换挡机构的优化设计是提升自动变速箱换挡品质的关键技术之一。本文针对原开发的一种两挡自动变速器进行台架协调换挡试验,通过实验数据分析发现换挡时间过长这一问题,对挂挡阶段进行重点研究,并对换挡机构进行优化设计,缩短了该阶段的换挡时间,提升了变速箱的换挡品质。本文主要进行了以下工作:第一,对两挡变速箱进行协调换挡试验,通过实验数据得出挡位切换到一挡和二挡所用时间分别为0.82s和0.68s,而挂挡阶段耗时分别为0.41s和0.25s,挂挡阶段耗时占整个换挡时间分别为50%和36.8%,故选择挂挡阶段作为换挡过程中重点研究阶段。第二,换挡机构自身性能决定着挂挡阶段运动的时间,将换挡机构作为研究对象,对挂挡过程的同步阶段以及换挡过程各阶段进行动力学分析。通过对换挡机构的关键参数——换挡力进行分析,匹配校核换挡机构所需的换挡电机,同时也为后面同步器仿真奠定了基础。第三,对换挡各阶段时间的影响因素进行分析,并建立同步器工作过程的虚拟样机,与试验中挂挡阶段进行比对,验证了模型的准确性,在此基础上对同步器性能相关参数进行仿真分析。第四,从凸轮行程和同步器参数优化这两方面对换挡机构进行优化。凸轮行程相较原设计参数缩短了68.54°的凸轮转角;同步器参数优化后,通过MATLAB和ADAMS的联合仿真,结果表明同步时间平均缩短了24%,验证了优化方法的有效性,提高了换挡机构的同步操纵性能。