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1、第３８卷第１１期基于速度圖解法優(yōu)化分析拉維娜式行星齒輪變速器的傳動(dòng)方案１６５文章編號(hào)：１００４－２５３９（２０１４）１１－０１６５－０３基于速度圖解法優(yōu)化分析拉維娜式行星齒輪變速器的傳動(dòng)方案張玉書(shū)岳東鵬（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)汽車(chē)與交通學(xué)院，天津３００２２２）摘要提出利用特殊形式的雙行星式齒輪排替代其一般形式來(lái)優(yōu)化拉維娜式行星齒輪變速器機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析過(guò)程。遵循文中闡述的基本原則，利用速度圖解法分析了典型的傳動(dòng)方案并繪制了各方案的矢量圖。通過(guò)對(duì)比速度圖解法與解析法計(jì)算的傳動(dòng)比，驗(yàn)證了此種優(yōu)化方法的正確性。關(guān)鍵詞速度圖解法拉維娜式行星齒輪變速器傳動(dòng)方
2、案優(yōu)化ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｃｈｅｍｅｏｆＲａｖｉｇｎｅａｕｘＰｌａｎｅｔａｒｙＧｅａｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＶｅｌｏｃｉｔｙＧｒａｐｈｉｃＭｅｔｈｏｄＺｈａｎｇＹｕｓｈｕＹｕｅＤｏｎｇｐｅｎｇ（ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２２２，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＵｓｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｆｏｒｍｏｆｄｕａｌｐｌａｎｅｔａｒｙｇｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｕｐｅｒｓｅｄｉｎｇｉｔｓｇｅｎｅｒａｌ
3、ｆｏｒｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆＲａｖｉｇｎｅａｕｘｐｌａｎｅｔａｒｙｇｅａｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｇｒａｐｈｉｃｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｖｅｃｔｏｒｄｉａｇｒａｍｏｆｅｖｅｒｙｃａｓｅｆｏｌ－ｌｏｗｉｎｇｉｓｄｒａｗｎｔｈｒｏｕｇｈｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｈｅｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓ
4、ｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｖｅｌｏｃｉｔｙｇｒａｐｈｉｃｍｅｔｈｏｄａｎｄａｎａ－ｌｙｔｉｃｍｅｔｈｏｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＶｅｌｏｃｉｔｙｇｒａｐｈｉｃｍｅｔｈｏｄＲａｖｉｇｎｅａｕｘｐｌａｎｅｔａｒｙｇｅａｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ０引言速度圖解法也稱(chēng)為矢量法，是分析行星齒輪變速器傳動(dòng)方案的常用方法，特別是在分析目前轎車(chē)上普遍應(yīng)用的辛普森（Ｓｉｍｐｓｏｎ）式自動(dòng)變速器時(shí)，其直觀方便的特點(diǎn)
5、尤為突出。但是卻較少應(yīng)用于拉維娜（Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘ）式自動(dòng)變速器的傳動(dòng)分析，這是因?yàn)槔S娜式變速器包含一個(gè)雙行星式齒輪排，而辛普森式變速器的齒輪排都是單行星式［１－２］。當(dāng)直接利用速度圖解法分析拉維娜式行星齒輪變速器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，矢量圖的繪制過(guò)程非常繁瑣。本文中提出的優(yōu)化分析方法主要就是解決矢量圖的繪制困難，同時(shí)也提供了一種新的傳動(dòng)比計(jì)算方法。１拉維娜式行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)典型的拉維娜式行星齒輪變速器采用雙行星排組合，如圖１所示，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：兩行星排共用行星架和齒圈，小太陽(yáng)輪１、短行星輪３、長(zhǎng)行星輪６、行星架５及齒圈４組成一個(gè)雙行星輪式
6、行星排，大太陽(yáng)輪２、長(zhǎng)行星輪６、行星架５及齒圈４組成一個(gè)單行星輪式行星排。其具有４個(gè)獨(dú)立元件：小太陽(yáng)輪、大太陽(yáng)輪、行星架和齒圈。行星架上的兩套行星齒輪相互嚙合，其中短行星齒輪與小太陽(yáng)輪嚙合，長(zhǎng)行星齒輪與大太陽(yáng)輪嚙合的同時(shí)與齒圈嚙合［３］。１小太陽(yáng)輪２大太陽(yáng)輪３短行星輪４齒圈５行星架６長(zhǎng)行星輪圖１拉維娜式行星齒輪變速器２分析方法及原則拉維娜式自動(dòng)變速器的長(zhǎng)短行星輪的嚙合點(diǎn)、長(zhǎng)行星輪與齒圈及大太陽(yáng)輪的嚙合點(diǎn)、短行星輪與小太陽(yáng)輪的嚙合點(diǎn)沒(méi)有分布在一條直線上，如圖１ｂ所示。所以在已知某個(gè)行星輪的瞬心及其上一點(diǎn)的線速度１６６機(jī)械傳動(dòng)２０１４年時(shí)，要通過(guò)
7、繪制很多的輔助線才能求出其他元件的線速度，如圖２所示為小太陽(yáng)輪輸入、大太陽(yáng)輪固定、齒圈輸出時(shí)的速度矢量圖。２．１分析過(guò)程簡(jiǎn)化方法為提高利用速度圖解法分析拉維娜式行星齒輪變速器機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的效率，我們根據(jù)傳動(dòng)比的大小與行代表小太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速；⑤齒圈、行星架和大、小太陽(yáng)輪的公共旋轉(zhuǎn)中心為Ｏ速度始終為零。３傳動(dòng)方案的確定ｒＲ設(shè)齒圈轉(zhuǎn)速為ｎＲ；大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速為ｎＳ１；小太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速為ｎＳ２；行星架轉(zhuǎn)速為ｎＰＣ。則前、后兩排的轉(zhuǎn)速特１星齒輪半徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，將與小太陽(yáng)輪嚙合的短行星性參數(shù)分別為α＝，ｒＲ。轉(zhuǎn)速特性方程組為齒輪進(jìn)行縮小，直到短行星輪的直徑剛好等于大
8、小太ｒＳ１α２＝ｒＳ２陽(yáng)輪半徑之差，如圖３ａ所示的特殊形式。本文將在后面通過(guò)比較幾何圖形方法與解析法計(jì)算出來(lái)的傳動(dòng)比來(lái)驗(yàn)證這種方法的
