本文针对项目开发的多模式机电耦合系统中两档自动变速箱的换挡执行机构进行设计开发,换挡执行机构是实现自动变速箱换挡自动化、多模式系统模式顺利切换的重要组成部分,对换挡操作能否准确快速完成具有重要影响。本文根据项目需要针对两挡自动变速箱设计一套结构紧凑、传动可靠,满足换挡性能要求的换挡执行机构。首先,通过查阅大量文献,分析比较了各不同换挡执行机构动力源型式、运动转换机构的优缺点,结合课题研究实际需求,选取了电控电动式、以空间凸轮为运动转换机构、12V直流电机为换挡电机的换挡执行机构型式;根据换挡要求对其进行参数设计,采用权函数法对空间凸轮螺旋角进行优化选取;并利用ADAMS软件对换挡执行机构进行运动学分析,在仿真环节校验其执行位移是否符合标准。其次,基于多体动力学理论对驱动电机-两挡自动变速箱耦合系统的结构及换挡过程进行分析,确定系统在各阶段的约束及自由度,利用拉格朗日方程对换挡过程进行分阶段动力学建模,通过动力学方程求解其在不同阶段各自由度的运动状态。并利用matlab进行建模仿真,研究其换挡品质。并得到换挡过程中的换挡力曲线,为换挡执行机构加载实验提供依据。最后,为验证所设计换挡执行机构是否符合设计要求,本文通过搭建换挡机构实验台架,对换挡机构进行实验验证。实验分为空载和加载两种情况,空载情况下为功能性实验,主要验证换挡执行机构的执行位移是否符合预期,是否存在运动干涉等,实验结果表明其执行位移符合设计值;加载情况下,利用对两挡自动变速箱换挡过程仿真得出的换挡力曲线,进行一定的公式换算,计算出应对空间凸轮施加的负载力矩,通过磁粉制动器进行负载力矩加载,加载情况下主要验证的是在负载作用下执行机构达到相应执行位移所需时间、换挡位移曲线是否有较大波动、换挡电机是否满足换挡需求等,实验结果表明执行机构能够在规定时间内达到相应执行位移,且位移曲线较为平稳,没有较大冲击。