自动变速器作为内燃汽车及新能源汽车的必备装备,可以最大限度的提高动力装置的能源利用率和弥补动力源的自身缺陷。为进一步提高现有电液伺服的汽车自动变速器效率,响应复杂机电一体化系统的集成设计和智能控制发展趋势,提出了一种交流伺服控制的自动变速器及换挡装置,设计了齿轮变速器的新结构,完成了新型自动变速器设计及其操纵机构的控制策略。本文的研究主要包括:1)提出了一种交流伺服控制的新型自动变速器及其换挡装置,设计了以斜齿轮传动方式的新型自动变速器的总体方案,参照国产某型汽车动力装置参数,以发动机最大输入功率为80 kW,设计了电机直驱换挡装置的新型变速器总体结构,确定变速器最低挡传动比为3.5,最高挡传动比为0.75,公比为1.47。2)提出了一种以选挡螺母实现换挡操纵的新型换挡模式,设计了周向对称分布三对凸齿的异型螺母结构和与之配合的具有周向分布的三对凹齿的从动齿轮的新结构;采用选挡螺母与丝杠螺母副的螺母一体化结构,精简了换挡结构。根据换挡丝杆与选挡螺母的运动关系以及各挡从动齿轮转速的关系,研究了换挡时间与换挡速度之间的关系。利用UG软件建立了交流伺服控制自动变速器及换挡机构的三维模型,导入Adams软件中,得到了选挡螺母的换挡时间在0.6 s~0.8 s;对换挡机构中的关键零部件导入Ansys进行有限元静力分析,得到输出轴、换挡丝杆和选挡螺母的最大变形、最大应力等云图。3)建立了车辆自动换挡系统及传动系统的功率流。在MATLAB/Simulink中,基于搭建好的不同子模块的联系进行自动变速器的联合仿真,并对仿真结果进行了分析,结果显示在输入条件保持一致的状态下,车速随着节气门开度变化而变化;换挡逻辑进行自动换挡;并且实车和仿真曲线两者之间的吻合性极高,设计方案满足要求。