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双离合汽车变速箱拨叉换挡Bang声音分析

余立平，陈浩，黄立，朱丽丹

（东风格特拉克汽车变速箱有限公司，武汉430056）

摘要：本文使用ABAQUS软件对一款双离合变速箱拨叉换挡时出现Bang声音进行了分析，计算拨叉应力、应变、接

触力、疲劳等结果。结合试验和仿真结果，发现拨叉短臂因受力偏大产生塑性变形，从而造成换挡时出现Bang的声音。对

拨叉长短臂的刚度和中间PAD的高度进行了优化，优化后长短臂应力水平和疲劳寿命都有显著改善。建立了拨叉CAE校核规

范，避免在整车上出现工作失效。

关键词：应力和应变；拨叉；塑性变形；疲劳寿命；Bang

FailureanalysisofDoubleClutchGearboxShiftFork

YULi-ping，ChenHao，HuangLi，XUZhe，ZHULi-dan

DONGDENGGETRAGTRANSMISSIONCO.,LTD.Wuhan430056，China；

Abstract:ABAQUSsoftwarearebeenusedtoanalyzeshiftforkBangnoise.Accordingtothe

calculationresults,shiftforkhaveplasticdeform.Sostiffnessofshiftforkarmsandmiddlepadheightare

beenoptimized.Accordingtotheoptimizationresults,thestressesandfatiguehavesignificantly

improvement.Inordertoavoidshiftforkfailureinthevehicle,CAEcheckingstandardsarebeen

established.

Keywords:Stressandstrain;shiftfork;plasticdeform;fatigue;failure

近年来用户对变速箱换挡性能要求越来越高，行程是严格控制的。拨叉变形会使换挡滞后，影响

换挡效果和换挡感受是变速箱一个重要的性能评估换挡性能和用户感受。在拨叉设计时要求在最大换

指标。拨叉是变速箱换挡重要换挡执行机构，汽车挡力情况下拨叉叉脚不发生塑性变形。因此在拨叉

在不同转速条件下，必须要使用不同档位齿轮啮合两个叉脚中间设计一个凸台（中间PAD），当使用中

来传递动力。在双离合变速箱中当汽车转速达到一等换挡力时中间PAD开始接触，来减少两个叉脚受

定值时，TCU里面程序会控制电机转动使换挡鼓转力。在非线性和接触有限元分析中，ABAQUS比其他

动，来推动拨叉沿着滑到轴向移动，拨叉推动同步有限元软件更方便和计算时间更短。拨叉在工作时

器齿套来实现各档齿轮结合和脱离，达到换挡的功涉及到很多接触的问题，因此使用ABAQUS软件对拨

能。拨叉在驾驶过程中隐患是出现两次Bang的声音叉强度和塑性变形分析会很方便和高效。同时

和换挡换不进。为了解决这个问题，设计者优化了ABAQUS软件输出的应力结果可以用来计算拨叉的疲

很多参数，拨叉刚度分析和拨叉叉脚受力分析也是劳寿命。使用ABAQUS软件计算拨叉各个臂上和中间

解决这种问题一种非常有效的方法[1]。对于叉脚对

叉脚受力，拨叉在不同换挡力下的应力和应变，根

称分布拨叉，两个叉脚刚度对称是优化的目标，对据这些计算结果，可以评估拨叉设计是否合理和拨

于拨叉叉脚非对称结构，两个叉脚受力均衡是优化叉改进方向。因此通过使用ABAQUS软件，可以在产

目标。正常换挡策略会使用三个范围的力换挡，最品量产前期排查问题，避免在整车运行情况下发生

初使用低的换挡力换挡，如果换挡困难，齿套推不问题。从而为企业减小损失和降低成本。

进去会使用中等的换挡力换挡，如果也不能实现换

挡，则选用最大换挡力换挡。随着换挡力增大，叉

脚应力和应变也随之增大。在变速箱工作时是不容

许叉脚出现塑性变形，因为变速箱各个档位的换挡

1理论

屈服应力。

（2）对于拉压强度不同材料，需要测定拉伸、压

1.1屈服准则

缩时屈服应力。

（3）不能考虑中间主应力以及静水应力的影响。

1.1.1弹塑性应力应变曲线（4）非连续函数，需要知道主应力的顺序，不便

如图1所示大多数材料的应力和应变曲线初始于应用

段直线上升，到达极限点A开始变成轻微的曲线，但1.1.2Mises屈服准则

是斜率变化不能区分明显的屈服点。在国际标准中，等效应力达到单向应力状态下相应条件时的真