本文研究对象为应用于电驱动汽车的基于齿形制动器的两档行星变速机构,该变速机构与传统变速机构相比,具有占用空间小、环境适应性强、传动效率高等优点。换挡时充分利用电机的调速功能,调节接合齿圈转速到一个恰当的微小值后,齿形带式制动器主被动端接合,完成制动,实现换挡。为了研究其在换挡过渡工况下的动态特性及其影响因素,本课题展开了对齿形制动器接合特性、变速机构换挡特性的动态仿真与相关试验研究。(1)建立了电磁直线执行器的有限元仿真模型,对其不同线圈位置、不同电流大小下的电磁力特性进行仿真分析。在此基础上,建立了齿形换挡制动器接合过程的数学模型,利用Matlab仿真软件对其接合过程进行动态仿真分析,得到使得制动器成功接合的制动鼓角速度范围及其动态特性变化曲线,并确定了其主要影响因素及其影响规律。(2)利用虚位移原理建立行星变速机构的动力学模型,对应用齿形制动器和摩擦式制动器的行星变速机构换挡过程进行动态仿真对比分析。仿真结果表明:在最大转矩冲击基本相同时,应用齿形制动器比应用摩擦式制动器的变速机构的换挡时间明显减小,且在相同接合速差下,应用齿形制动器的行星变速机构升挡过程所需时间比降挡过程明显增加。为得到不同影响因素对换挡特性的影响规律,本文又对制动器接合转速、电磁力大小、电机转矩控制、阻力矩大小和换挡车速对换挡特性的影响进行了研究。(3)设计了齿形带式制动器接合特性的试验台架,验证了其制动功能的可行性,并通过试验探究仿真过程中对转矩冲击计算方法的正确性以及不同制动鼓接合角速度下转矩冲击的变化规律。