混合动力汽车行星齿轮机构的方案设计与优选

行星齿轮机构因其结构紧凑、传动比大和承载能力强等优点被越来越多地作为多能源动力耦合机构,应用于混合动力汽车中。为了得到所有满足要求拓扑特性的行星齿轮机构方案,并从中优选出混合动力汽车行星齿轮耦合机构的新型方案,以作为后续分析设计的参照,首先采用创造性设计法,设计产生一系列具有要求拓扑特性的行星齿轮机构方案;然后根据行星齿轮传动和混合动力汽车多能源动力耦合机构的设计要求,并结合矩阵理论,提出HEV-PGCM的方案评价指标及评价方法,并应用此方法对各个方案进行了方案的可行性判别、分析与优选。结果表明:此方法具有通用性和一般性,可以实现HEV-PGCM的方案评价与优选,为HEV-PGCM后续设计与分析提供参考方案。     

新型插电式行星齿轮混合动力系统设计与仿真分析

以提高插电式混合动力汽车续航里程和燃油经济性为目的 ,提出了一种可实现多种动力模式的新型行星齿轮传动装置,并制定了与工作模式相适应的控制策略.以某国产SUV车型为基础,应用ADVISOR软件搭建整车仿真模型,并对车辆的控制策略进行了二次开发,在CYC-NEDC行驶工况下进行了纯电驱动模式和混合动力模式仿真实验.结果 表明,新型混合动力SUV纯电动续航里程较单电机增加了16.7％;混合动力模式下车辆能量消耗减少了22.8％,提高了燃油经济性.     

双排行星齿轮式动力耦合机构动力学特性分析

动力耦合机构是混合动力汽车主要振动噪声源之一。以某混合动力汽车用双排行星齿轮动力耦合机构为研究对象,建立了行星轮、行星架、齿圈和轴系等部件的三维模型,并用UG装配模块对整个系统进行了装配。通过ANSYS Workbench进行模态分析,得到动力耦合机构前二十阶模态。对动力耦合机构固有频率分析,其振动主要以两行星排中行星轮的扭转振动为主,且固有频率较大,能有效避免与发动机及电机之间产生共振。     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

丰田PRIUS混合动力传动系统分析与建模

混合动力汽车传动系统的建模是混合动力汽车传动系统能量控制策略开发、仿真和优化的基础。对比分析了三代丰田PRIUS混合动力传动系统的结构和基本工作原理,建立了传动系统发动机、动力分离装置、电动/发电机和动力用蓄电池等各子系统模型,基于统一的动力传动系统结构建立了丰田PRIUS混合动力传动系统的运动学、动力学和能量守恒模型。     

混合动力重卡行星传动系统振动噪声分析

以一款新型混合动力重卡为研究对象,研究其行星传动系统处于高速状态下的振动噪声情况以及各动力源动态响应特性.文中基于Romax软件建立了行星传动系统中的轴、轴承和齿轮组模型,并经过装配得到行星传动系统的三维模型.在车辆处于高速挡时,分析了由行星排传递误差激励下引起的行星传动系统的啸叫噪声,该过程有利于行星传动系统的结构优...     

一种双排行星轮系动力耦合方案设计与仿真

本文介绍了一种新型双排行星轮系动力耦合方案,对其结构进行分析。这种动力耦合机构由两排行星轮系和四个离合器构成,拥有3个自由度和两个机械点。参考模型车对基于此动力耦合机构的GFE混合动力汽车进行参数匹配。在MATLAB\SIMULINK\STATEFLOW环境下建立了针对此动力系统的逻辑门限值能量管理控制策略,应用AVL CRUISE软件对建立了GFE混合动力汽车的整车模型,最后进行联合仿真。仿真结果表明这种动力耦合方案与其控制策略可以有效提高混合动力汽车的燃油经济性。     

混合动力汽车动力传动系统控制策略优化研究

模糊控制策略应用在混合动力汽车上有鲁棒性和非线性能力强、实时性好的优势,但是控制策略的制定主要根据专家经验,具有一定主观性,一般情况下无法获得全局最优。将遗传算法应用于求解混合动力汽车控制策略参数优化问题。以某并联式混合动力汽车为原型,设计模糊控制策略,并采用遗传算法以最小化油耗和排放为目标对控制策略进行优化。仿真结果表明,应用遗传算法经过离线参数优化可以找到一组全局最优的参数,使得油耗和排放都有明显降低。     

超轻度混合动力传动系统匹配控制仿真分析

为以更低的制造成本,实现轻度混合动力传动系统节省燃油和降低排放的控制效果,以新型回流式无级自动变速传动系统为基础,利用其大的速比变化范围、较低转速时传动效率高和承载能力大的特点,克服轻/微度混合动力传动系统不具备纯电动驱动工况的局限性,通过采用新的传动方式和匹配控制策略,开展基于大速比变化范围的混合动力传动系统匹配设计理论与控制方法的研究。试验结果表明,超轻度混合动力汽车节油率可达到13.02%,其中回流式无级变速器的节油贡献率为1.88%。     

新型行星齿轮插电式混合动力系统设计与仿真分析

提出了一种新型行星齿轮插电式并联混合动力传动装置。利用优化算法得到了行星齿轮传动装置的主要参数。为了评估其燃油经济性和动力性能,参照国产某品牌SUV车型参数,基于ADVISOR软件建立了插电式混合动力车辆的仿真模型,在NEDC循环工况下对该插电式混合动力车辆模型进行了电荷耗尽模式和持续充电模式仿真。结果表明,所提出的新型混合动力系统能够满足GB/T 32694—2016要求。新型行星齿轮插电式混合动力系统仅使用一台电动机,混合动力装置结构紧凑,价格低廉,占用空间小。     

行星轮系的机架变换与传动比变化规律的研究

转换机架法是机构创新的重要方法,在轮系的创新设计中有重要应用前景.文中以最简单的轮系为创新基础,探讨机架变换后的新轮系与原轮系的传动比关系,得出重要结论:以轮系系杆为输出构件时的传动比与系杆固定时机构的传动比之和为1.然后对该结论进行证明,再通过典型的行星轮系、少齿差传动、平动齿轮传动和复杂的混合轮系的机架变换进行传动比的计算,验证了该结论的正确性.最后阐明了该结论在复杂行星轮系传动比计算中的重要作用.     

行星轮系的可靠性优化设计

介绍对2K-H（NGW）行星轮系的优化设计方法，给出了其数学模型建立方法和计算程序，根据具体设计条件，利用该计算程序可以得出满足可靠性要求的优化设计方案。     

An investigation on the influence of modification parameters on transmission characteristics of planetary gear system

A new gear tooth modification model of planetary gear system was established by considering the characteristics of tooth longitudinal crowning modification and tooth profile modification. Using this model, the influences of modification parameters on the time-varying mesh stiffness, transmission error, contact spots and dynamic response of the planetary gear system were analyzed through numerical analysis. The results show that tooth profile modification can effectively restrain the mesh stiffness sudden variation in the single and double tooth alternation of both the internal and external mesh pairs, and significantly decrease the transmission error fluctuation. However, longitudinal crowning modification has no marked influence on mesh stiffness sudden variation or transmission error fluctuation. The tooth profile modification can significantly reduce the sudden variation of tooth surface load during gear mesh course. Longitudinal crowning modification can make the tooth surface load evenly distributed in tooth width direction. When the external meshing pairs are modified at the tooth profile individually, the magnitude values of main response resonance peaks of internal meshing pairs have a great reduction, but those values of external meshing pairs change slightly. In the case of tooth profile modification of the internal meshing pairs, the phenomenon is reversed. By contrast with tooth profile modification, longitudinal crowning modification has little influence on the resonance peaks of internal and external meshing pairs.

     

内齿行星轮传动的平衡

通过对内齿行星轮传动中的三环减速器的平衡分析，构造出了可达到动平衡要求的内齿行星轮传动的设计方案。     

基于直廓内齿轮的行星轮系传动误差分析

直廓内齿轮代替渐开线内齿轮在加工精度、加工效率和加工成本上都有独特的优势,并且已在试验中得以证明.由于直廓内齿轮的行星轮系是多对齿轮副啮合,既有太阳轮与行星轮的渐开线齿轮副,又有行星轮与内齿轮的非渐开线齿轮副.因此,轮齿接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)中必然存在传动误差(Transmission Error,TE).文中通过建立系统中产生传动误差的齿轮副啮合模型,给出基于直廓内齿轮行星轮系传动误差的求解方法.最后,在多体动力学仿真软件Recurdyn中建立了行星轮系的刚柔耦合动力学模型,进行轮齿承载接触分析(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA).     

基于UG/CAE的行星轮系传动分析

探讨在UGNX5.0运动分析模块中建立行星轮系的运动仿真模型,分析提交解算后不同的工况下的仿真结果,然后运用UG NX5.0的有限元分析模块分别对太阳轮、行星轮和齿圈进行了有限元分析,结果表明,设计的行星轮系在运动学方面能够满足矿用绞车的使用要求,可以避免因应力问题而造成不良事故.     

液力变速器行星齿轮传动接触分析

利用三维建模软件UG精确地建立了行星齿轮传动的三维模型,并在分析时进行了相应简化。选定变速器四挡工况,运用ANSYS Workbench对参与传动的P3行星齿轮机构进行静态接触分析和瞬态动力学分析,得到了齿轮啮合的最大接触应力值、轮齿变形量、最大瞬态冲击力以及冲击力稳态值,验证了设计结构强度和可靠性,并与理论结果进行对比验证了软件分析的正确性。     

A study on the bending stress of the hollow sun gear in a planetary gear train

Generally, planetary gear type traveling reduction gear is composed of multiple planetary gear stages and has a hollow sun gear in the last stage planetary gear. In designing reduction gear, it is important to evaluate accurately the bending stress at the tooth root of the sun gear as the sun gear is the weakest component in the reduction gear system. Although bending stress can be calculated easily using gear standard codes such as the American Gear Manufacturers Association (AGMA) and International Organization for Standardization (ISO) 6336 for almost all gears, meticulous calculation is needed for the hollow sun gear because of its low backup ratio (rim thickness divided by tooth height) and comparatively large root fillet radius. In this study, a finite element analysis (FEA) is carried out to investigate the effect of rim thickness and root fillet radius on bending stress at the tooth root of the hollow sun gear. In standard codes, bending stress at the tooth root is calculated linearly with a constant slope for the backup ratio below 1.2. However, the effect of the rim thickness on bending stress is more complex in the planetary gear system. Bending stresses calculated by FEA with various backup ratios and root filler radii are compared with the bending stresses calculated by the standard codes.     

Inverse dynamics of a planetary gear train for robotics

Recursive matrix relations concerning the geometric analysis, kinematics and dynamics of a Bendix wrist planetary bevel-gear train for robotics are established in the paper. The prototype of this mechanism is a 3-DOF system with seven links and four bevel gear pairs controlled by electric motors. Supposing that the rotational motion of the platform is known, an inverse dynamic problem is developed using the principle of virtual powers. Some relations and graphs for torques and powers of three actuators are determined.     

高可靠性/高功率密度行星齿轮传动设计技术研究

基于对核电、风电等大型能源装置中行星齿轮传动设计制造技术的深入研究,考虑到高可靠性、高功率密度在行星齿轮传动设计中的重要性,在设计技术中引入了设计参数的模糊性和随机性,将模糊数学和可靠性理论相结合,并采用多目标优化设计,对大型能源装置中行星齿轮传动装置的高可靠性、高功率密度设计技术进行了研究.最后,通过实例证明,该设计方法可达到高可靠性、高功率密度的设计目的,同时,该设计方法可根据设计给定的可靠度进行参数设计,提高了设计的灵活性.并且,此方法还可应用于其他机械的设计,具有广泛的实用性.