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文档简介

AA理工大学硕士研究生学位论文选题计划表研究生姓名: XXX 指导教师: XXX专 业: 机械设计及理论 所属院(所)机械工程学院 二XX年九月二十二日研究生姓名 XXX专 业机械设计及理论导师姓名 XXX研究方向机械优化设计及CAD毕业论文题目基于Pro/E及ADAMS的金属带式无级变速器的动力学仿真研究论文类型理论研究应用研究用于生产其它选题目的和意义:无级变速器技术作为新技术之一,在1987年,金属带式CVT变速器在富士重工(Subaru)首次装车时,国际竞争市场的有级式自动变速器(AT)已经超过了50多年历史,手动变速器(MT)也已经具有100多年历史,现在市场上销售的汽车装备的变速器有手动变速器、自动变速器和无级变速器,国产车中一汽的奥迪A4和A6、广州本田的飞度、南京菲亚特的西耶那和奇瑞第4款上市的旗云也已经相应采用了CVT技术 。随着中国加入世界贸易组织的步伐加快,开展这种新型变速器传动的研究,对于提高我国汽车变速器设计水平和汽车的国际竞争能力有重要意义。近年来国内外不少专家学者对金属带式无级变速器的传动机理进行了理论上和实验上的深入研究,并建立了一些力学模型,做了一些实验研究和理论上的分析,也取得了一定成果,而对于使用虚拟样机技术来进行无级变速器的研究也是近年来国内外金属带式CVT研究领域的新趋势。虚拟样机技术(Virtual Prototype, VP)是一种崭新的产品开发设计方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法,通过模拟金属带式无级变速器运行时的工况以及各部件的受力条件,是一种十分有效的研究途径,在虚拟制造系统中的产品开发涉及到产品建模仿真、过程规划仿真、设计思维过程和交互行为等仿真,对设计结果进行评价,实现设计过程的早期反馈,减少或避免实物加工出来后产生的修正,作为虚拟设计工具,还可以帮助选择影响汽车性能的关键性参数,国外也有很多机构对此作过一定的研究,但由于技术保密,在国内有关资料比较少,目前用MATLAB/SIMULINK工具箱对CVT的建模与仿真相对较多,用ADAMS的则相对较少些。本课题以金属带式CVT为研究对象,在前人实验研究成果奠定的结构设计与力学分析基础上,利用Pro/E对金属带式CVT核心部件进行建模,并运用针对于传动系的多体动力学运动分析软件ADAMS对其进行动态仿真分析并验证模型的可靠性,为今后的仿真分析提供基础。国内外研究动态:通过查阅相关的文献资料,了解到国内外对无级变速器的动力学的仿真分析与研究主要都是借助于Pro/e、UG、Solidworks、CATIA等三维实体建模软件和ADAMS、MATLAB/Simulink 等仿真软件进行的。一、国内主要动态:在我国六十年代,“红旗”770轿车上使用了具有两个前进档的液力自动变速器,之后又研究了有三个前进档的CA774. 1998年,一汽大众公司生产的“捷达王”,已将自动变速器列为选装件。对于CVT技术的研究和开发,国内之前有高校购买过国外样机进行分析研究。目前我国在CVT方面的研究尚处于起步阶段,自“九五”期间开始,轿车金属带式无级自动变速器的开发和研制已经被列入国家的重大科技攻关计划。北京理工大学的姜正根等人对无级变速传动的带传动机理进行了研究,其研究主要停留在定速比的稳态分析阶段。吉林工业大学裘熙定、周云山等人对无级变速传动的液压控制系统进行了研究,从实时控制的角度出发,建立了汽车无级变速传动的夹紧力控制、速比控制及整车动态模型,并基于这一动态模型,仿真计算了汽车在起步与行驶变速时的动态调节过程,为进一步研究无级变速传动控制规律和进行电控系统设计做了必要的前期工作。重庆大学秦大同、王洪岩等人对金属带式无级变速传动系统进行了研究,建立了瞬态条件下的力学模型,并对其进行了数值分析,实现了金属带式无级变速传动的定量分析,并就匹配及控制进行了研究,指出无级变速传动匹配的关键在于传动比变化的最优控制及主被动轮夹紧力的匹配控制,并在简化的传动模型上分析了速比变化过程中带轮最小轴向力的确定方法。此外,还建立了简单的无级变速传动系统模型,给出了速比变化率的简化算法,另外用仿真的方法讨论了速比变化率对汽车加速响应和平顺性的影响。重庆大学的胡建军等人用实验的方法研究了速比变化率与主被动轮夹紧力、主动轮转速、传递转矩、速比的关系;并且提出了一种湿式离合器起步控制策略以及以发动机转矩补偿控制为手段的综合控制策略。二、国外主要动态CVT 技术的发展,在国外已经有了一百多年的历史。早在 1886 年德国奔驰公司就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽车上。其主要发展历程可分为三个阶段:第一阶段:CVT 技术的探索阶段。其标志产品是荷兰的 DAF 公司 H.Van Doorne 博士研制成功的名为Variomatic的双 V 型橡胶带式 CVT,并装备于 DAF 公司制造的 Daffodil 轿车上,其销量超过了 100 万辆。但是此阶段 CVT 采用橡胶带传动,存在较多的缺陷,主要表现在:传递功率有限(输出转矩局限于 135Nm 以下),离合器工作不稳定,液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大,因而没有被汽车行业普遍接受,反而是适合大功率的有级齿轮变速器占据了主导地位。第二阶段:CVT 技术的发展阶段。其标志产品是 1987 年富士重工(Subaru)采用金属带式无级变速器 ECVT 用于 JUSTY 轿车。为克服CVT采用橡胶带传动带来的性能缺陷,研究人员对提高传动带性能和 CVT传递功率极限进行研究,将液力变矩器集成到 CVT 系统中,主、从动轮的夹紧力实现电子化控制,并在CVT中采用节能泵,以及代替传统橡胶带的金属带。第三阶段:CVT 技术的逐渐成熟阶段。进入 20 世纪 90 年代,汽车界对 CVT 技术的研究开发日益重视,特别是在微型车中,CVT 被认为是关键技术。全球科技的迅猛发展,使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT 中。1997 年上半年,日本日产公司开发了使用在 2.0L 汽车上的 CVT。在此基础上,日产公司又在 1998 年开发了一种为中型轿车设计的包含一个手动换挡模式的 CVT。新型 CVT 采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高液压控制系统。通过采用这些先进的技术来获得较大的转矩传递能力,日产公司研究开发 CVT 的电子控制技术,传动比的改变实行了电子控制,汽车在下坡时可以一直根据车速控制发动机制动,而且在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。1999 年,美国福特公司和德国 ZF 公司合作为福特公司的轿车和轻型载货车生产 CVT。ZF公司设计的CVT是一种变矩器式变速器,使用为安装横向发动机前轮驱动汽车生产的钢带。与四元件自动变速器相比,CVT系统能够将加速性能提高10%,燃油经济性能提高 10%-15%。当前,全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力,都大力进行 CVT 的研发工作。近几年,随着电子技术的广泛应用,电子控制的V型金属带型无级变速器在德国、日本得到重视。德国、日本等国已经开发了电子控制的无级变速器。目前,研制开发用在微型轿车上的电控 CVT 的公司有日本富士重工公司和荷兰 VDT 公司等。主要内容:本课题对金属带式无级变速器的运动学仿真及研究主要是在参考文献12的基础上进行的,把研究对象确定为文献12所建立的CVT传动系统的主体模型。据此,确定主要内容如下:一、了解多体系统动力学的研究现状、研究方法,以及多体系统动力学软件(ADAMS)的基本理论和计算方法;二、对金属带式CVT变速器的基本结构和工作原理、传动特性、基本运动学关系、以及金属带传动时的受力分析情况等方面进行研究分析,推导并建立金属带式无级变速传动系统的基本力学关系;三、应用Pro/E强大的三维实体建模功能建立无级变速传动系统各主要部件的三维模型,并装配形成虚拟样机并用有限元软件对模型的精细程度进行模态化分析处理提高金属带的真实性;四、在ADAMS/Driveline 里建立无级变速系统模型并添加约束副、驱动和载荷等,正确建立金属带式无级变速器的动力学仿真模型;五、在ADAMS/View 里进行模型的动力性分析,分析速比连续变化时,主从动锥轮轴向力比值与传动比的关系。 实验设计方案:.根据实际测量的无级变速器各主要部件参数建立模型。运用Pro/E把无级变速器的各零部件装配成子系统,再将各子系统装配成主系统,并形成主传动系统的虚拟样机模型。.根据文献中介绍的Pro/E与ADAMS的接口技术,将中建立的主体模型成功导入到ADAMS中。.根据传动系统中各零部件间的运动关系,在ADAMS中合理创建约束副和施加驱动和载荷,形成金属带式无级变速器的完整动力学模型。.利用ADAMS软件对中的模型进行动力学仿真分析,通过控制从动轮轴向力的变化以实现速比连续变化,再分析速比连续变化时,主从动锥轮轴向力比值与传动比及其变化方向的关系。 .利用ADAMS软件的Postprocessor后处理模块功能,绘制仿真输出曲线,分析和研究CVT无级变速器的传动性能及其影响因素。.通过模拟试验返回的结论,进一步优化和改进已有的模型结构,改进原有模块,得出更合理和完善的结构。准备工作情况和主要工作措施:一.查阅相关资料,了解本课题的研究现状、无级变速器的概况及其与本课题有关的一些基本理论知识。二通过对金属带式无级变速器的传动原理和相关知识的学习并对金属带式无级变速器未来发展的了解,确定本次系统仿真分析的主要方向。三.学会运用Pro/E和ADAMS软件,主要为Pro/E的建模和装配功能以及ADAMS的核心模块:ADAMS/View(用户界面模块)、ADAMS/Solver (求解器模块)、ADAMS/Postprocessor (后处理模块)。四.学习、熟悉Pro/E和ADAMS软件的接口技术问题,以便将主体模型成功导入ADAMS中。五.深入了解和学习在ADAMS环境下创建和添加约束副、驱动和载荷等技术问题,正确建立金属带式无级变速器的动力学仿真模型。六通过在ADAMS环境下的模拟试验对无级变速器的机构进行调整和改进,得出更合理的模型结构。论文进度安排及预期达到研究结果:论文进度安排:2011.08检索课题相关文献,了解本课题的研究现状;2011.09总结文献资料,写开题报告;2011.092012.04学习与本课题有关的基本理论知识; 2012.042012.12对金属带式无级变速器进行建模及运动学的仿真分析与研究;2013.022013.05撰写、修改、完善论文,准备答辩。预期达到研究结果:能对CVT变速机构进行正确的简化处理并建立模型,以提高ADAMS仿真效率及真实性。对建立模型的精细程度希望在有限元软件模态化分析处理后进一步提高金属带的真实性使所建模型与实际情况更加吻合。针对CVT的变速原理建立ADAMS力学模型,分析在不同转矩和传动比连续变化的情况下无级变速传动系统的主从动锥轮轴向力比值变化,对研究主从带轮的控制提供一定的依据。发表学术论文12篇。文献综述:一、本课题的研究对象及简介机械无级传动变速器(Continuously Variable Transmission,简称CVT),即常称的机械自动无级变速器,它克服了前面两种自动变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点,具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点,真正实现了无级变速,早期的机械无级变速器是通过两个锥体改变接触半径而实现传动比连续变化,但由于接触部分挤压应力太高,难以进入实用化。后发展成为采用橡胶材料的带传动,又受传动带寿命的影响,无法满足汽车行驶的需要,德国的PIV 公司从1956 年起,开始研究链传动的CVT,德国大众等公司也曾在轿车上装用过这种变速器。到80 年代,出现了技术上的突破,橡胶带被由许多薄钢片穿成的钢带代替,使其与两个锥轮的槽在不同半径上“咬合”来改变速比。1987 年,福特公司首次在市场上推出装用这种钢带的CVT,日本富士重工、菲亚特等公司也已批量投产。从理论上说,CVT 可以使发动机始终在其经济转速区域内运行,从而大幅度改善燃油经济性。但由于CVT 是摩擦传动,与齿轮传动相比效率并不高,从目前的情况来看,节省燃油10%20%是可能实现的。此外,CVT 在加速时不需切断动力,因此,装备CVT 的汽车乘坐舒适,超车加速性能好。二、无级变速传动的分类无级自动变速传递系统按其结构形式可分为:电力式、液力式和机械式三种。由于电力式无级变速传动自重大、成本高并且耗能大,故常用在重型矿用车上。全液压自动无级变速,它首先把发动机的输出的机械能通过液压泵转化为液压能,然后由液压马达再把液压能转化为机械能。这种全液压传动,机械部件少,结构紧凑,可以方便地用于前轮驱动、后轮驱动以及四轮驱动。液力式无级变速传动有静压传动和动压传动两种。静压传动效率低、结构复杂、造价高,所以一直未在汽车上应用。而动压传动 (液力变矩器) 所能传递的转矩变化范围较小,效率又低,所以它常要与有级机械变速传动组合,构成能自动换档的液力机械自动变速器。目前,它在车辆中获得较多的应用。但是,它的结构复杂、造价高、传动效率低等缺点仍然困扰着汽车界。机械式无级自动变速器,它能按汽车行驶要求,传动的速比能自动地连续变化。它除了具有上述自动变速优点外,还有利于实现发动机与动力传动系统的最佳动力匹配。具有结构简单紧凑、操纵方便、造价低等优点。目前,在汽车上获得应用的机械式无级变速传动分两大类:靠转动体的弹性变形和润滑油的剪切力传递动力的“牵引传动式” (Traction drive);靠挠性的带或链与带轮的摩擦力传递动力的“带传动式” (Belt drive)。牵引传动式的无级变速传动的形式多样,其中以圆环形型 (Toroidal) 最优。这种形式的 CVT 具有良好的动态性能,并具有能从正转运动状态连续过渡反转运动状态的特性。但是,在这种形式的 CVT 的接触转动体之间需要较大的接触压力,转动体工作面的精度和材料要求高,并需要专用润滑油,同时,其耐久性和可靠性的问题还没有彻底解决。在带传动式的无级变速传动中由于结构因素使金属带式无级变速传动在传动比范围、传动带寿命、工作可靠性、传动效率及运转噪音等方面均优于金属链式无级变速传动。因此,金属带式无级变速是国内外汽车传动研究和推广的重点。三、机械无级变速器的特点1经济性由于CVT能实现传动比的连续变化,可得到传动系与发动机工况的最佳匹配,整车的燃油经济性相应得到提高。德国ZF公司测试结果:CVT汽车的经济性比4档AT汽车至少提高约10%,与5档MT汽车相当或者略优。2.动力性CVT能实现发动机的闭环控制,可取得发动机与汽车行驶工况的最佳匹配。它的无级变速特性,能够获得后备功率最大的传动比,而汽车的后备功率愈大,汽车的动力性愈好,CVT汽车的加速性能(0100 km/h)比AT汽车加速性能提高7.5%11.5%,速度较高时,加速性优于MT汽车。3传动效率CVT系统有很宽的传动比,介于2.400到0.395之间,相对于传统的变速箱,具有较高的灵活性,加速更加顺畅。一般来说,CVT变速箱的动力传输快、流失少,所以起步快,加速连贯性非常好,相当顺滑,没有什么突兀感。传动效率稳定并高达94%96%。4.可靠性与寿命CVT的可靠性与寿命主要取决于金属带传动工作组件和控制系统,据荷兰VDT公司的技术人员称,现在新的设计和技术已经解决了CVT过去存在的主要问题,80万套CVT在世界各地试用的结果,出现故障的只有200套,故障率为0.025%。可见,该系统质量高、使用可靠。采用高强度优质材料、精密制造技术与无限寿命设计方法设计和制造的金属颤抖工作组件可达到与发动机相同的寿命。5排放无级自动变速器实现发动机的闭环控制,具有较宽的速比变化范围,可使发动机经常处于经济转速区域内运转,从而降低了排气污染。德国ZF公司将自己生产的CVT装车测试,其废气排放物比装备4档自动变速器的汽车减少约10%。6成本CVT系统结构简单,零部件数目比AT少很多,一旦汽车制造商开始大规模生产,CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油,随着大规模生产以及系统、材料的革新,CVT零部件的生产成本,将降低20%30%。目前,荷兰VDT公司正通过不断地改进传动零件的结构及零部件加工工艺过程等措施,来降低产品成本,提高产品的竞争能力。四、本课题研究的主要内容及意义无级变速器技术作为新技术之一,当1987年,金属带式CVT速器在富士重工(Subaru)首次装车时,国际竞争市场的有级式自动变速器(AT)已经超过了50多年历史,手动变速器(MT)也已经具有100多年历史,现在市场上销售的汽车装备的变速器有手动变速器、自动变速器和无级变速器,国产车中一汽的奥迪A4和A6、广州本田的飞度、南京菲亚特的西耶那和奇瑞第4款上市的旗云也已经相应采用了CVT技术 。随着中国加入世界贸易组织的步伐加快,开展这种新型变速器传动的研究,对于提高我国汽车变速器设计水平和汽车的国际竞争能力有重要意义。近年来国内外不少专家学者对金属带式无级变速器的传动机理进行了理论上和实验上的深入研究,并建立了一些力学模型,做了一些实验研究和理论上的分析,也取得了一定成果,而对于使用虚拟样机技术来进行无级变速器的研究也是近年来国内外金属带式CVT研究领域的新趋势。虚拟样机技术(Virtual Prototype, VP)是一种崭新的产品开发设计方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法,通过模拟金属带式无级变速器运行时的工况以及各部件的受力条件,是一种十分有效的研究途径,在虚拟制造系统中的产品开发涉及到产品建模仿真、过程规划仿真、设计思维过程和交互行为等仿真,对设计结果进行评价,实现设计过程的早期反馈,减少或避免实物加工出来后产生的修正,作为虚拟设计工具,还可以帮助选择影响汽车性能的关键性参数,国外也有很多机构对此作过一定的研究,但由于技术保密,在国内有关资料比较少,目前用MATLAB/SIMULINK工具箱对CVT的建模与仿真相对较多,用ADAMS的则相对少些。本课题以金属带式CVT为研究对象,在前人实验研究成果奠定的结构设计与力学分析基础上,利用Pro/E对金属带式CVT核心部件进行建模,并运用针对于传动系的多体动力学运动分析软件ADAMS对其进行动态仿真分析并验证模型的可靠性,为今后的仿真分析提供基础。五、本课题的研究现状车辆行驶性能的好坏,不仅取决于发动机,而且在很大程度上还依赖于变速器及变速器与发动机的匹配。随着电子技术和自动控制技术的迅速发展,自动变速器技术越来越完善,形式也多样化,在越来越多的车辆上得到应用,成为现代汽车与现代汽车工业发展的标志之一。在汽车上使用的自动变速器大致有三类:液力自动变速器、电子控制机械自动变速器和无级变速器。前两种变速器都是有级或分段无级自动变速;而无级变速器(Con-tinuously Variable Transmission, CVT)避免了齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点,具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点,真正实现了无级变速。国内外所进行的代表性的研究主要有:东北大学的卢锦奎于2008年,利用UG软件对变速器的核心零部件金属块、金属带环及锥轮进行建模。在形成整体模型后运用Parasolid数据转换接口一次性导出模型,然后将模型数据动力学分析软件ADAMS中,进行约束、驱动及接触力的施加,并对模型结构进行适宜的调整,形成一个在ADAMS环境中所能运行的金属带式CVT核心虚拟样机, 对模型运行运动学与动力学仿真。其所建立的虚拟样机时所采用的方法为后续的虚拟仿真研究工作提供了参考,仿真所得的曲线图为实际样机的开发研制提供理论和试验数据。【12】天津大学的崔新涛于2004年,在基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究一文中,先在UG中创建变速器的装配主模型,输出为parasolid 格式,然后导入到 ADAMS 中,在 ADAMS 软件中建立了变速器传动系统的刚体仿真模型,进行变速器刚体动力学仿真分析。其中,详细介绍了变速器传动系统的刚体仿真模型的建立过程,值得借鉴。【20】吉林大学的张永辉于2011年,在对无级变速器在国内外研究的历史和发展现状中,分析了其他构造的无级变速器的特点,并且对金属带式无级变速器的优越性以及不足进行了阐述。简述金属带无级变速器的机械结构以及各个零部件在其中的作用,分析金属带传动的基本几何关系,得到了金属带的带长、锥轮包角、速比以及速比变化公式并阐述了金属带式无级变速器传动的运动关系,分析说明了金属带式无级变速器的基础理论和工作原理,为后期的ADAMS模型仿真参数的设定定下了理论基础。针对于其金属带柔性化处理这个难题,作者采用了ANSYS有限元分析软件进行处理,得到了柔性体中性文件,导入到ADAMS模型中,使其仿真更具准确性。【15】湖南大学的关平于2007年,采用MATLAB/Simulink分模块完成金属带式无级变速汽车建模的工作,模块分解包括驾驶员模块、发动机模块、CVT 的速比变化率控制模块、CVT-整车动力学模块等。通过几个典型工况的分析,找出最佳的速比变化率的控制参数。旨在建立一个比较完善的计算机仿真系统,该系统可以随着改变车型参数和发动机参数进行不同车型的仿真研究,并且在整车模型的基础上还加上了性能评价系统,可以初步评价装配金属带式无级变速器的汽车的动力性和经济性。【1】吉林大学的马志良于2005年,在国内首创性的应用 ADAMS 软件建立了 CVT 系统的模型,进行无级传动系统的多体动力学分析,并从动力学角度出发,分析了传动系统对整车动力性和舒适性的影响。作者的研究思路可对于分析评价无级变速器的动力学研究和振动性分析具有很大的参考价值。【5】Wen-Hsiang Hsieh在最近发表的一篇论文中,详细论述了一种凸轮控制的行星轮系的设计过程,从理论上推导了其运动学方程,并通过实际例子计算加以验证,同时还利用ADAMS软件对之进行了运动学和动力学仿真,其仿真结果和理论计算相符合,进而验证了该设计的可行性。【29】ROBERT G. PARKER曾于2000年,研究了行星齿轮机构的动力学特性,指出了太阳轮行星轮、环行星轮之间的复杂的、动态的作用力是产生振动的来源,并提出行星相位调整是一种有效的减少行星齿轮振动的方法,并对其进行了深入地研究。【32】此外,有关机构动力学方面的研究,笔者还查阅了相关的文献资料以了解这方面的研究方法、范围等。代表性的研究主要有:文献1719中介绍的,都是利用ADAMS 软件中的Engine 模块建立行星齿轮机构和减速器的动力学模型,针对机构的运动特性,进行了各机构的动力学仿真分析。利用在ADAMS/Engine 中两齿轮的啮合主要是通过三相力( 啮合一对齿轮的作用力) 实现的这一功能,通过三相力的作用来获得啮合齿轮的合力、正向力、切向力, 对转动轴的作用力以及作用在齿轮上的扭矩等。对笔者研究本课题中的齿轮间的啮合力有一定的参考价值。文献18中,重点阐述了移动导杆机构的仿真模型的建立, 建好模型后应用ADAMS软件,在ADAMS/View 中调用ADAMS/Solver对该机构进行了动力学仿真计算,获得各个构件的运动特性,并讨论设计了该机构的几何参数应注意的问题。在该仿真分析中,给定曲柄的角速度, ADAMS/Solver就会自动输出构件的位移、速度、加速度和其他计算自定义的各特征值,如受力、扭矩、变形等。这些输出值通过ADAMS/View中的Ploting可以以图形形式输出,从而能清晰地看出它们在仿真过程中的变化规律。文献3334都对带式无级变速器的动力学特性进行了研究,33主要侧重于无级变速器的性能研究分析,而34则是通过实验研究和理论分析的方法来研究无级变速器的功率损失。35373839主要从无级变速器的控制方面着手研究以提高无级变速器的性能和减少废气排放。文献35通过建立2KH型的行星摆线针轮传动机构的传动性能的数学模式,开发了一套输出力矩计算的计算机程序,且通过和试验数据比较证实是可行的,以此来分析变速器的特性和运动参数对性能的影响。六、ADAMS软件在本课题研究中的应用。在文献16-18222426-28中,都详细介绍了ADAMS软件的主要模块和功能。具体详述如下:1. 机械系统动态仿真技术机械系统动态仿真技术又称为虚拟样机技术,是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。它涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现,是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术。对机械系统建立虚拟样机后,设计者可以在虚拟环境中模拟系统的运动,得到系统的三维动态效果,完成无数次物理样机无法进行(成本和时间条件不允许)的仿真试验,并通过反复修改系统动力学模型,进行不同设计方案的仿真试验,这种在不浪费制造和试验物理样机所需时间和经费的前提下,就可获得最优的设计方案。运用这一技术,可以大大简化机械产品的开发过程,大幅度缩短产品开发周期,大量减少产品开发费用和成本,明显提高产品质量,提高产品的系统级性能,获得最优化和创新的设计产品。虚拟样机技术的研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析,其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统运动学和动力学分析,以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度,同时,通过求解代数方程组确定引起系统及其各构件运动所需的作用力及其反作用力。2. ADAMS概述ADAMS,即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)软件,是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc. )开发的,是以近14年发展起来的多体系统动力学理论为基础的,目前世界范围内使用最广泛的大型机械系统仿真分析软件。它使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。其中核心模块ADAMS/View、ADAMS/Solver和ADAMS/Postprocessor,可以对大部分的机械系统进行仿真。ADAMS/View(用户界面模块)提供了一个直接面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机分析的前处理功能,将便捷的图标操作、菜单操作、鼠标点取操作与交互式图形建模、仿真、动画显示、优化设计、X-Y曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。ADAMS/Solver (求解器模块)是求解机械系统动力学和运动学问题的核心模块。它自动形成机械系统模型的动力学方程,提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ADAMS/Solver有各种建模和求解选项,以便精确有效地解决各种工程问题。ADAMS/Postprocessor (后处理模块)用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。可以实现快速查看ADAMS结果,使用户更容易了解模型的运动。在整个模型的设计周期中发挥着重要的辅助作用。参考文献1关平,金属带式无级变速器汽车建模与性能评价,湖南大学硕士学位论文,2007年2 胡建军,汽车无级变速器传动系统建模_仿真及其匹配控制策略研究,重庆大学博士学位论文,2001年3林治楠,金属带式无级变速轿车的动态建模与性能仿真,哈尔滨理工大学硕士学位论文,2007年4郭江霞,基于UG及ADAMS的新型机械无级变速器的建模及仿真分析,太原理工大学硕士学位论文,2007年5马志良,金属带式无级变速传动系统的动力学的仿真分析,吉林大学硕士学位论文,2005年6胡国良,汽车金属带式无级变速传动技术,第10卷第2期,工程设计学报,,2003年,P89-927王宏伟、刘清平,CVT 虚拟样机的实现方法,第30 卷第6 期,机械传动,2006,P63-658冯景华、吴南星、余冬玲,机械系统动态仿真技术及ADAMS的理论基础研究,机械设计与制造,Apr.2004 No.2 ,P17-199何荣,基于特性的自动变速动力传动系统建模与仿真,吉林大学硕士学位论文,2008年10 黄卫东,金属带式CVT变速器传动效率及影响因素研究,哈尔滨工程大学硕士学位论文,2006年11陈伟生,金属带式无级变速器速比控制的研究,湖南大学硕士学位论文,2008年12卢锦奎,基于ADAMS的金属带式无级变速传动动力学仿真,东北大学硕士学位论文,2008年13韩喜英,基于ADAMS 的传动装置的虚拟建模和仿真研究,山西冶金,总第102期2006年第2期,P384214芮执元、魏兴春,基于ADAMS的虚拟样机技术及其在机构设计中的应用,科学技术与工程,第6卷第19期2006年10月,P3111-311415张永辉,基于虚拟样机技术的无级变速器动力学仿真研究,吉林大学硕士学位论文,2011年16田会方、林喜镇、赵恒,基于Pro/ E 和ADAMS 齿轮啮合的动力学仿真,机械传动,第30卷第6期,2006年,P66-6917陈志刚、吴雪飞,基于Pro/E及Adams圆柱齿轮减速器的参数化建模及运动仿真,机械研究与应用,第18卷 第2期,2005年4月,P105-10918田云峰、郑巍,基于ADAMS的移动导杆机构的动力学分析,现代制造工程,2006年第3期,P60-6219邹怀武、石端伟,基于虚拟技术的减速器动力学建模与仿真,水利电力机械,第25卷第1期,2003年2月,P41-4420崔新涛,基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究,天津大学硕士生学位论文,2004年21刘合法,何维廉,金属带式无级变速器的效率计算,传动技术,第4期1997年,P44-5122冯挽强,程秀生,马志良,基于ADAMS_DRIVELINE的VDT_CVT的建模与仿真,辽宁工程技术大学学报第,26 卷第1期 ,2007 年 2 月,P120-12223黄恺、李雷、张晓光,基于ADAMS的弧齿锥齿轮锻件脱模可行性研究,机械设计与制造,第9期2006年9月,P39-4124关喜春,三自由度非线性齿轮系统灵敏度分析及ADAMS仿真,吉林大学硕士学位论文,2006年25王晓笋,应用UG软件完成锥齿轮建模和啮合运动的分析,起重运输机械,2004(7),P40-4226郁飞鹏、贾鸿社,ADAMS与UG、SolidWorks的数据交换实践,现代制造工程,2005 (10),P37-3927丁寿滨、常宗瑜、武雅洁、谭登山、朱春涛,与常用 软件之间的接口,微计算机信息,2 年第 2卷第 期,P202-20428毕世英,杨晓京,李哲昆UG与ADAMS/View之间的图形数据交换研究机械 2004年第31卷第6期P8-929Wen-Hsiang Hsieh,An experimental study oncam-controlled planetary gear trains,Mechanism and Machine Theory ,42 (2007) ,51352530Zheng Wang、Zhenyu Liu 、Jianrong Tan、Yun Fu、Changjiang Wan,A virtual environment simulator for mechanical system dynamicswith online interactive control,Advances in Engineering Software ,37 (2006) ,63164231Jianming Yang 、 Ce Zhang,Elasto-dynamics of internal gear planetary transmissions,Mechanism and Machine Theory ,40 (2005) ,1107112532 ROBERT G. 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