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变速器是汽车传动系的重要组成部分，其运动学和动力学特性关系到变速器本身乃至整车性能。在日益激烈的市场竞争中，传统的“设计—物理样机—试验—修改”产品开发过程由于周期过长而失去了生命力。而虚拟样机技术的应用不仅可以提高仿真精度，而且可以缩短产品设计周期。有鉴于此，本文以某变速器为研究对象，从多方面开展了基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究。主要内容如下：首先在变速器零件PRO／Engineer三维参数模型的基础上进行装配建模，利用装配主模型在PRO／E中创建运动分析方案进行变速器运动学仿真研究。在运动仿真过程中，进行干涉检查，从而验证了变速器几何参数设计的合理性。同步器是汽车变速器的重要部件，本文针对同步器的工作过程分别进行了理论计算和基于多体动力学分析软件MSC-ADAMS平台的仿真分析，并对理论计算结果和计算机仿真结果进行了对比分析。在MSC-ADAMS中建立了变速器传动机构的多刚体动力学及刚柔耦合动力学仿真模型，基于Hertz静力弹性接触理论推导出直齿轮及斜齿轮的接触力仿真参数计算公式。仿真得到的传动齿轮的啮合力的大小及频率都和理论计算结果一致，从而验证了计算公式的正确性。对变速器在发动机最大输出扭矩时，输出轴的受载和约束情况进行了分析。并在此条件下用有限元技术在ANSYS中对变速器的输入轴、输出轴及五档齿轮副进行了强度校核，对其应力分布和变形分布状况进行了研究。最后针对变速器易出现故障而不易检测且齿轮振动信号的非平稳性特点，利用小波变换对信号进行分析。通过对变速器齿轮振动信号用db4小波进行了多分辨分析，说明这种方法可以有效的对变速器齿轮故障进行诊断。