【正文】 III 目錄 摘 要 .................................................................................................................. I ABSTRACT....................................................................................................... II 第 1 章 緒 論 ................................................................................................. 1 課題的來源及意義 ............................................................................ 1 自動變速器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展動向 ................................................ 1 行星齒輪傳動的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 ............................................ 2 國外的發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................................................... 2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................................................... 3 行星齒輪自動變速器的概述 ............................................................ 3 行星齒輪機構(gòu)的類型及特點 ............................................................ 3 論文的主要研究內(nèi)容 ........................................................................ 4 第 2 章 行星齒輪機構(gòu)的工作原理與功率流程 ........................................... 5 行星齒輪變速機構(gòu) ............................................................................ 5 辛普森式行星齒輪機構(gòu) ......................................................... 5 拉威娜式行星齒輪機構(gòu) ......................................................... 6 拉威娜式行星齒輪變速器 ................................................................ 7 拉威娜行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu) ................................................. 7 拉威娜式 行星齒輪變速器 4 個檔位工作原理、動力傳遞路線及傳動比計算 ............................................................................... 8 本章小結(jié) ........................................................................................... 11 第 3 章 行星齒輪機構(gòu)的傳動效率分析與計算 ........................................... 12 斜齒輪傳動基本嚙合效率的計算式 .............................................. 12 各檔位傳動效率分析 ...................................................................... 14 減速傳動 一、二檔時的效率 .............................................. 14 加速傳動 四檔時的效率 ..................................................... 15 直接檔的傳動效率分析與計算 ........................................... 15 減速傳動與加速傳動效率的比較 .................................................. 15 本章小結(jié) .......................................................................................... 16 第 4 章 行星齒輪變速器的參數(shù)優(yōu)化 ......................................................... 17 確定目標函數(shù) .................................................................................. 17 IV 設(shè)計變量的選取 .............................................................................. 18 優(yōu)化軟件 .......................................................................................... 18 優(yōu)化結(jié)果 .......................................................................................... 19 本章小結(jié) .......................................................................................... 19 結(jié) 論 ............................................................................................................... 21 致 謝 ............................................................................................................... 22 參考文獻 ......................................................................................................... 23 附錄 1 .............................................................................................................. 25 附錄 2 .............................................................................................................. 29 1 第 1 章 緒 論 課題的來源及意義 在汽車傳動技術(shù)發(fā)展過程中，自動變速技術(shù)是一項十分重要的發(fā)明，至今已有半個多世紀。 對自動變速器的齒輪參數(shù)進行了優(yōu)化，使行星排的效率得到明顯的提高。 本論文將以此為出發(fā)點，就自動變速器傳動部分的行星齒輪機構(gòu)效率進行研究，國內(nèi)外的一些學(xué)者專家已在此方面做過工作，本文借鑒其中比較先進的一種計算行星齒輪機構(gòu)效率的方法，針對 4AT 各檔位的效率進行了詳細的分析計算，以期得到比較精確的計算行星齒輪機構(gòu)效 率的規(guī)律性公式，并對行星排的齒輪參數(shù)進行優(yōu)化，以得到使自動變速器效率最高的行星機構(gòu)的合理設(shè)計。 2 4）減少了污染。由于 AT 是液力傳動，加以自動換檔控制，顯著改善了車輛的通過性，使車輛能以較高平均車速通過雪地、松軟路面。但大部分局限于中小功率范圍，主要用在礦山 機械、起重運輸、輕工化工、小型船舶、工程機械、鼓風(fēng)機等設(shè)備上。研究和確定行星齒輪機構(gòu)的傳動效率，對于合理地選擇其傳動型式和正確地設(shè)計和應(yīng)用都具有重要意義。因其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，傳動效率也略低，所以只有少數(shù)變速器采用。它與單行星齒輪機構(gòu)在其他條件相同的情況下相比，齒圈可以反向傳動。 5 第 2 章 行星齒輪機 構(gòu)的工作原理與功率流程 行星齒輪機構(gòu)可為汽車提供降速檔、超速檔、直接檔、倒檔和空檔。有些變速器配備一套附加的單排行星齒輪機構(gòu)，用以提供所需的超速檔。這種行星齒輪機構(gòu)可以提供： 空檔、第一降速檔、第二降速檔、直接檔和倒檔。 拉威娜式行星齒輪機構(gòu)有一些勝過辛普森式齒輪機構(gòu)的優(yōu)點。 n2— 齒圈轉(zhuǎn)速； n3— 行星架轉(zhuǎn)速。短行星輪分別和小太陽輪和長行星輪嚙合，長行星輪與短行星輪和大太陽輪以及齒圈嚙合。發(fā)動機動力經(jīng)輸入軸和前進離合器 C3 傳至后太陽輪，使后太陽輪朝順時針方向轉(zhuǎn)動，并通過短行星輪帶動長行星輪朝順時針方向轉(zhuǎn)動 。 4 檔： 4 檔時，超速檔離合器 C4和 4 檔制動器 B1一起工作，使輸入軸與行星架連接，同時前太陽輪被固定。 本章小結(jié) 1）分別分析了辛普森式行星齒輪機構(gòu)和拉威娜式行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特點。 斜齒輪傳動基本嚙合效率的計算式 從端面看去，斜齒輪可視為由無數(shù)個無限薄的直齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)過一個相位角迭加而成。 所以一檔時的輪齒嚙合效率為 η th=1+η 1η 2η 3I0／ 1+I0= I0=Z4/Z1=63/23= 二檔時，發(fā)動機動力經(jīng)輸入軸傳給小太陽輪，大太陽輪被固定，由短行星輪、長行星輪、齒圈傳至輸出軸完成動力傳遞。 16 實驗測得一檔的效率 實驗測得二檔的效率 圖中， ηth 是嚙合效率，雙點劃線所示為考慮攪油損失時的實驗效率值，點劃線為考慮攪油和軸承損失時的效率值，粗的黑線為實驗測得的效率值。 本文取目標函數(shù)為： U=C1η 1+C2η 2+C3η 3+C4η 4 式中： C C C C4 在目標函數(shù)中反映駕駛過程中汽車各個檔位的使用頻度。因此，本文的優(yōu)化取設(shè)計變量為前后太陽輪的變位系數(shù) x x2，長短行星輪的變位系數(shù) x x4，齒圈的變位系數(shù) x5 以及齒輪的螺旋角 β1。 而在這里我們所要知道的參數(shù)是 齒數(shù) 模數(shù) 螺旋角 (o) 壓力角 (o) 齒根圓直徑 (cm) 齒頂圓直徑 (cm) 變?yōu)橄禂?shù)(mm) 短行星輪 16 2 25 20 長行星輪 17 2 25 20 大太陽輪 29 2 25 20 59 68 小太陽輪 23 2 25 20 齒圈 63 2 25 20 144 135 根據(jù)軟件所需要的參數(shù)我們已經(jīng)給出了以上的參數(shù)，把這些參數(shù)輸入軟件， 并在軟件中規(guī)定出要優(yōu)化的參數(shù)，即可得到我們需要的優(yōu)化后的數(shù)值。加權(quán)綜合效率也提高了 %。 3）取變速器行星排的加權(quán)效率最高為目標函數(shù)，在不改變液力變矩器效率和變速器速比的條件下，采用廣義簡約梯度法對 AT 各個檔位行星排的齒輪參數(shù)進行了參數(shù)優(yōu)化。 鄭老師虛懷若谷、深刻睿智、平易近人，無時不給我深刻的啟發(fā)，使我得以順利完成論文，在此表示特別感謝。 自動變速器的擋位 一般來說，自動變速器的擋位分為 P、 R、 N、 D、 1 或 L 等。 N(Neutral)：空擋。 2 擋可以用作上、下斜坡之用，此擋段的好處是當上斜或落斜時，車輛會穩(wěn)定地保持在 1 擋或 2 擋位置，不會因上斜的負荷或車速的不平衡、令變速器不停地轉(zhuǎn)擋。 變速齒輪機構(gòu) 自動變速器中的變速齒輪 機構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構(gòu)的某個元件使之成為主動件。 自動變速器的自動換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。其換擋控制方式是通過機械方式將車速和節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)換成控制油壓，并將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執(zhí)行元件（離合器和制動器）的