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汽车自动变换器的原理研究毕业论文第一章 三维设计51. 1 三维设计的一些概念51.1 .1 设计与成本61.1. 2 三维设计的意义61. 2三维设计与传统的二维设计相比的优势71.2. 1传统机械产品设计中存在的主要问题71.2. 2三维设计的优势7第二章 汽车自动变速器的原理82. 1汽车自动变速器概述82. 2目前汽车自动变速器主要类型92. 3自动变速器的优越性112. 4电控液力机械式自动变速器组成和原理122. 5液力变矩器原理142. 6齿轮变速系统162. 7换挡执行器172. 8液压自动操纵系统182. 9自动变速器的电子控制系统18第三章 三维设计软件的选择193. 1 软件品质193. 2常见三维CAD软件介绍203.2. 1 Pro/engineer 系统203.2. 2 Unigraphics213.23 CATIA系统213.24 Cimatron223. 3为什么选择solidworks + 3ds max 的组合223.3. 1 SolidWorks 介绍223.3. 2 Solidworks 的特点233.3. 3 Solidworks基本界面253.3. 4 Solidworks工具栏的个性化定制263.3. 5 Solidworks功能263.3. 6 3ds max 6.0 介绍273 4三维设计软件选择的经济考虑30第四章 汽车自动变速器的建模过程30第五章 汽车变速器的运动仿真过程。385. 1 三维模型导入和编辑385. 2 动画制作过程39第六章 三维设计应用的特点446. 1虚拟装配446. 2 拨叉的运动干涉456. 3变速器外壳设计466. 4对三维实体齿轮的静力学分析47参考文献：59Abstract601 Introduction612 Literature Review613 Specification for the Electrical Machine624 Electrical Machine Solutions635 Discussion69第一章 三维设计1. 1 三维设计的一些概念“计算机辅助设计几乎推动着一切领域的设计革命”。近年来，CAD技术的应用已经几乎辐射到了各行各业。“九五”期间，全国“CAD应用工程技术开发与应用示范”项目攻关专题50项，29个省市和3个行业共安排了600多家示范企业，企业平均CAD设计人员应用普及率为956，产品设计图样覆盖率为928。同时安排了重点企业3000多家，一般应用企业10万余家，9个培训中心，1000多个培训网点。CAD技术的应用已涉及到机械、工程设计、船舶、航空、航天、汽车、轻工、纺织等行业。传统的设计方法是工程师在大脑里构思三维的产品，再通过大脑的几何投影，把产品表现在二维图样上，工程师有一大半的工作量是在三维实体和二维工程图的相互转换和繁琐的查表和计算中。而制造工人又要把二维的图样在大脑中反映出三维的实体然后进行加工制造。 采用CAD技术(尤其是三维CAD技术)后，工程师就可以直接在计算机上进行零件设计和产品的装配；产品的制作过程几乎与真实的产品制造没有差别，计算机屏幕上的产品就是未来产品三维图像。工程师还可以在设计过程中，利用CAD技术尤其是三维CAD技术完成手工难以完成和低效率的工作。三维设计的几个基本问题1.1 .1 设计与成本 设计是人类文明的标志。这是因为设计的本质是创造和革新，是最能发挥人类智能的活动。产品设计的质量一定程度上决定了企业的经济效益。一般地说，产品设计费用在产品成本中只占20左右，但是产品的设计工作却决定了产品75的成本，这正是企业要引人CAD的主要原因之一。1.1. 2 三维设计的意义 人在设计零件时的原始冲动是三维的，设计实施的结果是有颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置、相关零件、制造工艺等等关联概念的三维实体，这也是毫无疑问的，但是，在传统的设计中，在这两者之间的信息传递竟然全是二维的图形表达。由于以前的手段有限，人们不得不共同约定了在第一象限(美国是第三象限)平行正投影的二维视图表达规则，用有限数量相关联的二维投影图表达自己的三维设想。这种表达信息是极不完整的，而且绘图、读图要经过专门训练的人进行，以便“纠正”人类头脑中原始的、关于几何形体表达的“错误”。如果能直接以三维概念开始设计，在现有的软件支持下，可以更直观、准确地表达出设计构思的全部几何参数，整个设计过程就可以完全在三维模型上讨论，对设计的辅助作用就能很容易迅速扩散到全过程，设计的全部流程都能使用统一的数据，有助于完成如装配检查、运动模拟、强度分析、数控编程、产品效果图、物理特性计算等二维设计无法完成的功能。传统的以二维工作图为主的设计资料管理将变成三维设计数据的保存和管理，而工科大学的机械制图课就可以大幅度删砍，尽量保留学生的三维原始概念，二维工程图的画法也应随之大幅度简化。 三维设计是必然趋势。只有三维设计才是真正意义上、创新设计的CAD。只有三维设计，才有可能组建进行有限元分析的原始数据，进而进行零件几何形状的优化设计。否则就是传统的设计方法：进行多次的台架试验甚至样机考核试验(三维设计不可能完全取代样机试验，除非用CAT技术)。更不用说装配检查、运动模拟、强度分析、数控编程、产品效果图、物理特性计算等二维设计无法完成的功能了。1. 2三维设计与传统的二维设计相比的优势1.2. 1传统机械产品设计中存在的主要问题设计过程繁琐 在传统的二维设计模式下，产品的设计过程是首先由设计者本人大脑中建立三维立体模型后借助于正投影方法，把头脑中的三维实体模型转化为二维工程图。技术人员又需要将分散于各个视图中的局部信息，通过想象恢复成原来的三维实体模型，再进行工程分析、工艺设计、加工制造等工作。设计过程繁琐复杂，费时费力。设计效率低 由于设计过程繁琐，周期较长，如果设计中一步出错就要纠正后重新进行。有些常用的标准件之间仅存在某些尺寸或结构的微小差别，却要进行繁琐的重复性设计和绘制，特别是对于结构和装配关系比较复杂的产品，完全依赖于设计人员构思的周密性，设计过程中的一点疏忽，都可能导致新产品试制时，出现零部件装配关系不合理或出现干涉等问题，因此设计效率比较低，设计人员没有更多的时间从事更高层次上的创新性构思设计工作复杂曲面或曲线设计困难 机械产品设计中包括许多模具和钣金件的设计工作。基于二维的传统设计方法，对于复杂的空间曲线或曲面的表现能力比较差，因此对一些复杂曲面的建模和钣金设计比较困难。1.2. 2三维设计的优势与二维设计相比，三维设计具有的优点： 可以从空间的不同角度来观察和操作对象，有利于设计方案的形成，也有助于与不熟悉平面图、剖视图的人交流设计思想。从设计方案的三维模型，可以快速方便地得到主视图、俯视图、左视图以及任意角度的不平行投影图、透视图投影图等，并可以将模型输出为标准的、精美的工程图纸，这不但提高了设计效率，而且减少了错误发生的可能。利用三维模型的着色和渲染功能可以得到设计方案的逼真三维立体效果图，这使得设计人员在产品投产或工程项目建设之前，就能全面准确地了解它的外观，有助于设计决策，对于工程项目投标更是有重要的意义。利用实体建模方法可以检查零件的干涉情况，还可以方便地计算模型的体积、质量、重心、转动惯量等参数，这对于产品动态特性分析以及工程项目成本预算等都具有十分重要的意义。三维设计是制造一体化的基础。此外，某些专业的软件还可以对三维模型进行运动分析、受力分析、热学分析、有限元分析等，由此可见三维设计已远远超出平面设计的绘图功能，为工程设计带来了革命性的巨大变革，把设计技术推上了前所未有的高度。第二章 汽车自动变速器的原理2. 1汽车自动变速器概述经过一百多年的发展，汽车已经成为现代物质文明的一种象征和人类生活中不可缺少的部分。一个国家汽车的普及程度，己成为衡量其工业化的重要标志。自二十世纪七十年代以来，面对能源短缺、环境污染和安全、舒适、方便等一系列问题与需求的挑战，人类在汽车上广泛采用先进技术，使得汽车各部分构造及其性能都发生了巨大变化。传动系在汽车构造中相当重要，其作用是解决汽车发动机输出的转速和转矩与车辆驱动轮所需的转速和转矩之间的矛盾，即通过传动系改变传动比，调节发动机的性能，将动力传至车轮，以适应外界负载与道路条件的需要。因此传动系对车辆行驶性能的好坏有很大的影响。传动系的性能，突出表现在经济性和方便性。经济性是指传动系本身的功率损失要小，即效率要高。方便性则是指档位的变化容易实现。在汽车一百多年的历史中，传动系的发展始终围绕这两个目标，经历了一个由采用从最初档位固定的减速器到有多个档位可变换的手动机械式变速器直至今天自动实现换档的自动变速器的过程。自动变速器，简称AT (Automatic Transmission)，在汽车中的应用是20世纪汽车工业的一场大革命。汽车自动变速器的研究和应用可以追溯到上世纪30年代。1939年，美国通用汽车公司首先在其生产的Oldsmobile轿车上装配了液力耦合器一一行星齿轮组成的液力变速器。这种变速器被认为是现代自动变速器的雏形。40年代末50年代初，开始出现根据车速和节气门开度自动控制换档的液力控制自动变速器，自动变速器进入了迅速发展时期。70年代末，电子控制技术开始应用于汽车变速器。美国、德国、法国、意大利、日本等国家的一些汽车公司相继开发出各种微机控制的自动变速系统，如电子控制液力变矩式自动变速器和电子控制多级齿轮变速器等。汽车自动变速器自诞生起发展至今，已经从稀罕之物成为一种大众化的产品。目前，在美国自动变速器的装车率已经达到了90%以上，在日本也已超过70%，欧洲人尽管偏爱手动挡，也仍然有25%左右的装车率。在国内，虽然自汽车自动变速器电子控制单元的研究与实现动变速轿车的国产化刚刚起步，但肯定会成为重要的发展趋向。国产轿车中的通用别克、本田雅阁和大众帕萨特都以自动变速车为主，捷达和富康两年前也已推出自动变速车。现在夏利、悦达等经济型轿车又推出自动变速车，国产轿车正逐步进入自动变速器的时代。图2-1 汽车自动变速器 2. 2目前汽车自动变速器主要类型目前世界上使用最多的汽车自动变速器主要有以下3种类型。液力机械式自动变速器(Hydraulic Mechanical Transmission简称HMT):传动部分主要由液力变矩器和多组行星齿轮组成，它仍然分多档，是实现局部无级变速的有级变速器，按控制方式分有纯液压控制式和电子控制式两种。目前它是使用最多的自动变速器，是AT的主流，己广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆和商用车上，在美国采用液力自动变速器的轿车已达90%以上。其优越性是免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，通过脚踩油门踏板，便可巧妙地实现自动变速，使开车变得简单、省力。液力自动变速器的电子控制系统使得自动切换速度柔和、平稳，所以乘坐与驾驶都感觉很舒适。但采用液力自动变速器无疑提高了轿车的档次，但结构复杂、重量大、制造工艺复杂等是它的缺点。电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission简称AMT):在原有机械变速器基本结构不变的情况下，通过加装微机控制的自动操纵机构，取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、摘档与挂档以及发动机的转速同步调节等操作，最终实现换档过程的操纵自动化。电控机械式自动变速器由于原有的机械传动结构基本不变，所以齿转传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点被很好的继承下来，但由于先天性的性能和结构限制，使其性能无法进一步提高。AMT适用于舒适性能要求比较低的重型车辆和作为辅助的自动换档方式使用(例如:本田定轴式AT，前进档和倒档转换就采用了AMT方式)。AMT应用不是很广泛，主要应用在重型车辆上，而在轿车上几乎很少看到应用.金属带式无级自动变速器(Continuously Variable Transmission简称CVT )采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，能实现真正的无级变速。CVT变速器采用金属带传动，具有提速流畅、操纵便利、维修容易等优点，不论司机还乘客都感觉良好。其操纵方便性和乘坐舒适性均可与液力变矩器相媲美而其传动效率却远高于液力变矩器，更主要的是它能更好地协调车辆外界行驶条件与发动机负载，充分发挥发动机潜力，提高整车燃油经济性。但CVT的缺点也是很明显的，就是传动带很容易损坏，无法传递大功率，金属带式无级自动变速器所装轿车发动机的排量多在0.6L到3.31，而且CVT结构也较复杂。并且由于CVT的性能和可靠性尚未经过充分的考验和证实，目前大多数厂家对CVT仍抱谨慎态度，仅在作研究、试验、试用。尽管如此世界上也己出现了一批生产金属带式无级自动变速器的厂家，将金属带式无级自动变速器商品化。虽然CVT商品化的时间不长，目前在汽车变速器中的占有率也不高，但其具有省油、降低排气污染、操纵方便、行驶舒适的机械无级传动的优良特性，只要材料科学的发展能构改善金属传送带的承受性能，CVT的发展前景是十分看好的。2. 3自动变速器的优越性自动变速器之所以能够得到迅速发展和广泛应用，是与其一系列优越性分不开的。这主要是:驾驶操作简化，提高行车安全性在汽车起步和运行时，自动变速器无需离合器操作和频繁的手动换档操作，减少了驾车操作的劳动强度，可使司机集中精力注意路面交通情况，因此行车的安全性得以提高。据统计安装了自动变速系统的汽车可减少1/4-1/3的行车事故。改善车辆的乘坐舒适性自动变速器能把发动机的转速控制在一定范围内，避免发动机忽高、忽低或不平稳地急剧变换，有利于减弱发送机的振动和噪音;自动变速器通过专门的控制系统可以得到很平稳的换档过程，不会因驾驶员的主观因素而异;此外，液力传动的本身还能吸收和减弱换档过程中的冲击。所以这些都可有效地改善车辆的乘坐舒适性。提高发动机和传动系统的使用寿命由于自动变速器在自动换档过程中无动力中断，换档平稳，减少了发动机和传动系统零件的动载荷;此外，液力机械式自动变速器采用液力变矩器可以吸收动力传递过程中的冲击和动载荷。因此采用自动变速器的汽车发动机和传动系统零件的使用寿命较长。可使发动机的寿命提高1.5倍，传动系其它零件寿命提高1.52.5倍。变速器的寿命提高2-3倍。提高汽车的动力性这主要表现在提高了起步加速性、功率利用及平均车速等方面。自动变速器由于液力变矩器的变矩性能及能够连续地自动换档，加速性可得到极大提高，自动换档过程中传动系统传递功能不中断，而且没有手动换档减小供油操作，再加上自换档在时刻控制上能保证发动机功率得到充分的利用，所以自动换档可得到良好的加速性能，提高了行驶的平均速度。提高汽车的通过性能由于自动变速器绝大多数都是液力传动，液力变矩器可以在一定范围内自动变速来适应汽车行驶阻力变化，在必要时又可自动换档以满足牵引力的需要，因此显著提高了汽车的通过性能，使车辆能以较高的平均行驶速度通过雪地、松软路面。减少废气污染手动换档过程常常伴有供油量急剧变化，发动机转速变化较大的情况，容易导致燃烧不完全，使得发动机废气中有害物质增加。自动变速器由于有液力传动和自动换档，在换档过程中发动机可保持在稳定的转速，发动机的燃烧条件不会恶化，因此可减少发动机排出的废气对空气的污染。2. 4电控液力机械式自动变速器组成和原理 现代汽车自动变速器普遍采用的是液力变矩器和行星齿轮变速器组合而成的电控液力机械式自动变速器。其工作原理是:节气门传感器和车速传感器将发动机节气门开度和车辆行驶速度转变为电信号，连同其他反映汽车各总成和系统工作情况的传感器信号一起，送到电子控制系统的电子控制单元(ElectronicControl Unit，简称ECU)。然后，输入信号与事先存储在电子控制单元中的控制规律进行比较计算，并由电子控制单元向相应的若干个电磁阀发出指令，接通或切断流向换档阀等的液压油路，使执行机构各离合器和制动器动作得到控制，从而精确地控制换档时机和锁止离合器的工作，并使自动变速器的换档更趋平稳.电子控制液力机械式自动变速器的组成和控制原理如图1-1所示。它主要由液力传动装置(液力变矩器)、辅助变速装置、液压控制单元和电子控制单元4部分组成。以下对各部分作简要介绍。汽车液力传动装置分为液力祸合器和液力变矩器，现代自动变速器液力传动装置大都采用液力变矩器。变矩器安装于发动机飞轮上，它通过液力传动力矩，可在一定的范围内实现增扭和无极变速。辅助变速装置目前普遍采用的是行星齿轮式变速器。该变速器是用行星排机构来达到变速的目的，它依靠离合器和制动器根据行车需要来连接或制动行星排的不同元件,从而实现变速器的不同速比。其作用是进一步增扭减速，通过变换档位实现不同的传动比，以提高汽车的适应能力。液压控制单元液压控制单元起传递、控制、操纵、冷却和润滑等功能，主要由油泵、主调压阀、节流阀、换档阀、手控阀、电磁阀等组成。液压控制系统受电控系统的控制，按照行车要求，把液压油输入到需要工作的离合器或制动器油缸内，以改变变速器速比，达到行车要求。电子控制系统:包括信号输入装置、控制电路和执行机构等三部分。信号输入装置:包括传感器(节气门位置传感器、车速传感器及发动机水温传感器等)和信号开关装置(行驶模式选择开关、空档起动开关、制动灯开关及超速档开关等)。信号输入装置负责将汽车行驶的有关状态信息转变为电信号，以便后继的控制电路接受。传感器信号一般有模拟量、脉冲量、开关量等3种形态。ECU (Electronic Control Unit):电子控制单元是电子控制系统的核心，接收传感器检测到的汽车行驶状态信息和驾驶员给出的干预信息，并进行比较运算。再按照某种规律发出指令，自动控制传动系统工作。ECU主要由输入通道、控制器和输出通道3部分组成。输入通道接收各种输入装置，如传感器和功能开关的输出信号，并对其进行放大或调制。控制器将这些信号与内存中的数据进行对比，根据对比结果做出是否换档等决定，再由输出装置将控制信号处理或直接输送给电磁阀等执行机构。ECU能同时存储多种控制参数，能在不同的控制规律间切换，如最佳动力性换档规律、最佳燃油经济性换档规律及日常行驶规律等，自动变速器电子控制的研究与实现能完成比全液压式控制系统复杂得多的自动控制序就可以适应不同传动系和不同换档规律的需要，而且仅需改变输入信号及程序不必改变机械加工工艺设备，使一种装置可以通用于各种传动系统。ECU的功能有控制换档时刻、控制锁止、离合器、控制换档品质和自我诊断与失效防护功能。执行器:主要指电磁阀，它根据ECU的命令接通或切断液压回路。按其作用分为换档电磁阀、锁止电磁阀和调压电磁阀。换档电磁阀由于控制换档油压、位置和时刻;锁止电磁阀用以控制锁止时间;调压电磁阀用于调节执行元件上的液压，使换档过程更顺畅。图2-2 控制系统图2. 5液力变矩器原理 液力变矩器是电子控制自动变速器不可缺少的核心组成部分，它能将输入轴的扭矩连续自动地传给输出轴，是典型的液力传动装置。目前轿车上广泛采用由泵轮、涡轮和导轮组成的单级综合式液力变矩器。其优点是结构简单、工作可靠、性能良好。液力变矩器实际上是一个能无级(连续地)自动进行变矩的液力自动变速器。变矩器除了上述三个主要元件外，有的还具有锁止离合器。锁止离合器位于涡轮前端，是一个液压直接控制的全自动离合器。它的工作由电脑控制系统控制，即由电脑控制系统根据发动机转速传感器和车速传感器输入的信号，控制一个电磁阀，而电磁阀则通过控制通向变矩器的油道中工作液(ATF)的流向，使锁止离合器闭锁或分离。图2-3液力变矩器的组成 图2-4 变矩原理导轮固定液流改变方向 当汽车行驶阻力大时涡轮转速低于泵轮转速，从涡轮流入导轮的油液方向与泵轮旋转方向相反，导轮对油流起反作用，达到增扭作用，克服增大的阻力。 导轮自由旋转当汽车行驶阻力小时，涡轮转速提高与泵轮转速接近，此时从涡轮流入导轮的油液方向与泵轮旋转方向趋于一致，导轮开始自由旋转以减少阻力。变矩器内注以自动变速器油，由供油泵供给。供油泵还定压、定量地为自动变速器的各系统提供工作液，完成传扭、控制与润滑、冷却等任务。供油泵一般由变矩器泵轮套的凸爪驱动。液力变矩器具有自动适应性和变扭能力，其工作的主要特点是变扭比K(K=涡轮输出扭矩/泵轮输入扭矩)随着涡轮转速与泵轮转速(泵轮转速等于发动机转速)的相对变化，即随转速比I(I=涡轮转速/泵轮转速)的变化自动无级地变化；在车速低时变矩器能输出大的扭矩，而在车速高时能利用偶合器的高效率，因而综合了液力元件的双重优点，被称为综合式液力变矩器，这一特性正好适合于汽车行驶阻力变化的特点。2. 6齿轮变速系统液力变矩器虽能传递和增大发动机扭矩，但变扭比不大，变速范围不宽，远不能满足汽车使用工况的需要，为此在液力变矩器后面又装一个辅助变速装置-齿轮变速系统，多数是行星齿轮变速系统，也可以是平行轴式（固定轴线式)齿轮变速系统，用以进一步增大扭矩，扩大其变速范围，提高汽车的适应能力。行星齿轮变速系统是一种常啮合传动，其传动比变换可通过分离与结合离合器或制动器而方便地实现，特别有利于动力换挡或自动换挡。电子控制自动变速器的行星齿轮变速系统一般由双排行星轮或三排行星轮组成，并广泛采用三自由度变速器。图2-3为双排行星轮变速器的原理图，该变速器在同一轴上有前后两个单排行星轮，两排行星轮由一个公共的空心太阳轮相连，该太阳轮与两行星排的行星轮啮合，这种双排行星轮变速器具有前进挡和一个倒挡，常装在前置发动机后驱动的(FR)汽车上。图2-5行星轮系机构若在上述三挡自动变速器中再加一个超速行星排，即构成四挡自动变速器，它可以进行超速传动，使传动比小于1。超速行星排在FR车辆中装于液力变矩器与三挡行星轮变速器之间，而在前置发动机前驱动(FF)车辆中装于三挡行星轮变速器之后。超速行星排主要由一个行星排，用于夹持太阳轮的超速制动器Bo，连接太阳轮和行星轮架的超速离合器C。以及超速单向离合器Fo组成，动力由超速行星排内齿圈输入，传至超速行星轮架。 2. 7换挡执行器行星轮变速器的换挡执行机构包括换挡离合器、换挡制动器和单向离合器。换挡离合器为湿式多片离合器，由液压来控制其结合与分离，通常由若干交错排列的主从动离合器片组成。换挡制动器是将行星轮变速器中某一元件(太阳轮、行星轮架或齿圈)固定，使其不能转动，构成新的动力传递路线，换上新的挡位，得到新的传动比。它和换挡离合器一样由液压操纵。换挡制动器通常有两种形式：一种是湿式多片制动器，其结构与上述湿式多片离合器相同，不同点是离合器连接两个转动构件并传递动力，而制动器连接的一个是转动机件，另一个是固定不动的变速器壳体，作用是刹住转动机件，使其不能传动。换挡制动器的另一形式是带式制动器。行星轮变速器中单向离合器的作用是确保平顺地无冲击换挡，它与液力变矩器中的单向离合器结构相同，均由内、外圈及两者之间的楔块组成。2. 8液压自动操纵系统液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换挡品质控制等部分组成。供油部分包括供油泵、油滤清器、主油路调压阀、第二调压阀、油冷却器等。供油泵和主油路调压阀是液压自动操纵系统的动力源，第二调压阀也称变矩器补偿压力调节阀。手动选挡部分包括手控制阀和手控制阀拨板，手控制阀由换挡杆操纵，作用是利用滑阀的移动，实现控制油路的转换，即根据换挡杆所置排挡位置将液压油转换到P、R、N、D、2或L的油路。参数调节部分主要有两方面：一是节气门压力调节阀(简称节气门阀)，作用是根据节气门开度产生加速踏板控制液压，并将此控制液压加在1-2挡、2-3挡、3-4挡三个换挡阀(变速阀)的一端，当节气门开度变大时，加速踏板控制液压升高；二是速控调压阀(又称调速器)，作用是根据车速产生由车速控制的液压，并将此速控液压加在各换挡阀的另一端，车速增大时，速控液压增大。换挡阀即根据以上两参数变换挡位。在电子控制自动变速器中，节气门开度和车速这两个参数分别由节气门位置传感器和车速传感器采集成电信号，送至电脑，电脑则通过电磁阀操纵换挡阀使之自动变换挡位。换挡时刻控制部分主要是换挡阀，在电子控制自动变速器中，换挡阀根据电子控制器确定的换挡点及换挡信号工作，进行自动换挡。换挡品质控制机构的作用是控制换挡过程，使升降挡更加平稳、柔和、无冲击，防止产生大的动载荷。一般是在液压通道上增加蓄能减振器、缓冲阀、定时阀、执行力调节阀等。2. 9自动变速器的电子控制系统电子控制也就是电子计算机（ECU）控制。自动变速器主要由液力变矩器和行星齿轮变速器组成，ECU根据传感器输入信号和开关信号，通过电磁阀控制换档和变矩器锁止这两个工作过程，达到自动变档的最佳控制精度。发动机曲轴与变矩器涡轮之间通过离合器接合的装置也称为变矩器锁止，其作用是减轻变矩器涡轮与叶轮之间的打滑现象，改善燃油经济性。自动变速器的电子控制装置是由信号输入系统、计算系统和控制信号输出系统这三部分组成。信号输入系统有：变速器输入速度传感器、变速器输出速度传感器、发动机冷却温度传感器、节气门位置传感器、发动机曲轴转速传感器、润滑油温度传感器、歧管压力开关、制动开关等信号。这些信号反馈到ECU（在通用汽车上称为PCM-动力传动控制组件），在ECU进行计算然后输出控制信号，通过换档电磁阀、离合器电磁阀等控制换档和锁止动作。 ECU接到传感器反馈信号后，根据程序计算的结果发出控制信号接通变矩器的离合器电磁阀电源，驱使电磁阀启动，使离合器接合；如果切断离合器电磁阀电源则离合器分离。ECU是根据汽车行驶状态来操纵电磁阀通电开关开启或关闭的。当汽车速度比较慢或停止时，ECU不启动电磁阀，当汽车速度达到一定值时，ECU就会启动电磁阀使离合器接合。ECU接到传感器反馈信号后，根据汽车车速、发动机转速及工作温度、节气门位置、歧管真空度、选档位置等输入信号参数选择换档。ECU根据即时变速杆的位置，对照参数计算选择最佳的档位位置，发出控制信号驱动换档电磁阀，令变速器换档。通用、福特、丰田等等大厂商采用的自动变速器电子控制系统，根据与其连接的变速器和发动机的不同型号而不同，每个系统中的元件和系统的工作过程也随着不同的变速器而有所变化，但其基本的工作方式及基本部件还是一样的。第三章 三维设计软件的选择我们在进行三维设计之前必须根据自己的需要和自己的条件选择合适的三维CAD软件。下面说一下三维CAD软件测评指标。3. 1 软件品质软件不同于汽车或食品，汽车的品质是指一部特定的汽车的一系列确定其品质的指标，这些量化的指标不依赖于任何其它的汽车或别的什么而存在。而软件的品质，特别是表现在使用上，它只有在作用于确定的对象时才能体现出来的。而作用的对象又是千变万化的。因此，软件的选购可以这样理解，即软件产品说明书标明的品质其被应用时能够被证实的程度，或者说是软件品质指标的置信度；其实也就是软件性能和功能的总和。 要想确定软件品质的量化指标是很难的。但如何衡量软件品质的好坏，必须有一定的标准，尽管不是很量化的。 3.1. 1 基本功能测评指标系统综合功能：设备驱动功能)k用户界面、图形显示功能、图形管理功能和绘图输出功能二维图形功能：基本绘图功能、图形编辑和操作功能、标注功能、图纸幅面定义功能及绘图辅助功能；三维造型及零件设计功能：线造型功能、曲面造型功能、实体造型功能、特征造型功能、零件库功能、布尔运算功能、参数化草图功能和物性分析功能；装配功能：基本规模装配(满足零部件数量在30-100种的装配要求)、装配约束(装配约束定义、装配约束求解)、干涉检查、爆炸图、装配结构树和生成零件BOM表；三维模型与二维图形的关联功能：三维模型生成二维图形；数据接口功能：具有某种国际标准接口(如IGES、EP等)，具有某种工业标准接口(如DXF、X_T、SAT，STL、VRML等)。3. 2常见三维CAD软件介绍3.2. 1 Pro/engineer 系统 Pro/engineer系统是美国参数化技术公司(Parametric Technology Corporation，简称PTC)的产品，简称Pro/E。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征和全相关的概念改变了机械CAD的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD领域的新标准。全球有3万多家公司选用。Pro/E被精心设计用于创新，在整个产品系列，它具有数百项增强功能。涵盖了实体模型设计、曲面设计、平面工程图、零件组合、加工制造、模具设计、钣金零件设计、扫描数据建模设计和有限元模型格式的输出等。 Pro/E具有以下特性：三维实体模型可随时计算出产品的质量、体积、表面积、重心和惯性矩等相关物理量。采用单一数据库，具有二维和三维完全关联性。基于特征的参数式建模，尺寸参数化。 Pro/E除了与一般CADCAM具有相同的一些常用功能外，Pro/E还具有以下功能：a)高效能的用户使用方法：从“拖曳操作”到“智能制图”，b)互动式曲面处理：互动式曲面处理扩展功能(ISDX)对实体建模、参数化曲面建模和自由形式美学曲面建模的无缝结合，提供了一个高性能的设计环境；c)最优化特征一行为建模BMX：设计工程师从而可以迅速地抓住设计理念，定义好设计参数，规划出最佳的解决方案，因此不必要浪费大量的时间在重复操作和计算分析上，这样可以在短时间内由计算机计算出最佳解“；d)解决方案的广度：新增了数百个功能，如小组数据管理、系统互递设计、全相关2D制图、制造业高速加工的改进功能、仿真和EMX(专家模具系统)等。3.2. 2 Unigraphics UG起源于美国麦道(MeDonnell Douglas)公司的产品，是EDS公司的拳头产品。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体k线框和表面功能结合在一起。UGII由计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、仿真、品质保证、开发工具、软件接口、计算机辅助制造(CAM)及钣金加工等部分组成。 主要功能及特点：UG的曲面实体造型采用了标准的Rrep结构的实体模型。UG发展了概念设计思想，即草图设计：通过修改参数而改变设计。采用基于特征的实体造型。尺寸驱动编辑功能：用户利用编辑技术，指定草图的约束，特征参数和几何关系，利用尺寸驱动生成所需的实体模型。UG具有统一的数据库，实现了CAD、CAE和CAM之间无数据交换的自由切换，实现225轴、35轴联动的复杂曲面加工和镗铣。UG提供二次开发工具GRIP、UFUNG、ITK，允许用户扩展UG功能。3.23 CATIA系统 CATIA是法国达索飞机公司工程部开发的产品。CATIA系统是在CADAM系统(原由美国洛克希德公司开发，后并入美国IBM公司)基础上扩充开发的。 美国波音飞机公司共有数千台图形终端使用CATIA软件，在飞机CAD/CAM中全面使用计算机技术，使Boing777成为“无纸飞机”。 CATIA的主要功能及特点:CATIA是集成化的CADCAMCAE系统，它具有统一的用户界面、数据管理、兼容的数据库和应用程序接口。CJLTIA由数十个独立计价的模块组成，根据需要可任意选用。它们是：基础模块、库管理模块、接口模块、交互式图形界面模块、三维设计模块、实体几何造型模块、工程绘图模块、高级曲面设计模块、数控铣编程模块、数控车编程模块、机器人模块、建筑设计及设备布置模块、结构设计模块、电路设计模块、管路设计模块、图象设计模块、运动机构设计模块、有限元造型模块、数据存取管理模块及数据库存取管理服务模块。3.24 Cimatron Cimatron系统是以色列Cimatron公司的产品。提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型和工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。Cimatron是专门针对工模具行业设计开发的。在整个工模具制造过程中的每一阶段，用户都会得益于全新的、更高层次的针对塑料模和冲模设计与制造的迅速性和灵活性。 Cimatron提供了一套集成的工具：实现模具的分型设计、进行设计变更的分析与提交、生成模具滑块与嵌件、完成工具组件的详细设计和电极设计。Cimatron支持具有高速铣削功能的255轴铣削加工，基于毛坯残留知识的加工和自动化加工模板。Cimatron的模块化软件套件可以使生产每一个阶段实现自动化，有效的实现了从概念到产品的生产过程。3. 3为什么选择solidworks + 3ds max 的组合3.3. 1 SolidWorks 介绍 SolidWorks是生信国际有限公司推出的基于Windows的机械设计软件。生信公司是一家专业化的信息高速技术服务公司，该公司提倡的基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统是以Windows为平台，以SolidWorks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等。SolidWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。 Solidworks是一个非常优秀的三维设计软件，其三维实体建模系统具有易教、易学、易用的特点，参数化特征造型技术定义清晰。Solidworks 2003版在以前版本基础上增强了钣金设计功能和曲面造型功能，使用户更方便的建立模型. 3.3. 2 Solidworks 的特点Solidworks是一个基于造型的三维机械设计软件，它的基本设计思路是：实体造型-虚拟装配-二维图纸SolidWorks是基于三维造型的设计软件。你可以画出 3D 效果的零件图，而不是二维的图纸。你可以用这些 3D 零件生成二维的图纸和三维的装配图。图3-1 3D/2DSolidWorks 是通过给定尺寸来驱动的。你可以给定各部分之间的尺寸和几何关系。在你保存图的时候，改变尺寸就会改变零件的大小和形状。例如，在下图中，上部总是底部的一半高。 图3-2 尺寸驱动一个 SolidWorks模型包括零件、装配及工程图等。零件、装配和工程图是一个模型的不同的表现形式，对任意一个的改动都会使其它两个自动跟着改变。 图3-3 装配图Solidworks 的三种文件： Part,assembly,drawing可以利用特征造型来建立零件的模型。用来生成零件的特征包括形状（突起，切面，孔）和操作（圆角，倒角，抽壳等）图3-4 特征造型 大部分特征的是从草绘开始形成的。所谓草绘是二维的轮廓图或截面图。草绘可以被延伸，旋转，放样或沿着一条线扫描 扫描来形成它的基体特征。3-5由草图生成零件 3.3. 3 Solidworks基本界面图3-6 界面介绍主菜单 这里包含的Solidworks所有的操作命令工具条 工具条的安排可能与你的不同，你可以重新排列工具条以适合需要。 你可以在制图区的边缘引入工具条或者拉到制图区里，随时可以移动。在这个窗口，你可以按以下步骤操作：单击文件菜单开始或退出零件图，装配图或视图。单击视图，工具菜单或在工具条上单击右键来选择显示哪些工具条。视图菜单还可以让你隐藏或显示状态栏。单击工具菜单 SolidWorks 的选项，或记录宏。单击右上角的最大化按扭使窗口全屏显示设计树 设计树对于不同的操作类型（零件设计、工程图、虚拟装配）其内容是不同的。但基本上在这里设计树都真是的记录了我们在操作中做的每一步。（如：添加一个特征、加入一个视图或插入一个零件等）工作区域 是我们进行零件设计、制作工程图、虚拟装配的主要操作窗口。我们以后提到的草绘等操作均在这个区域中完成状态栏 标明了目前操作的状态.3.3. 4 Solidworks工具栏的个性化定制工具栏可以根据自己的使用情况进行定制，主要有如下几种操作方法：图3-7 菜单工具栏显示/隐藏：将鼠标定位于空白的工具栏旁边，点击右键。打对号的工具表示显示，否则隐藏使用菜单：工具-自定义,选择工具栏标签。选中需要显示的工具栏，还 以定义工具栏图标的大小。 工具栏的移动：按住工具栏的竖线拖动，可以移动工具栏，可以定位于顶端、底端、左边、右边，或浮动于屏幕上。 工具栏内容的增减：使用菜单：工具-自定义，选中命令标签，如下图拖动图标移动到某工具栏.从某工具栏中拖回到按钮栏中，取消在该工具栏的显示 3-8拖动工具栏中的图标到前后位置，可以改变图标位置。3.3. 5 Solidworks功能基于特征 Solidworks中的模型是由许多单独元素组成，这些元素被成为特征。Solidworks模型实用智能化、易于理解的若干个特征，如凸台、减切体、孔、圆角、倒角和斜度来创建，在特征创建时候就可以直接加入到零件。基于二维草图的特征叫草图特征，如拉伸、旋转、扫描或放样。直接创建在实体上的特征叫直接生成特征，如圆角和倒角就属于这类特征。参数化 用于创建特征的尺寸与关系可以捕捉并存在于模型中。这不仅可使你捕捉设计意图，而且还能使你快速而容易地修改模型。实体建模 实体建模是CAD系统中所使用的最完全的几何模型类型。它包含了完整描述模型的边和表面所必需的所有线架和表面几何信息，除了几何信息外，它还包括了把这些几何体关联到一起的拓扑信息。全相关 Solidworks模型与它的工程图及引用它的装配体是全相关的。对模型的修改会自动反映到与之相关的工程图和装配体中。同样，你也可以在工程图和装配体中做出修改，这些修改也会反映到模型中。约束 Solidworks支持约束，例如平行、垂直、水平、竖直、同心和重合这样的几何关联。此外，还可以使用方程来建立参数之间的数学关联。通过使用约束和方程，你可以保证捕捉并维持像通孔或等半径这样的设计意图。自动（草图）关联 根据草图绘制的方式，可以加入基本的几何关联，例如平行、垂直、水平和竖直。方程 用于建立尺寸之间的代数关联，它提供了一种强制模型修改的外部方法。Solidworks提供的这些功能在实际应用中极大的方便了用户的使用。Solidworks建模基本过程是从草图的绘制到实体转换，再到装配体，转化为二维工程图，最后还可以做些简单爆炸视图可以做一些简单装配动画。因其动画功能局限性太大，故在本次毕业设计中没有采用Solidworks做动画，而是采用著名3ds max来做的。3.3. 6 3ds max 6.0 介绍3ds max是当前世界上销售量最大的三维建模、动画及渲染的解决方案。它是AUTODESK公司的产品，是它的旗下公司Discreet公司的杰作。它支持大多数现有的3D软件，并拥有大量的第三方的插件程序。它具有良好的视觉效果、动画及渲染功能。我的这次毕业设计用到的主要是动画和渲染功能，所以在这里只简单介绍一下这两个功能。下面是3ds max的用户界面，它是由标题栏、下拉菜单、工具条、状态栏、视图区、命令面板、视图调整、动画控制、提示栏、标尺、时间滑块等组成：图3-8 3DS MAX 视图 简单介绍一下它的动画功能：（1）创建形体在视图（Viewport）中进行物体的制作的。可以通过二维绘图工具绘制形体的截面，然后通过指定的路径进行三维放样；也可以利用三维绘图工具可以直接生成三维形体。几个三维形体之间可以通过布尔运算功能组合成新的形体。当然，3DS max也提供了许多复杂形体的创建功能，比如造山、造水、创建闪电和爆炸效果等等。首先，先选取制作物体的工具，然后制作你所希望的物体，当然也可以将由其它软件所制作的几何物体，输入（Import）至3DS MAX中，比如通过AUTO CAD建模。可以在命令面板（Command Panel ）的卷展栏中，控制物体的制作参数，物体可以是“表面”（Surface）或“样条”（Spline）、 2D或3D的几何物体，而这些物体全都放置在三维空间中。最后给做好的三维形体赋予材质，一方面，3DS max提供了强大的材质库供你选择，另一方面，你可以在材质编辑器中任意编辑所需的材料，调整它们的颜色、材料类型、表面贴图、凹凸效果、反光效果、发光属性、透明度等等，直到满意为止。在影视广告制作中，完美逼真三维形体能给广告画面增色不少。（2）场景布置场景布置就如同实地拍摄一样，3DS max提供了摄像机（Camera）用来拍摄您的场景，加入光源（Light）以产生阴影及光照效果；也可以在场景中，加大气（Atmosphere）、雾（Fog）、星空（Star field）、燃烧（Combustion）等特殊效果。（3）动画制作场景设置完成，便可以开始以“关键帧”（Key frame）的方式，进行动画的设定。先选取场景中的物体，然后按下Animate（动画）按钮，您可以移动、旋转或缩放（Scale）场景中的物体，进行动画的设定。你可以使用“时间滑块”（T