纵关系如图3.1所示图3.1换档力和操纵关系上图可知：操纵力大小：66牛顿；摇臂长度：80mm；需要的力矩为20Nmm定义AO长度为x，可得： (3-1) 由等式得出x为91.124mm为了设计和制造方便,可对结果进行取整处理，取92mm3.3 操纵杆的设计3.3.1 操纵杆的材料选取本文在设计操纵杆的时候综合考虑到成本、材料性能等参数，决定选取q235钢。3.3.2 操纵杆直径的选取参考有关设计和查阅相关资料得知，一般的中小型汽车的操纵杆半径大约为8-16mm之间都可以接受。由于操纵杆的布置因素的不确定性，选取安全系数n。根据实际情况和资料参考，n取为三。由上述中可知：操纵力Q为66牛顿，另外由操纵杆直径的范围和对应材料可知取140Mpa材料极限强度与许用强度的关系： (3-2) (3-3) 材料的剪切强度应满足下面的公式： (3-4) (3-5) 将（3-5）的公式代入（3-4）得： (3-6) 得出操纵杆直径：d大于等于9mm参考相关产品尺寸并结合制造的方便性，取操纵杆直径为13毫米。3.3.3 操纵杆的校核在设计中，强度是必须要满足设计标准的。对于操纵杆的设计，刚度也是必须要考虑的因素，以防零件结构的变形。为了方便计算并且在不影响操纵杆各部位的挠度改变的前提下，将操纵杆受力图进行简化，如图3.2操纵杆最大挠度的受力图。其中圆截面直径由上可知为13mm，参照上述车型参数，人手操纵力q为35N，操纵杆在长度AO为210mm处所受到的挠度最大。图3.2操纵杆最大挠度受力图 操纵杆圆截面的惯性矩： (3-7) 操纵杆所受的最大挠度为： (3-8) 其中钢的弹性模量E=210109pa一般轴的许用挠度： (3-9) (3-10) (3-11) 由数据可知，操纵杆所受挠度最大处的值小于许用挠度，因此满足刚度要求。3.4 中间轴的直径确定为方便对中间轴进行受力分析，将中间轴的受力分析简化为图3.3所示：F2为弹簧给操纵杆施加的力，F2为在B点与F2的等效作用力，F1为人手操纵力对中心轴的力，F3为F1的一个分力，夹角为15。图3.3中间轴受力分析图3.4.1 操纵杆中间轴直径的确定因为选档弹簧工作所需力矩的大小等于自身弹簧回转力矩和扭转弹簧回转力矩的和。由上面的分析过程加上对相关变速器的测量，选档摇臂弹簧的回转正力矩为5Nm左右,因为选档摇臂工作时需要力矩为25Nm，所以中间轴弹簧力矩为20Nm。另外量取上述车型的中间轴尺寸，确定AO=5cm，AB=BO=2.5cm (3-12) F2在点B应力为： (3-13) F3是F1的分力，大小为： (3-14) 上图可以看出：B点受力： (3-15) 中间轴材料为Q235钢,所以许用剪切应力为46.67Mpa (3-16) (3-17) (3-18) 将（3-18）的等式代入到（3-17），消掉A。得： (3-19) 由上式可知直径大于等于5毫米即可，但是为了制造的方便性，同时参考了市场销售相关产品的情况，本次设计取9mm。3.4.2 刚度校核中间轴的惯性矩： (3-20) B点的挠度为： (3-21) A点的挠度： (3-22) 中间轴挠度： (3-23) 轴的允许挠度： (3-24) (3-25) (3-26) 由上式结果可知，中间轴的最大挠度小于许用挠度，所以满足刚度要求。3.5 部分零件图及其对应的二维图通过对EQ1090E车型中三轴五档变速器操纵机构的参照，对本文设计的机构进行三维建模，部分零件图的参数如下所示：1 互锁板零件图及二维图 图3.4互锁板互锁板具体尺寸如图所示首先参照了上述车型互锁板的部分数据，为了减少材料的浪费，同时使零件更加轻量化，使零件间结构更加紧凑，对互锁板的两个圆孔和互锁板的长和宽进行修改，两个圆孔的直径缩减为13mm,长度和宽度分别减小为54mm和37mm，其他尺寸都不变。图3.5互锁板二维图数据2 换挡选择柄零件图及二维图图3.6换挡选择柄换挡选择柄具体尺寸如图所示参照上述车型的基本参数，并根据设计过程中换档臂的尺寸，为使换挡选择柄与换档臂的接触更灵敏，使选择柄的厚度增加为5mm，为使中间控制位置与四处接触部位更紧密，使中间控制部分增大为14mm，另外为了配合上述互锁板有较紧密接触，使换挡选择柄的宽增大为30mm，其他尺寸都不变。图3.7换挡选择柄二维图3 倒档控制叉零件图及二维图图3.8 倒档控制叉倒档控制叉具体尺寸如图所示参照上述车型的基本参数，根据导向轴和拨叉轴的尺寸，将两个圆孔的直径扩大为12mm,为减小材料的浪费，同时减小零件的重量，并综合其他部件的功能的实现，将右边圆孔中心到正下方的位置缩小为32mm，其他尺寸都不变。图3.9倒档控制叉二维图4拨叉零件图及二维图图3.10 拨叉拨叉的具体尺寸如图所示参照上述车型的基本参数，为配合拨叉轴的尺寸，将拨叉的两个圆孔直径分别扩大为12mm和13mm,从而保证与拨叉轴结合紧凑。另外通过仿真分析，得出拨叉在受力作用下，中间部分受力最大，因此将拨叉的厚度增加为4mm。3.6 小结通过所得的参数对将要设计的三轴五档变速器提供建模数据，并实现三轴五档变速器的换挡操作和功能。第四章 变速器操纵机构的仿真虽然在之前已经进行了传统意义上的力学校核，但是随着科技的进步以及计算机计算能力的提高，有限元仿真已经逐渐取代传统意义上的校核能够很好的验证汽车零部件的力学特性。因此，大胆的尝试，力图在本次设计最后进行变速器主要部分的线性静力学分析。将已经画好的proE模型导入到专业的CAE软件hypermesh，进行有限元网格的划分，传动轴是传动系统重要的组成部分，本次设计将传动轴作为主要的仿真对象进行线性受力分析，具体步骤如下：1，将几何模型到hypermesh进行简单的几何处理，去除如导角等对仿真分析结果影响的部分。2，将处理好的CAD模型进行网格划分。3，进行载荷的施加和约束的定义。4，进行工况的设定并保存文件。5提交计算。4.1 拨叉的CAE分析4.1.1 几何处理将有限元模型导入hypermesh，去除细小对仿真结果不产生影响的部分，去除不受力的组件。如图4.1所示为进行几何处理后的拨叉4.1.2 网格的质量检查将处理过的几何模型进行有限元网格的划分，选中2D面板下automesh工具，因为几图 4.1几何处理后的拨叉何模型已经被处理过，根据经验可以将全部几何选中进行网格划分。将网格进行划分，划分好的二维网格。将网格进行质量检查，并对质量差的网格进行修改，修改后的网格如图4.2所示。对修改后质量好的二维网格进行填充填充，填充后的网格如图4.3所示。图4.2 网格质量检查图4.3修改后的网格4.2 优化后的网格质量图4.4优化后的网格质量4.3 填充后的网格4.3.1 工况的设定对于已经画好网格的模型并不能直接的进行分析，将不同组件的网格进行赋予材料和属性。将已经赋予材料和属性的有限元模型和轴连接的部分进行约束X和Y方向的自由度，模拟拨叉的实际约束。如图4.5所示。将拨叉受力部分通过force施加力。进行工况设定后如图4.6所示图4.5 约束的施加图4.6 工况的设定4.3.2 分析 将文件提交radioss，因为radioss就是hyperworks里面的一个模块，因此直接提交就可以。Export option选择all点击radioss计算，用hyperview打开结果h3d文件。Result type选择displacement，查看位移云图如图4.7所示。图4.7位移云图Export option选择all点击radioss计算，用hyperview打开结果h3d文件。Result type选择displacement，查看位移云图如图4.8所示。图4.8 应力云图查看仿真结果，由位移云图可知，位移集中在拨叉最底端，最大位移量为5E-1mm。位移量分布合理且最大位移量在可以接受的范围内。查看仿真结果的应力云图，应力分布比较均匀，最大应力分布在拨叉中间位置，最大应力为1.8E2mpa。考虑到最大应力，集中在中间截面变化剧烈处，建议在应力最大处进行加厚或者倒角处理。第五章 变速器操纵机构零件三维建模5.1 pro/E软件的简介Pro/E是一款现代三维造型软件，是目前最先进、最广泛的三维设计软件之一，Pro/E已成为三维机械设计领域里最富有魅力的软件。现在的汽车行业已经完全离不开各种制图软件的使用，各种主流软件种类繁多，Pro/E就是一个典型的例子。Pro/E是把理想变成现实的杰出工具，现在汽车以及汽车零部件的设计已经越来越离不开它。同时，通过Pro/E设计的软件还可以进行运动仿真，这样就能够使设计师直观的感受设计零件的工作状态。通过Pro/E设计出来的参数化的图也能够非常方便的导入带其他的3D软件中，能够方便的进行如受力分析（导入到相关的分析软件中）等其他方面的研究，有利于汽车以及其零部件的设计及优化并大大的缩减了汽车零部件的研发时间。5.2 建模综述对于复杂机构的建模方法通常是先创建多个零件，然后再把这些零件装配起来。Pro/ENGINEER基于特征的建模过程实质上是模仿零件的加工过程，即各个零件的特征建立顺序应尽可能与零件的加工顺序一致。通常零件的建模方法就是运用上述介绍的建模方法进行，具体建模过程如下：（1）由零部件的结构特征，首先建立一个扫描特征或者基本体素为零件的毛坯；（2）然后参照零部件的粗加工工艺工程逐渐创建零件的键槽、型腔、孔、凸垫、凸台及用户定义的其他特征；（3）最后参照零件的精加工工艺过程创建倒角、倒圆、螺纹、阵列和修剪的特征。由于块、锥和圆柱等基本体素属于非关联性特征，这些与已建立的几何对象不相关联。因此，为了使零件模型的可修改性，在一个模型中建立的基本体素不能超过1个，且基本体素通常被视为第一个特征。以“一二档零件总成”来具体描述建模整个过程。5.3 一二档换档总成的建模 1一二档换档轴建模打开Pro/E，选择新建零件，在零件设计中选取基准面，进入草绘模式，首先绘制圆面，进行拉伸，另外再选取几个截面，确定截面的位置，在对应位置上绘制键槽和孔，最后再对一些部位进行倒角处理。完成的一二档位拨叉轴如图5.1拨叉轴所示。图5.1 完成的一二档拨叉轴2 一档和二档的拨叉首先在草图中绘制轮廓线，再进行轴向拉伸，对多余的部分进行凹槽处理，然后再选取基准面确定孔的位置，并对内外边进行圆角处理图5.2 绘制好的拨叉3一档和二档的换档臂首先新建零件图，进入草绘，首先绘制轮廓线，退出草绘，对图形进行拉伸处理，并对一些部位进行倒角和倒圆角处理。图5.3 换档臂5.4 弹簧模型的建立首先新建零件设计，进入草绘，先创建一个圆，确定截距，根据右手定则绘制出弹簧模型，并对各圆面进行倒圆角处理。图5.4 完成的弹簧模型5.5 pro/E模型的装配在pro/E中，需要建立约束来固定不同零件之间的连接。下面接好几种不同的约束类型：1、主要装配约束（1）匹配（Mate）约束；（2）对齐（Align）约束可以使两条轴线同轴，或者使两个点重合等特点；（3）插入（Insert）约束。2、装配模型的一般创建过程（1）新建装配文件选择新建文件单击类型中组件按钮缺省。（2）装配第一个零件选择下拉菜单插入元件原件装配命令。完成第一个零件的导入。（3）装配第二个零件引入第二个零件同上一步引入要装配的第二个零件。放置第二个零件前的准备。完全约束放置好的第二个零件。装配时可以先忽略约束驱动的动态特性因素的影响，直接将零件以静态位置放置就好。装配顺序如表5.1所示.表5.1 可行的装配顺序1一二档拨叉轴一二档拨叉弹性销一二档换档臂弹性销2三四档拨叉轴三四档拨叉弹性销三四档换档臂弹性销3倒五档拨叉轴五档拨叉弹性销倒五档换档臂弹性销倒档导向轴倒档控制叉4倒档控制叉倒档拨叉倒档拨块螺栓5换档选择轴档圈垫片低速回位弹簧垫片档圈互锁总成档圈垫片倒五档回位弹簧垫片弹性销弹簧座换档凸轮回位弹簧倒五档换档凸轮6换档轴总成衬套换档臂换档选择轴臂5.6 装配干涉的检查在模型装配过程中，如果由运动干涉的情况，那么正常的动态分析将无法完成，甚至无法得出分析结果。所以，在整个模型完全装配后，还要对其做干涉检查。以防在动态仿真分析过程中发生运动干涉，从而影响分析数据。干涉分析的设置过程：选择Pro/E环境中，菜单中的分析菜单下选择：分析模型全局干涉。如果不存在运动干涉，全局选型将自动关闭。反复的重复上述步骤，直至装配模型中不存在运动干涉。5.7操纵机构的作用和具体操作过程首先变速器操纵机构的作用是驾驶员能够根据路况的不同，能随时准确的换到所需档位图5.5为一二档挂档说明图图5.5一二档挂档说明一二档:由操纵变速杆一二档换档臂一二档拨叉轴一二档拨叉最后决定挂一档或二档图5.6为三四档挂档说明图5.6三四档挂