自动变速器杠杆法

1、自动变速器杠杆分析法自动变速器杠杆分析法 行星机构杠杆分析法是将行星机构用垂直布置的杠杆系 等效替代, 这样行星机构的分析转化为垂直布置的杠杆 系统的分析。 将一个行星排简化为一具有三个支点的垂直杠杆, 三支点分别代表 太阳轮S, 行星架PC 和齿圈R。 单行星行星排: 中间支点为PC, 两端支点为S和R。 支点S 和R 距支点PC 的长度( 力臂) 分别与齿圈齿数ZR 和太阳轮 齿数Zs 成正比, 图中K 为任意比例常数, 以一个垂直杠杆代替一个 行星排, 其转速和力矩关系符合行星排的转速方程式和力矩方程式, 行星排三元件的转速和转矩分别转化为支点的水平速度水平速度和水平力。 杠杆图优点是可

2、明确地表达构件的旋转方向和受力方向。 单行星排等效杠杆图单行星排等效杠杆图 单行星排的杠杆分析 设ZR/ZS=a ,ZS=1.则可得到如图所示杠杆。 固定行星架PC时，齿圈和太阳轮速度方向 相反，比例为1/a。 固定齿圈R时，行星架和太阳轮速度方向相 同，比例为1/(1+a)。 固定太阳轮S时，行星架和太阳轮速度方向 相同，比例为a/(1+a)。 行星机构等效杠杆图 行星机构由多个行星排组成, 下面以双行星排机构为例来说明其等 效杠杆图绘制过程。两行星排之间有构件相互连接, 在杠杆图上将 连接部分合并为一个点, 在平面图上表达重叠的杠杆有困难, 将两杠 杆分开, 连接点用一水平线来表示, 并对

3、杠杆的力臂长度进行调整, 使连接点之间公共力臂长度相等, 并且各行星排杠杆力臂长度比与 齿数的关系保持不变, 这样得到了双行星排机构等效杠杆图, 如图所 示。图示双行星机构是三个自由度, 4 个独立旋转构件, 在等效杠杆 图上为一个有四个节点的杠杆四个节点的杠杆。 等效杠杆转速线图 用等效杠杆转速线图来表达AT 各档位下, 各个基本构件的转速和 各结合元件的相对转速, 等效杠杆转速线图绘制过程如下。建立 直角坐标系XOY: Y 轴上点分别代表行星齿轮机构4个构件，且各构件长度关系与 等效杠杆一致。 X 坐标表示行星排中各构件转速的大小和方向。 一般在变速器工作时，有一个部件被制动，一个部件输入

4、动力，一 个部件动力输出。建立直角坐标系后，制动的部件速度为0，可以 在坐标上表示出来。输入部件速度设为1，也可以在坐标上表示出 来。由两点确定一条直线可知，只要确定两个构件的坐标就可以画 出等效杠杆，等效杠杆与其他部件交点的横坐标为其速度。利用相 似三角形可以算出输入与输出速度比。 变速器动力传递图 档位分析 假设输入轴输入速度为1，行星齿轮组2的齿圈与太阳轮齿数 比为a，行星齿轮组3的齿圈与太阳轮齿数比为b。 由动力传递图可知第 一个行星齿轮组只有 两种传动比并且比较 直接，所以可以单独 运算。 首先设R2与PC 距离为1根据动 力传递图建立坐 标，标出各部件关 系。如图所示。 档位分析（L档） 当自动变速器处于L档时， C0C1B3工作。 由于C0工作第一个行星齿轮组处于直接传动，传动比为1。 由C1工作可得出R1为输入，且速度为1。 由B3工作可得出PC2制动，速度为0。 画出模拟杠杆，可以根据相似三角形算出输出端 R2的速度1*1/1+(1+b)/a。 档位分析（R档） 当自动变速器处于R档时，C0C2B3工作。 由C0工作第一个行星齿轮组处于直接传动，传动比为1。 由C