必威体育精装版南京工业大学动力换挡变速器.ppt

图 6-9 DZ161 铲运机变速箱简图 2、自由度分析 行星式变速箱中，结构上成一体的构件看作一个旋转构件。每个旋转构件只有一个自由度，每个行星排有一个转速方程（约束方程）。因此，每组行星机构的自由度为： Y = m – n 式中：m—行星机构旋转构件数(不计行星轮)； n—行星机构行星排数。 Y = 5 – 3 3、档位数分析 自由度增多，档位数增多，换档操作件也增多。 机构具 有确定运动的条件是只有一个自由度，每操纵一个操作件（闭合一个制动器或接合一个离合器）系统便减少一个自由度。所以，二自由度变速箱有几个操作件就可以实现几个档位。 图 6-9 DZ161 铲运机变速箱简图 自由度越多，在同样行星排时可实现的档位数也越多、结构也越紧凑。 根据自由度计算公 式 ： Y = m – n 对两自由度变速箱的行星排数n为： n = m – Y= m – 2 在m个旋转构件中，除掉一个主动件和一个被动件，剩下的可以作为制动操纵件的构件数b也为： b = m – 2 因此，对于两自由度变速箱，制动操纵件数等于行星排数，每个行星排可以布置一个制动操纵件，因此，对一般两自由度行星变速箱来讲，有几个行星排就有几个非直接档。 两自由度变速箱中，任意两个旋转构件通过离合器结合在一起，就能将整个行星机构闭锁成直接传动。当行星变速箱中有闭锁离合器时，可以得到直接档。 图 6-9 DZ161 铲运机变速箱简图 4、行星变速箱转速分析 (1) 列出n个转速方程(以单行星轮为例) 目的：求各档传动比和各旋转构件（包括行星轮）在不同档位时的转速。 设变 速 箱 有n个行星排，共3n个基本元件。 (2) 列出连接方程 (3) 列出操纵方程 由于旋转构件数m=n+Y，则由3n个基本元件组成m个旋转构件的变速箱，可列出3n－m=3n－(n+Y) =2n－Y连接方程，即 设基 本元件X和Y连成一体，则有： nX=nY 例1：如图，已知行星变速箱α1、α2，输入转速ni=na。试求：该档位变速箱的传动比i和各旋转构件的转速。 解：1、列各行星排转速方程 2、列联接方程与控制方程 3、联立求解 行星轮相对于行星架的转速: 5、各构件的转矩分析 列各行星排转矩关系方程、转矩连接方程并求解 根据所设计机器的具体情况，将输人转矩Mi、输出转矩Mo中的一个作为已知量，方程组即可求得所有转矩值。 共有（3n+ Y+1）个线性无关的方程。 例2：如图所示，已知行星变速箱α1、 α2， 输入转矩Mi=Ma。试求各旋转构件的转矩。 求解得： 解：列出各行星排力矩平衡方程及转矩联接方程 三、行星传动的功率流分析 1、功率流的传递 1) 确定基本元件的旋转方向和转矩方向； 2) 把基本元件的旋转方向和所受外力方向标在相应受力点（太阳轮与行星轮啮合点，齿圈与行星轮啮合点，行星轮与行星架接触点）； 3）根据构件受力点的运动方向和所受外力方向判断输入或输出功率。 功率流 绘制步骤 如果一个构件受力点的运动方向与该点的所受外力方向相同，则此构件在该处输入功率；如果受力点的运动方向与该点的所受外力方向相反，则此构件在该处输出功率;如果没有运动，则该处不传递功率。 2、循环功率 在输出构件上功率分成两路，一路输出，而另一路则又流回去。整个机构的功率流可看作是两个功率流的合成，一条是传递功率流，传递路线为从输人到输出；另一条功率流的传递路线形成了一个封闭的功率回路，这部分功率始终在机构内部循环，不反映到外面来，这部分功率称为循环功率。 应该指出：存在循环功率的方案，只要循环功率的数值与传递功率数值相比很小，方案和其他方案相比又有某些显著优点，例如结构布置方便，行星排特性参数合理，或者该档位不常用等，仍可采用。 特 点： （1）只在内部循环往复，对外不表现。 （2）与主功率同生同灭。 （3）存在及大小仅取决于行星排结构。 危 害： 使齿轮传动负荷增大，啮合损失增加，传动效率下降。 使某些零件负荷增大，导致机构尺寸、重量加大，成本 增加。引起的机械能损失转换成热能，导致系统温度上升。 例3：如图所示，已知行星变速箱α1、α2、 输入转矩Mi=Ma，ni=na。试求系统的循环功率。 解：由分析可知，第一行星排行星架流入的功率为系统的循环功率。列转速和力矩方程得 一、传动简图设计 能以最少的行星排实现所需的档位数； 各行星排的特性参数α值恰当，使结构紧凑； 行星轮相对行星架的转速不得过高； 各操纵件的相对空转转速不能过高； 各档啮合传动效率高； 结构简单。 第三节