用雙級式杠桿法分析行星齒輪傳動比

扶手法是一種通用于上海和蘇州大學(xué)對滑動齒輪電機(jī)的傳動比的解釋方法。他的圖形是以縱橫座標(biāo)的線段來表示的。按傳統(tǒng)表示S為太陽輪,I為齒圈,PC為行星架,再用下標(biāo)來表示各排。在基準(zhǔn)橫座標(biāo)的線索上,有兩個含義。第一代表了前后兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪和齒圈的齒數(shù),第二顯示出前后兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪、齒圈和行星架的位置布置,兩排中的共體元件應(yīng)在同一位置。因此第二排齒輪齒數(shù)線段的長度比例是隨著兩共體元件的位置定位而發(fā)生變化,也就是使兩擋位線的斜率相同,兩線斜率相同才能重合成一根線。一般來說盡可能取兩太陽輪的齒數(shù)比例來確定兩排行星的比例關(guān)系,如果兩排的齒輪齒數(shù)完全相同,他們的比例是相同的;如果兩排的齒輪齒數(shù)不相同,則他們的比例是不相同的,是隨兩排共體元件所對應(yīng)的元件齒數(shù)的比例關(guān)系而定。杠桿法的難點(diǎn)就在于第二排齒輪齒數(shù)線段的長度比例的確定。杠桿上的各元件布置分單級式和雙級式兩種表達(dá)形式。單級式杠桿表達(dá)方式S與I在兩端,PC在中間,S至PC的距離為齒圈齒數(shù),PC至I的距離為太陽輪齒數(shù),行星架相當(dāng)齒數(shù)的長度為S至I,即I+S。齒輪齒數(shù)的多少確定了線段的長度。雙級式杠桿表達(dá)方式S與PC在兩端,I在中間,同樣S至PC的距離為齒圈齒數(shù),PC至I的距離為太陽輪齒數(shù),行星架相當(dāng)齒數(shù)的長度為S至I,即I-S。擋位線為輸出1點(diǎn)(或-1)與制動0點(diǎn)的連接線及延伸。每一輸出元件有兩種線形,單排行星機(jī)構(gòu)共有6種線形。直接擋是一根平行于橫座標(biāo)的平行線。兩排組合時,他們的方向也是有兩共體元件的位置定位而確定,有可能兩排是同一方向,或者是相反方向。圖形縱座標(biāo)的線段代表轉(zhuǎn)速或傳動比,在基準(zhǔn)橫座標(biāo)上的點(diǎn)為0,向上為正,向下為負(fù)。兩排中的4個元件點(diǎn)(再加上兩組共體元件),從基準(zhǔn)橫座標(biāo)至擋位線的距離就是該元件的轉(zhuǎn)速或傳動比。各擋位線的確定:是將輸出元件線段定為1或1000為一個點(diǎn)(倒擋為-1或-1000),另一個點(diǎn)取在該擋位時的制動工作元件的基準(zhǔn)線上為0,兩點(diǎn)連接并延伸,這線段就稱為該擋位的擋位線,擋位線與基準(zhǔn)橫座標(biāo)的距離就是該元件的轉(zhuǎn)速或傳動比,其中輸入元件的距離就為該擋位的轉(zhuǎn)速或傳動比,其他非工作元件則為浮轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的多或少、正或負(fù)。杠桿法作圖步驟:(現(xiàn)以4T65E為例予以說明:I1/S1=62/26=2.385、I2/S2=74/42=1.762,Ⅰ2.921、Ⅱ1.568、Ⅲ1.000、Ⅳ0.704、R2.385)第1步先確定前排的杠桿。按杠桿法的元件位置布置。對杠桿端來說,一端為S1,另一端為I1,杠桿長度為行星架相當(dāng)齒數(shù)62+26。PC1點(diǎn)在杠桿的中間,PC1點(diǎn)至I1點(diǎn)的長度為太陽輪齒數(shù)26,PC1點(diǎn)至S1點(diǎn)的長度為齒圈齒數(shù)62。其次第2步是確定共體元件,4T65E為PC1和I2為共體,PC2和I1為共體元件輸出。也就是說前排的I1點(diǎn)就是后排的PC2點(diǎn)、前排的PC1點(diǎn)就是后排的I2點(diǎn)。前排的PC1點(diǎn)至I1點(diǎn)的長度為太陽輪齒數(shù)26,同時也代表成為后排I2點(diǎn)至PC2點(diǎn)的長度為后太陽輪齒數(shù)42。兩排行星的比例關(guān)系就有這兩個數(shù)據(jù)確定。第3步是確定后排太陽輪位置,按杠桿法排列,后排I2點(diǎn)至PC2點(diǎn)再延伸,按后排的比例關(guān)系至(26/42)×74=45.80定為S2點(diǎn)。此時,基準(zhǔn)橫座標(biāo)的長度和兩排6個元件的位置基本點(diǎn)確定。第4步取輸出元件,4T65也就是I1和PC2的點(diǎn),向上向下引出1或1000和-1或-1000兩個點(diǎn)。第5步作各擋位線。前進(jìn)擋用輸出1點(diǎn)(倒擋用-1點(diǎn))作為擋位線的一個點(diǎn),另一個點(diǎn)則取決于該擋位的制動元件在基準(zhǔn)線上的0點(diǎn),連接兩點(diǎn)并兩端再延伸,該線則為該擋位的擋位線。其他元件與擋位線的交點(diǎn)則為該元件此時的轉(zhuǎn)速,輸入元件則表示出該擋位的傳動比。幾種第二排齒輪齒數(shù)線段的長度比例的確定。1.當(dāng)兩排行星齒輪的前齒后架和前架后齒為共體元件:行星架與內(nèi)齒圈之間的齒數(shù)距離是太陽輪,當(dāng)前齒后架和前架后齒為共體元件時,兩太陽輪齒數(shù)距離被定位,由于第一排是事先作圖作出的,只能改變第二排的比例關(guān)系。由此可得,第二排齒輪齒數(shù)線段的延伸長度比例為:(第一排太陽輪齒數(shù)/第二排太陽輪齒數(shù))×第二排內(nèi)齒輪齒數(shù)2.拉維奈只有一個齒圈、一個行星架,都成為兩排行星機(jī)構(gòu)的共體元件,兩太陽輪齒數(shù)距離被定位,由于第一排是事先作圖作出的,只能改變第二排的比例關(guān)系。由此可得,第二排齒輪齒數(shù)線段的延伸長度比例為:(第一排太陽輪齒數(shù)/第二排太陽輪齒數(shù))×第二排內(nèi)齒輪齒數(shù)由于第二排是雙級式,其延伸長度還應(yīng)減去第二排太陽輪齒數(shù)。3.當(dāng)兩排行星齒輪的兩太陽輪和一組前架后齒(或前齒后架)為共體元件時,第一排的S1至PC1(內(nèi)齒圈齒數(shù))的距離將被分割S2至PC2和PC2至I2兩段。第二排齒輪齒數(shù)線段的長度比例為:(第一排內(nèi)齒圈):(第二排內(nèi)齒圈+太陽輪)=X:(第二排太陽輪)X1=(第二排太陽輪)×(第一排內(nèi)齒圈)/(第二排內(nèi)齒圈+太陽輪)X2=(第二排內(nèi)齒圈)×(第一排內(nèi)齒圈)/(第二排內(nèi)齒圈+太陽輪)4.威爾遜6擋是三太陽輪同一位置,第一排和第二排內(nèi)齒圈共體,第一排是雙級式,第一排的行星架的延伸長度為X(第二排太陽輪+內(nèi)齒圈+延伸長度X):第一排內(nèi)齒圈=X:第一排太陽輪延伸長度X需分幾次才能計(jì)算出。擋位線不僅可作出輸入元件與輸出元件的擋位傳動比和其他元件的擋位浮轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速,還可以分析擋位滑行時的各元件動態(tài),以幫助確定單向離合器的方向。當(dāng)輸出1點(diǎn)增大時,擋位線是否能平行上移,或右邊固定左邊上翹;或左邊固定右邊上翹等。當(dāng)須修改行星齒輪齒數(shù)時,從擋位線分布來看,最容易發(fā)現(xiàn)問題和最方便取得改正方案,用最簡單方法使擋位線向合理方向偏移。第一部分雙排行星機(jī)構(gòu)的擋位線杠桿圖雙排行星機(jī)構(gòu)的擋位線杠桿作圖較為方便,先作出第一排行星的杠桿位置圖。再確定第二排行星與第一排行星的比例關(guān)系,作出整條橫座標(biāo)。最后逐次用輸出1(-1)點(diǎn)連接各擋位的制動元件0點(diǎn),即可畫出各擋位杠桿圖。一、4兩組比例關(guān)系及延伸長度他有二組共體元件,PC1和I2、PC2和I1?；鶞?zhǔn)橫座標(biāo):S1(62)PC1和I2(26/42)I1和PC2(45.80/74)S2。后排的比例關(guān)系及延伸長度為:(26/42)×74=45.801擋:前太陽輪主動、后太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S20點(diǎn)連接2擋:后齒圈主動、后太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S20點(diǎn)連接,與一擋同線。3擋:過輸出1點(diǎn)與基準(zhǔn)橫座標(biāo)的平行線,X=14擋:前行星架主動、前太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S10點(diǎn)連接倒擋:前太陽輪主動、前行星架制動,輸出-1點(diǎn)與PC10點(diǎn)連接二、5兩組比例關(guān)系及延伸長度他只有一組共體元件PC1和PC2。基準(zhǔn)橫座標(biāo):S2(82-24=58)I2(24/27)PC1和PC2(24)I1(72.80-24=48.80)S1。后排的比例關(guān)系及延伸長度為:(24/27)×82=72.802擋:后太陽輪主動、前齒圈制動,輸出1點(diǎn)與I10點(diǎn)連接(82+24):X=(24+24):1X=106/48=2.2081擋:后太陽輪主動、行星架制動,輸出1點(diǎn)與PC10點(diǎn)連接3擋:后太陽輪主動、前太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S10點(diǎn)連接4擋:過輸出1點(diǎn)與基準(zhǔn)橫座標(biāo)的平行線,X=15擋:行星架主動、前太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S10點(diǎn)連接倒擋:前太陽輪主動、行星架制動,輸出-1點(diǎn)與PC10點(diǎn)連接三、4b《構(gòu)想法》s1他有二組共體元件,PC1和I2、PC2和I1。基準(zhǔn)橫座標(biāo):S1(58)PC1和I2(26/26)I1和PC2(58)S2。后排的比例關(guān)系為1,及延伸長度為:(26/26)×58=581擋:后太陽輪主動、后行星架制動,輸出1點(diǎn)與PC10點(diǎn)連接2擋:后太陽輪主動、前太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S10點(diǎn)連接,3擋:過輸出1點(diǎn)與基準(zhǔn)橫座標(biāo)的平行線,X=14擋:前行星架主動、前太陽輪制動,輸出1點(diǎn)與S10點(diǎn)連接,與二擋同線倒擋:前太陽輪主動、前行星架制動,輸出-1點(diǎn)與PC10點(diǎn)連接四、兩組比例關(guān)系ss3他有二組共體元件,S1和S2、PC2和I1輸出?；鶞?zhǔn)橫座標(biāo):S1和S2(40.05)PC1(17.95)I1和PC2(26)S2。后排的比例關(guān)系及延伸長度為