行星變速器杠桿設(shè)計法

黃宗益　賈王歡　李興華

(同濟大學, 上海 200092)

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行星變速器杠桿設(shè)計法

黃宗益賈王歡李興華

(同濟大學, 上海 200092)

本文闡述行星齒輪變速器杠桿設(shè)計法的基本思想、概念和理論，介紹用杠桿法進行行星齒輪變速器設(shè)計的具體方法和步驟，并通過1個設(shè)計實例來作詳細説明。 杠桿設(shè)計法將復雜難懂的行星齒輪變速器轉(zhuǎn)換成簡單易懂的杠桿系統(tǒng)，為人們理解、分析和設(shè)計行星齒輪變速器提供了有力工具，在本文中作者用杠桿法的觀點研究分析了行星齒輪變速器的組成結(jié)構(gòu)原理；分析說明了行星齒輪變速器各構(gòu)件間相互連接方式的各種可能性；總結(jié)歸納了行星齒輪變速器可能的傳動方案；并對行星齒輪變速器的傳動方案進行了全面的分類；為全面設(shè)計尋找行星變速器可能的最佳方案提供依據(jù)。在本文中作者還對行星齒輪變速器主要參數(shù)的選擇，如何實現(xiàn)變速換擋的原理和方法進行了說明。

[Abstract]This paper illustrates the basic idea,conception and theory of The Lever Analogy Method for planetary transmission, and introduces the main method and specific step of The Lever Analogy Method for planetary transmission, design examples are also given to show the details. The lever analogy method provides a powerful tool for people to understand and analyze planetary transmission, because it converts complicated planetary transmission into lever system which is much easier to understand. In this paper, The Lever Analogy Method is used to illustrate the principle of structural composition, the possible connections between different components, the possible transmission schemes, and the planetary transmission classifications. It lays the foundation of searching the best transmission scheme. Besides, this paper also illustrates the selection of important parameters and the theory of shifting.

行星齒輪變速器杠桿設(shè)計法 分杠桿圖合杠桿圖固定結(jié)構(gòu)和可變結(jié)構(gòu)(Variable Structure)變支點(Switched—input; Switched—output; Switched—Reaction)和變結(jié)構(gòu)(Switched—Lever geometry)換檔

0　前言

汽車、工程機械等的傳動系統(tǒng)上廣泛采用行星變速器，近年來隨著汽車的高速化，發(fā)動機功率和轉(zhuǎn)速的提高。對汽車動力性、經(jīng)濟性和換擋性能等要求的不斷提高，檔位數(shù)在增加；速比范圍不斷擴大；速比間隔逐漸變小。世界各先進公司都在努力開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單緊湊和性能優(yōu)良的多檔位行星變速器，技術(shù)領(lǐng)先的德國ZF公司首先開發(fā)了ZF8和ZF9行星變速器,已裝配在最新的高級轎車上,美國通用和福特公司正在準備推出9、10擋行星變速器,日本著名的艾星和加特可公司也開發(fā)了9、10行星擋變速器。近年來在國際上出現(xiàn)了大量行星變速器的專利，特別要提到的是：從2011至2013年德、美、日等國著名公司在我國申請了很多行星變速器專利, 這一切都說明了汽車的一個重要的基礎(chǔ)部件--行星變速器正在進行著更新?lián)Q代，因此與產(chǎn)品開發(fā)密切相關(guān)的行星變速器的設(shè)計技術(shù)已成為汽車技術(shù)中的一個熱點，正在進行技術(shù)革新。目前我國在行星變速器設(shè)計制造技術(shù)上相對還比較落后，基本上處于技術(shù)引進階段，但近年來我國已開始迅速追趕，正在和國外合作進行自行開發(fā)設(shè)計制造，例如：中俄聯(lián)合開發(fā)的九擋HAMN可變結(jié)構(gòu)PVST變速器;山東盛瑞傳動股份有限公司和德國大學、北京航天航空大學合作開發(fā)的行星和定軸混合式變速器，這些產(chǎn)品都正在裝車試用;也看到了我國發(fā)表的行星變速器專利，例如：北方車輛研究所的專利。

行星變速器設(shè)計是一項專門技術(shù)，雖不是先進技術(shù)，但卻是機械設(shè)計中的一個難點，行星變速器可以用數(shù)學(方程式)表示或幾何(杠桿)表示，早期人們采用數(shù)學法，並應用了計算機輔助設(shè)計，作者也對數(shù)學法進行過研究，但感到效果不好。早在20世紀60年代初，作者在舊蘇聯(lián)行星齒輪的書刊中就看到行星機構(gòu)的杠桿表示， 80和90年代美國汽車公司在汽車行星式自動變速器的解析和設(shè)計中提出了杠桿法思想，但可惜的是此后作者就沒有看到有關(guān)杠桿法進一步深入研究的有價值的資料和文獻。作者在長期和企業(yè)合作研究自動行星變速器過程中，意識到杠桿法是的先進好方法，它的概念清晰、直觀、形象、簡單明了、把看不懂的行星機構(gòu)變成了簡單易懂的杠桿系統(tǒng)，用和人的視覺直接相連的幾何圖形來表達，能直觀地知道行星機構(gòu)中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速和受力情況，機構(gòu)的傳動比變成為簡單的杠桿比，一眼就能看得出，更重要的是能很容易地理解行星變速器結(jié)構(gòu)組成原理，進一步明確可能實現(xiàn)的行星變速器結(jié)構(gòu)方案，從而可對行星變速器可能的方案進行較全面的分類，為行星變速器方案設(shè)計指明道路和方向。但作者在研究工作中感到杠桿設(shè)計法如何實際進行應用不明確，僅僅有想法不行，需要建立行星變速器杠桿設(shè)計法的基本觀點和基本理論，需要有完整具體的設(shè)計方法和步驟。近年來作者在企業(yè)委托的推動下，進行了較長期行星變速器杠桿設(shè)計法的研究，取得了成果，為企業(yè)提供了較多的7至11擋行星變速器方案，也申請了不少專利，并認真地進行了全面的總結(jié)歸納，在這里將研究總結(jié)內(nèi)容中基本部分向讀者作簡要介紹。

1　用杠桿法來分析行星變速器的組成原理

設(shè)計行星變速器首要的任務是理解行星變速器，用杠桿法來分析理解行星變速器是如何組成的，它的基本組成單元，組成的方式和形式，并列出其全部可能的組成方案，進行全面的分類，然后才能科學地進行有目標的全面搜索性設(shè)計。

1.1行星變速器基本組成單元

我們分析認為：行星變速器基本組成單元是不同行星排數(shù)組成的兩自由度固定結(jié)構(gòu)行星機構(gòu)，它是行星變速器不能再分割的基本運動構(gòu)件單元，用杠桿法觀點來看就很簡單，基本組成單元就是不同支點數(shù)的單杠桿。

行星變速器可用傳動簡圖來表示，杠桿法中可用與行星排數(shù)相對應的3支點杠桿組成的杠桿圖來表示，這種與傳動簡圖完全相對應(行星排數(shù)和構(gòu)件間連接關(guān)系)的杠桿圖我們稱為分杠桿圖。在分杠桿圖上，相連的節(jié)點可合并成一個點，因此雙行星排組成的兩自由度固定結(jié)構(gòu)行星機構(gòu)可合并為1個4支點杠桿；3行星排組成的行星機構(gòu)可合并為1個5支點杠桿，多行星排組成兩自由度固定結(jié)構(gòu)的行星機構(gòu)都可以用單杠桿來表示，合杠桿的支點數(shù)NL和組成的行星排數(shù)NP之間關(guān)系可用以下公式來表示：NL=NP+2。用合杠桿來表示行星變速器的杠桿圖，我們稱為合杠桿圖。應該說明：多行星排組成的行星機構(gòu)有不同的連接方式，雙行星排可組成4種行星機構(gòu)傳動簡圖，因此4支點合杠桿圖可分解為4種分杠桿圖；3行星排可組成30種行星機構(gòu)傳動簡圖，因此5支點合杠桿圖可分解為30種分杠桿圖。

杠桿法認為：行星變速器是由幾根不同支點數(shù)的杠桿連接組成，掛擋就是用結(jié)合元件把幾根杠桿連接起來，合成為有輸入、輸出和固定支點的一根簡單杠桿。

1.2杠桿法行星變速器的組成原理

杠桿法把行星變速器看作為杠桿系，其杠桿系組成原理中有三大要素:行星變速器的杠桿系組成方案；杠桿間是否有固定連線；是否采用固定的輸入點、制動點和輸出點。

目前汽車和工程車輛的新型行星變速器大多數(shù)擋位數(shù)在6和10之間。采用3和4行星排，下面以3、4行星排行星變速器為例來對三要素進行說明。

1.2.1行星變速器的組成方案

3行星排行星變速器可由3種杠桿組成產(chǎn)生：3支點杠桿，單行星排機構(gòu)；4支點杠桿，雙行星排機構(gòu)；5支點杠桿，3行星排機構(gòu)。

因此3行星排行星變速器的傳動杠桿系組成方案有三種可能性，如圖1所示：

我們分別稱為：

123

圖13行星排組成方案

Fig.1Structure form of 3-planetary gearset

1. 1+1+1方案：由3根3支點杠桿組成的方案。

2. 1+2方案：由1根3支點杠桿和1根4支點杠桿組成的方案。

3. 5支點固定結(jié)構(gòu)方案：由1根5支點杠桿組成的方案。

4行星排行星變速器可由4種杠桿組成產(chǎn)生：3支點杠桿，單行星排機構(gòu)；4支點杠，雙行星排機構(gòu)；5支點杠桿，3行星排機構(gòu)；6支點杠桿，4行星排機構(gòu)。

因此4行星排行星變速器的傳動杠桿系組成方案有五種可能性，如圖2所示：

12345

圖24行星排組成方案

Fig.2Structure form of 4-planetary gearset

我們分別稱為：

1. 1+1+1+1方案：由4根3支點杠桿組成的方案。

2. 1+1+2方案：由2根3支點杠桿和1根4支點杠桿組成的方案。

3. 1+3方案：由1根3支點杠桿和1根5支點杠桿組成的方案。

4. 2+2方案：由2根4支點杠桿組成的方案。

5. 6支點固定結(jié)構(gòu)方案:由1根6支點杠桿組成的方案。

1.2.2杠桿間采用的固定連線

1+2、1+3和2+2方案是2個杠桿組成方案，2杠桿間能有0或1根固定連線。

1+1+1、和1+1+2方案是3個杠桿組成方案，杠桿間能有0至3根固定連線。

1+1+1+1是4個杠桿組成方案，杠桿間能有1至4根固定連線。

1.2.3是否采用的固定支點

設(shè)計中采用固定支點可能有以下方案：

采用單個固定支點：固定輸入點或固定輸出點或固定制動點。

采用兩個固定支點：固定輸入點和固定輸出點、固定輸出點和固定制動點、固定輸入點和固定制動點。

采用三個固定支點：輸入點、輸出點和制動點都是固定的。

一般行星變速器輸出點是固定的，即行星機構(gòu)的輸出構(gòu)件直接和變速器輸出軸相連，因為變速器的速比是變化的，輸出力矩隨速比而變，變輸出通過輸出離合器與輸出軸相連，對輸出離合器容量設(shè)計是不利的，但從專利資料中我們看到個別的行星變速器也有采用變輸出的。

杠桿法把行星變速器看作是一個杠桿系，它是由幾根相同支點數(shù)或不同支點數(shù)的杠桿組成，杠桿間采用不同數(shù)量固定連線，杠桿圖中節(jié)點(行星變速器中構(gòu)件)可以直接和輸入軸、和輸出軸、和機體相連，這些節(jié)點我們稱為固定支點。在杠桿系上布置可以接合和分離的離合器和制動器就組成了行星變速器。這三要素概括了行星變速器所有組成的方式和全部可能性，我們可以根據(jù)它來對行星變速器進行全面分類，進行針對性的設(shè)計。

2　行星變速器杠桿法設(shè)計基本觀點和原理

行星變速器主要設(shè)計要求是：實現(xiàn)所需的擋位數(shù)和各擋速比值(要求在允許的速比誤差范圍內(nèi))。

行星變速器設(shè)計要選擇的設(shè)計參數(shù)是：行星排數(shù)、自由度數(shù)和結(jié)合元件數(shù)。

2.1行星排數(shù)的選擇

行星變速器擋位數(shù)與行星排數(shù)有關(guān)，行星排數(shù)越多能實現(xiàn)的擋位數(shù)越多。應該説明各擋速比都是行星排特性參數(shù)K值的函數(shù)I=F(K1,K2…)，X個行星排只有X個獨立變量(K值), 除直接擋外，實際上只能精確實現(xiàn)X個擋速比(包括倒擋),因此行星排數(shù)少而擋位數(shù)要求多的情況, 湊速比時較難得到滿足實際要求的速比值,而且結(jié)構(gòu)會較復雜 (因結(jié)合元件要求多)。因此我們認為：2行星排一般用于4前進擋(F4R1)變速器(可設(shè)計超過F4)； 3行星排宜用于5至8擋(可設(shè)計超過F8)；4行星排宜用于7至10擋(可設(shè)計超過F10)。

2.2自由度數(shù)和變速原理

將行星變速器轉(zhuǎn)換成杠桿系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換后的杠桿系統(tǒng)有兩種可能：

2.2.12自由度固定結(jié)構(gòu)(杠桿系合并為單杠桿)

3行星排的5支點杠桿方案，4行星排的6支點杠桿方案。都是可以用單杠桿來表示的2自由度固定結(jié)構(gòu)，直接就可以成為杠桿傳動機構(gòu)，僅需設(shè)定輸入點、輸出點和固定制動點，這種固定結(jié)構(gòu)方案因不能采用變結(jié)構(gòu)換擋，只能采用變支點換擋，能實現(xiàn)的擋位數(shù)較少。變支點換檔方式有以下三種：

變輸入點：通過輸入離合器改變輸入點換擋。

變制動點：通過制動器B改變固定制動點換擋。

變輸出點：通過輸出離合器改變輸出點換擋。

2.2.2多自由度可變結(jié)構(gòu)

如1+2、1+1+1、1+3、2+2、1+1+2和1+1+1+1方案。都是不能用單杠桿來表示的可變結(jié)構(gòu)，不能直接作為杠桿傳動機構(gòu)，需要用結(jié)合元件(離合器或制動器)將杠桿支點連接起來，使其變?yōu)槟苡脝胃軛U來表示的2自由度固定結(jié)構(gòu)，才能杠桿傳動。將支點連接起來的離合器和制動器分別稱為連接離合器CC和連接制動器BC。可變結(jié)構(gòu)可通過連接結(jié)合元件進行接合變換,轉(zhuǎn)換成多種單杠桿固定結(jié)構(gòu)形式,以實現(xiàn)變結(jié)構(gòu)換擋。多自由度可變結(jié)構(gòu)因為除了采用變支點換擋外，還可以采用變結(jié)構(gòu)換擋，因此可以得到更多擋位數(shù)，目前新型行星變速器都采用變結(jié)構(gòu)方案，但變結(jié)構(gòu)變速器的設(shè)計難度較大。

我們杠桿法中采用的自由度計算公式為：F=2NP-C-D+1。

NP:行星排數(shù)

C:行星排間構(gòu)件間連接數(shù)(杠桿節(jié)點間連接數(shù))

D:固定輸入點、固定輸出點和固定制動點之和以圖3為例來進行說明：NP:3行星排，C:行星排間構(gòu)件間連接數(shù)為2，有固定輸入點、固定輸出點和固定制動點;D=3。

F=2×3-2-3+1=2自由度 該變速器是2自由度可變結(jié)構(gòu)，結(jié)合元件布置采用了4CC和2B。

(a) 分杠桿圖(無結(jié)合元件)

(b) 分杠桿圖(有結(jié)合元件)

(c) 合杠桿圖

2.3擋位數(shù)(D)與結(jié)合元件數(shù)(N)、變速器自由度(F)的關(guān)系

結(jié)合元件數(shù)N：結(jié)合元件數(shù)越多則變支點和變結(jié)構(gòu)換擋的可能性越多，能得到的變速擋位數(shù)也隨著增多，目前一般行星變速器采用4至6個，采用6個以上結(jié)合元件可實現(xiàn)的擋位數(shù)更多，且設(shè)計尋找滿足各擋位速比值要求的方案比較容易，但我們認為：行星變速器擋位數(shù)在6至10擋范圍內(nèi)，采用6個以上結(jié)合元件，結(jié)構(gòu)較復雜且沒有必要。目前我們見到的行星變速器方案中結(jié)合元件數(shù)最多為7個。

變速器自由度數(shù)F:增加自由度需增加結(jié)合元件數(shù)，例如采用5自由度，從排列組合原理可知結(jié)合元件數(shù)至少7個，且設(shè)計難度隨著自由度數(shù)增多而增加，目前行星變速器一般采用2-4自由度。

擋位數(shù)D:對3和4行星排行星變速器，根據(jù)排列組合：

因此要實現(xiàn)10個以上擋位，必須采用6結(jié)合元件。

應該說明排列組合數(shù)僅僅表示理論上可能實現(xiàn)擋位數(shù)的極限值，實際上能實現(xiàn)的擋位數(shù)。由于受各種因素和設(shè)計要求的限制，低于理論極限值。

3　行星變速器杠桿設(shè)計法的方法和步驟

下文舉一個實例來說明:

3.1確定設(shè)計目標

設(shè)計要求：十擋變速器(前進10擋、后退1擋)，假設(shè)滿足的各擋速比值如表1所示，并設(shè)定各擋速比值的允許誤差范圍。

表1　各擋速比值

3.2行星變速器傳動合杠桿圖設(shè)計

應在OS原則下(ONE SHIFT即結(jié)合元件分離和接合各1個實現(xiàn)換擋)滿足擋位數(shù)要求，來設(shè)計確定合杠桿圖。雖然有些著名公司設(shè)計的行星齒輪變速器不滿足ONE SHIFT原則，在實際中仍在使用，但對換擋控制來說是不利的，我們認為不宜采用。在合杠桿圖上布置好結(jié)合元件，并設(shè)計確定輸入點、輸出點和制動點，設(shè)計確定杠桿間的連接變化關(guān)系(見圖5)。畫出能實現(xiàn)的各個擋位傳動杠桿圖(見圖6)。應該說明：如何按擋位數(shù)要求來布置結(jié)合元件，設(shè)定輸入點、輸出點和制動點，這是杠桿法設(shè)計中的重點和難點，需要另外寫稿來說明。

設(shè)計例舉的傳動合杠桿圖見圖4: 2個4支點杠桿，左側(cè)第一4支點杠桿上布罝了1個輸入離合器C1和2個制動器B1、B2；第二4支點杠桿上布罝

圖4　合杠桿圖

了1個輸入離合器C2和1個制動器，兩個4支點杠桿支點之間有一條固定連線和一個離合器C3。

該設(shè)計方案能滿定設(shè)計要求，可得到10個前進擋(7個減速擋，1個直接擋，2個超速擋)和1個倒擋，各擋位傳動杠桿圖如圖5所示：

3.3根據(jù)各擋速比要求確定杠桿圖中各段長度尺寸(a、b、c、d見圖5)

在杠桿法中，速比就是輸入和輸出的杠桿比：IX=±Li/Lo

IX：第x擋速比。

Li：輸入點到制動點長度。

Lo：輸出點到制動點長度。

當制動點位于輸入點和輸出點之間時速比取負為倒擋；當輸出點位于輸入點和制動點之間時為減速擋；當輸入點位于輸出點和制動點之間時為增速擋。各擋速比計算公式是杠桿各段長度尺寸a、b、c、d的函數(shù)：IX=f(a、 b 、c 、d)

根據(jù)各擋要求的速比值和各擋速比值的允許誤差，并力求滿足各擋速比的理想值，來確定杠桿各段長度尺寸a、b、c、d；這是優(yōu)化設(shè)計計算過程，我們編制優(yōu)化設(shè)計程序，通過計算機運算就能很快求得杠桿各段長度尺寸a、b、c、d。該例求得的計算結(jié)果如表2所示：其中a=0.37、b=1.01、c=0.41、d=0.78。

3.4確定行星變速器分杠桿圖及其K值

合杠桿圖沒有確定行星變速器具體結(jié)構(gòu), 需要拆分為行星變速器分杠桿圖，然后再轉(zhuǎn)化為行星變速器傳動簡圖，行星變速器設(shè)計方案才完全確定。

倒擋1擋2擋3擋4擋5擋6擋7擋8擋9擋10擋

圖5　各擋杠桿圖

本方案為2+2型，由兩個4支點杠桿單元組成，因此需要分別對這兩個4支點杠桿進行拆分討論, 這里只討論單行星輪行星排的方案(雙行星輪行星排探討方法相同)。

拆分：將4支點杠桿拆分成三支點杠桿，分別從4個支點中取出3個支點，組成三支點杠桿，總共有如圖6所示4種可能情況：

將第一4支點杠桿和第二4支點杠桿分別拆成對應的3支點杠桿，并考慮在杠桿中齒圈R與太陽輪S可倒置，總共可產(chǎn)生8種可能性，分別由a、b、c、d，值分別計算求得每種3支點杠桿的K(行星排特性參數(shù))值，其結(jié)果如圖7所示。

4支點杠桿3支點杠桿(a)(b)(c)(d)

圖64支點杠桿

Fig.64-node divided lever diagram

我們知道行星變速器中行星排的K值有一定的取值范圍(一般是1.5—5)，去除K值不滿足要求的3支點杠桿，保留滿足K值要求的3支點杠桿。結(jié)果得到第一4支點杠桿有2種3支點杠桿的可能性，第二4支點杠桿有3種3支點杠桿的可能性，如圖8所示：

第一4支點杠桿K值 0.37 2.70 1.38 0.72 0.74 1.36 2.73 0.37第二4支點杠桿K值 0.41 2.44 1.19 0.84 0.55 1.81 1.90 0.53

圖74支點杠桿K值

Fig.7K of 4-node divided lever diagram

3支點杠桿第一4支點杠桿第二4支點杠桿K值2.702.732.441.811.90

圖8滿足K值的分杠桿

Fig.84-node divided lever diagram that satisfy the

request of K

將圖8中滿足K值要求的3支點杠桿排列組合成4支點杠桿，如圖9所示。

第一4支點杠桿第二4支點杠桿

圖94支點杠桿組成可能性

Fig.9possible construction of 4-node divided lever diagram

3.5進行結(jié)構(gòu)成立性和結(jié)構(gòu)合理性探討，確定實際的具體設(shè)計方案

將圖9中2個4支點杠桿分杠桿圖排列組合起來，可得3種可能方案，如圖10所示。

(a)(b)(c)

圖10三種可能方案

Fig.10three possible scheme

行星排順序可以改變，結(jié)合元件在傳動簡圖上的布置位置也可以改變，因此每種方案又有多種變化形式。在圖11中列出了三種可能方案的多種變化形式，并分別畫出了分杠桿圖和相應的行星機構(gòu)傳動簡圖。

最后根據(jù)行星變速器設(shè)計基本原則和要求,對圖11中各傳動方案圖進行具體地性能分析對比，從結(jié)構(gòu)上檢驗所有方案的結(jié)構(gòu)成立性;探討結(jié)構(gòu)復雜性;結(jié)合元件布置合理性等，從眾多可能的方案中審核得出我們認為的最佳方案，從而完成設(shè)計任務。本實例中，我們建議采用的方案如圖12和表3所示：

4　結(jié)束語

行星變速器非常復雜，設(shè)計可能性范圍很廣，設(shè)計難度很大，行星變速器的設(shè)計技術(shù)不是很容易能掌握的。作者對評價行星變速器的設(shè)計好壞和水平提出了一系列指標，要滿足此評價指標，設(shè)計出很高水平的行星變速器要做大量的工作，需化費巨大的勞力，當然可以編制計算機智能優(yōu)化設(shè)計軟件，但行星變速器的設(shè)計技術(shù)不是重要關(guān)健技術(shù)，只是產(chǎn)品具體開發(fā)時才需要 。作者僅希望本文能對從事這方面工作而感到旡從入手的科技工作者有所幫助。

最后應該指出：杠桿法是應用于各種行星機構(gòu)設(shè)計和分析的普遍方法，不僅是用于行星齒輪變速器設(shè)計，還可用于其他各種行星機構(gòu)的設(shè)計中：例如履帶車輛雙流行星機構(gòu)傳動，汽車和工程機械各種混合傳動(機液、機電和電液)等等，因此作者認為有必要重視和應用推廣杠桿法。

科技是一種特殊的娛樂,作者創(chuàng)造性地為讀者提供了一個行星齒輪變速器設(shè)計的科技游戲,有興趣者不妨來試試！

(1)K1=2.70K2=2.73K3=2.44K4=1.90(2)K1=2.70K2=2.73K3=1.90K4=2.44(3)K1=2.73K2=2.70K3=2.44K4=1.90(4)K1=2.73K2=2.70K3=1.90K4=2.44構(gòu)造不成立構(gòu)造不成立(5)K1=2.70K2=2.73K3=2.44K4=1.81(6)K1=2.70K2=2.73K3=1.81K4=2.44(7)K1=2.73K2=2.70K3=2.44K4=1.81(8)K1=2.73K2=2.70K3=1.81K4=2.44構(gòu)造不成立構(gòu)造不成立(9)K1=2.70K2=2.73K3=1.90K4=1.81(10)K1=2.70K2=2.73K3=1.81K4=1.90(11)K1=2.73K2=2.70K3=1.90K4=1.81(12)K1=2.73K2=2.70K3=1.81K4=1.90

圖11分杠桿圖及傳動簡圖

Fig.11divided lever diagram and transmission scheme

表3　各擋結(jié)合元件狀態(tài)表

各行星排特性參數(shù)值:K1=2.72;K2=2.70;K3=1.80;K4=2.4

[1]Howard L Bcniord, Maurice B Leising, The Lever Analogy. A New Tool in Transmission Analysis SAE 810102.

[2]Craig S Ross, William D. Route. A Method for Selecting Parallel-Connected, Planetary Gear Train Arrangement for Automotive Automatic Transmissions SAE 91194.

[3]住 泰夫 遊星齒車列の自動檢索システムの研究 JSAE9436620.

[4]2012國際先進汽車自動變速器技術(shù)研討會資料:1) NAMI行星齒輪式可變結(jié)構(gòu)變速器, 2) 山東盛瑞傳動變速器, 3) ZF最新9速自動變速器產(chǎn)品.

[5]專利資料:通用公司中國專利：CN 103244621 2013-8-14; CN 103244622 2013-8-14; CN 103216587 2013-7-24.寶馬公司中國專利: CN 103154568 2012-12-12. 本田公司中國專利: CN 10246605 2012-5-23. 腓特列斯公司中國專利: CN 103270388 2013-8-28. 中國北方車輛研究所中國專利: CN 103511565 2014-1-15. 艾星公司國際專利:WO 2013/146013 A1 2013-10-3. JATCO公司公開特許公報 特開2011—174520 2011-9-8.

[6]宗益. 李興華 吳光強. 現(xiàn)代轎車自動變速器原理和設(shè)計[M].上海：同濟大學出版社，2006.

[7]李興華，黃宗益，張承航.三自由度行星變速器傳動方案設(shè)計[J].中國機械工程.2002.13(20):1727-1730.

[8]劉釗, 趙世琴, 黃宗益. 用杠桿模擬法建立行星變速器動力學模型[J].汽車工程，2000.22(4)：274-277.

[9]黃宗益, 陳明. 計算機輔助齒輪機構(gòu)分析 同濟大學學報1991年6月第19卷第2期.

Lever Analogy for planetary transmission design

HuangZongyiJiaWanghuanLiXinghua

(TongjiUniversity,Shanghai200092)

planetary-gear transmissionmethod of lever designdivided lever diagramgeneral lever diagramunvariable and variable structureshifting by node change(入Switched—input; Switched—output; Switched—Reaction) and structure change shifting

1006-8244(2016)02-003-08

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