自动齿轮变速箱齿比的计算与实例

-
+
I = 1, 2, 3 …; 乃系各行星齿轮组的代号
理论分析法 -- 各速度矢量方向性的规定及识别
2016/5/30
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理论分析法 - 速度方程式的导演步骤
以下的程序系导引速度方程式的规则 - 单行星齿轮组:
1.
紧固内齿轮或太阳齿, 仅让非紧固的齿轮作 为输入件,同时也使行星架能自由転动.以此 内齿轮 导出输入轮和行星轮之间的速度 关系式 (方程式 1), 此方程式中应包含 行星架的転速; 方程式的速度矢量应 行星轮 和転动方向互相吻合.
三种常用的齿轮比(Gear Ratio)计算方法 C) 机构学分析法(KINEMATIC ANALTICAL
METHOD) a) 单一行星齿轮组 b) 双行星齿轮组 c) 复合式(Compound) 行星齿轮系
• 辛普森行星齿轮系统(Simpson Gear Train) • Ravignaux 行星齿轮系统 (见附件)
杠杆比例法
R1
R1
K1S1 C1 R2 C2 S1 S2 K2S2 K2R2 S1/S2 C1/R2 C2
由 K2 転换到 K1
K1S1 K1R1S2/(S2+R2) K1R1R2/(S2+R2) K1R1 =K2(S2+R2) K2 = K1R1 /(S2+R2)
设计要求 (R/S=?) R1/ S1 = C1
平行轴自动变速箱(DCT)的齿轮系统安排
齿轮比 - 平行轴齿轮変速箱
从动轮齿数 (T2 x T4 x….xTn-1) 齿速比(i)= ---------------------------------------主动轮齿数 (T1 x T3 x….xTn)
各种行星齿轮系的基本类型及其结构
A) 通常使用的行星齿轮系统
-S / P1
- RS / (P1 (R - S)) RS / ((P1(R-S)
-R / P1
(S+P1)/P1
(R+P1) / P1
c) 复合式系统齿轮比 - 表格计算法
实例 - 辛普森(Simpson) 行星齿 轮系统 - 使用两个单一行星组 来 合成一个复合式的齿轮系统
S2 /(S2+R2) =D
理论分析法– ANALYTICAL METOD
工程术语 ( Nomenclature)
代码符号 D M
= 齿轮节圆 (Pitch Diameter) = 模数 ( 法向)- Normal Module
R ( 半径 mm) RRi = RPi = RSi = RCi = Z ( 齿数) ZRi = ZPi = RSi = T ( 力矩 N-m) TRi =
0 -R/(R-S)
-1
- (R(S+P1) /(P1(R-S))
R(S-P2) / (P2(R-S))
- RS / (P1(R-S))
RS / (P2(R-S))
対以上每个行格乘以 “ – (R - S) / R ” 值
0
1
(R-S) /R
(S+P1) / P1
-(S-P2) / P2
(S+P1) / P1
行星齿速度比(相対行星支架) -S/P R/P R/P - RS /(P(R+S))
Carrier= 1
Carrier= 1
Sun =0
Ring =0
Ring
Sun
(R+S)/R
(R+S)/S
RS / (P(R+S))
S/P
b) 双行星齿轮组 – 表格计算法
构件
S 1 C
0
行星速度比(相対行星支架)
K1R1
R2/S2 = C2
实例 一 辛普森行星齿轮系统速度比总结 运転条件系依上图所示
R1
K 1S1
C1/R2
C2
K1R1S2/(S2+R2) K1R1R2/(S2+R2)
S1/S2
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杠杆比例计算法 ( LEVER DIAGRAM)的广泛应用
,
Chain
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a) 单一的行星齿轮组 – 表格计算法
构件(齿轮比)
S 1
-R/S
C
0
R
-S/R
P
-S / P
行星轮速 (= P- C) (相讨干行星支架速度)
-S/P R/P R/P - RS / (P (R + S)) RS/(P(R+S)
対以上每个行格乘以 “- R/S” 值
0
1
0
R/P
対以上每个行格 加以 “- 1” 值
长轴行星齿
单行星组系
双行星组系
B) 非常用行星歯轮系统
台阶式行星系 (Step Pinion)
Ravignaux 行星系
R2 R1 P2 P1
双内齿轮- 双行星轮 (DR-DP)
P2 P1 S1
S2
双太阳轮- 双行星轮 (DS-DP)
行星齿轮组的基本架抅及其传动规则
行星支架(PC) 行星轮 (P)
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b) 杠杆比例计算法 - 双行星齿轮组
I O O I G I G O
PC
S
PC
R
G O G I
R
内齿轮[R]
P2
PC
P1
S
G O
G I O
太阳 齿(S)
I
双行星齿轮比总结 - 杠杆比例法
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C) 复合式系统齿轮比 - 杠杆比例计算法
实例 1 - 辛普森(Simpson) 行星齿 轮系统 - 使用两个单一行星组 来 合成一个复合式的齿轮系统
Ring Carrier Carrier Sun Ring Sun
行星2速度比 (相対行星支架)
S / P2 RS / (P2 (R-S)) -RS / ((P2(R-S) R / P2 -(S-P2)/P2 - (R - P2) / P2
S/R -S / (R-S) R / (R-S) R/S (R-S) / R -(R-S ) / S
杠杆
R
I O O I G I G
S
PC
内齿轮[R] PC
Pinion
G O G
R
S 需要三道力量以达到杠杆上的平 衡即: 输入(I), 输出(O) 及紧固力G)
I G
O G I O
大阳 轮(S)
O I
6 种可行的速度比排列 又 T.R = 1 / S.R.
单一行星齿轮比总结 - 杠杆比例法
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-(S-P2) / P2
输入(I) Sun = 1
SUN = 1 RING = 1 RING = 1 Carrier = 1 Carrier = 1
紧固(G) Carrier=0 Ring =0 Sun =0 Carrier=0 Sun =0 Ring =0
双行星齿轮比计算总结表 行星1速度比 输出端(O) 速度比 (相対行星支架)
Survey
三种常用齿轮比(Gear Ratio/s)的计算方法 A) 表格法(TABULATION METHOD)
a) 单一行星齿轮组 b) 双行星齿轮组 c) 复合式(Compound) 行星齿轮系
• 辛普森行星齿轮系统(Simpson Gear Train) • Ravignaux 行星齿轮系统
三种常用齿轮比(Gear Ratio)的计算方法 B) 杠杆比例法(LEVER DIAGRAM METHOD)
a) 单一行星齿轮组 b) 双行星齿轮组 c) 复合式(Compound) 行星齿轮系
• 辛普森行星齿轮系统(Simpson Gear train) • Ravignaux 行星齿轮系统
a) 杠杆比例计算法 - 单一行星齿轮组
-(R+S) /S
-1
S / (R+S)
(R - P) / P
対以上每个行格乘以 “ –S / (R+S)” 值
1
0 0 - S / (R - P) / ( P 格加 以 “- 1” 值
-R/(R+S)
-1
(R+S)/R
-R (S-P) / (P (R+S))
対以上每个行格乘以 “ – (R+S) / R ” 值
VCi = 行星架速度 ( I = 1,2,3…) w ( 角速度 - Radian /S)
wRi
= 内齿轮角速度 ( I = 1,2,3…) wPi = 行星齿轮角速度 ( I = 1,2,3…) wSi = 太阳轮角速度 ( I = 1,2,3…) wCi = 行星架角速度 ( I = 1,2,3…) n ( 転速 -RPM )
内齿轮节圆半径 ( I = 1,2,3…) 行星齿轮节圆半径 ( I = 1,2,3…) 太阳轮节圆半径 ( I = 1,2,3…) 行星支架半径 ( I = 1,2,3…) 内齿轮齿数 ( I = 1,2,3…) 行星齿轮齿数 ( I = 1,2,3…) 太阳轮齿数 ( I = 1,2,3…)
V (瞬 时的速度) (M/S) VRi = 内齿轮速度 ( I = 1,2,3…) Vpi = 行星齿轮速度 ( I = 1,2,3…) VSi = 太阳轮速度 ( I = 1,2,3…)
内齿轮速度 ( I = 1,2,3…) 行星齿轮速度 ( I = 1,2,3…) 太阳轮速度 ( I = 1,2,3…) 行星架速度 ( I = 1,2,3…)
速度 ( V ) 方向性的识别
FRi FCi FSi
= 内齿轮所受的传动力 ( I = 1,2,3…) 行星支架所受的传动力 ( I = = 1,2,3…) = 太阳轮所受的传动力 ( I = 1,2,3…)