我国正在大力实施发展新能源汽车战略,插电式混合动力汽车是新能源汽车主要发展方向之一,机电耦合系统直接影响着插电式混合动力汽车动力性和经济性。目前市场上插电式混合动力汽车动力传动系统存在着发动机燃油效率未最优化以及固定速比减速器无法保证驱动电机一直处于高效率工作区域的问题。本文结合当前省重大科技专项,以改善现有插电式混合动力汽车动力性和经济性为目标,基于虚拟样机技术提出一种在纯电动模式下具备两档自动变速箱功能的新型多模式机电耦合系统。论文重点对系统零件参数设计、结构开发,虚拟样机建模仿真,箱体振动分析及优化等方面开展工作。主要研究内容如下:第一章通过研究背景和混合动力汽车国内外研究现状,比较分析市场上几种典型混合动力汽车动力传动系统,论述了本文设计的机电耦合系统的重要性。第二章进行了系统结构方案的设计论证,根据整车、驱动电机等参数,完成了系统行星机构、轴类、同步器、减速器、差速器等零件参数设计,轴承、冷却器选型以及系统三维结构开发和二维图纸绘制工作。第三章运用行业内广泛使用的机械传动系统设计软件Romax进行了虚拟样机建模,根据最大输入扭矩完成齿轮、轴、轴承、箱体等零件静态强度分析,结果表明各零件安全系数均在1.8以上。第四章首先运用Hypermesh/Optistruct进行了关键零件轻量化设计,优化后系统总质量减轻4.9kg;其次运用Romax进行齿轮了微观修形,优化后齿轮传动误差降低18.3%,齿轮单位长度载荷降低31%,改善了系统传递平稳性。第五章首先进行了箱体自由模态、约束模态下固有频率和振型分析,计算出齿轮在驱动电机常用转速范围内激励频率,改进了箱体结构,避免箱体出现低阶共振;其次对系统纯电动驱动模式下的非承载齿轮敲击影响因素进行了灵敏度分析,为第二套样机NVH性能优化设计提供了指导,同时运用Romax进行敲击振动分析也为仿真分析非承载齿轮敲击振动提供了一种新的软件模拟方法。