基于MATLAB三轮摩托车手变挡机构参数优化

来源：摩托车技术作者：佚名 2015-01-26 09:38:53

对手变档机构进行简化，建立了变档机构力学物理模型；再对建立的物理模型根据理论力学进行力学分析，建立力学方程组进行方程变换，并利用MATLAB提供的优化算法fmincon函数，对建立的力学方程组进行最优求解，最后以某型号发动机变档机构为实例进行计算，验证了该理论的正确性和可行性，为手变档机构的设计计算提供了借鉴和理论依据。

三轮车做为目前农村地区、城郊结合部以及偏远地区的主要交通工具，在客、货运输方面起着举足轻重的作用。目前，我国125 mL以上的三轮摩托车正逐渐向自动离合器方向发展，因此，自动离合三轮摩托车的手变档机构就成为了三轮摩托车可操纵性等方面的关键部件之一。如何使手变档机构在保证顺畅换挡的同时，让骑乘者换档轻松、手感良好，是目前换挡机构迫切需要解决的问题。

1 目前存在的主要问题
目前，三轮摩托车的销售主要是针对中低收入人群，技术含量低，一些机构的设计存在比较粗糙的现象，手变挡机构就是其中之一。总体来讲，大多数三轮车生产企业手变挡机构几乎都采用经验法来设计，因没有理论依据，设计出来的变挡机构千差万别，种类繁多，而且效率较低，变挡时不但手感不好，而且变档沉重费力，不能很好地做到产品通用化、系列化推广。针对该问题，笔者总结了实际设计、生产过程中存在的问题，并利用优化算法来解决。

    2 手变挡机构物理模型的建立
    2.1实物模型的简化
    手变挡机构的三维模型如图1所示，由于在变挡过程中变挡轴套的转速较低，因此，可忽略变挡杆、变挡摆臂等部件产生的旋转惯量；变挡轴套的外径为φ27，相对变挡杆来讲，变挡轴套值较小，故在等效过程中可将其视为质点来处理。