复杂行星齿轮系运动学分析及效率计算
胡青春段福海莫海军
复杂行星齿轮系运动学分析及效率计算
胡青春段福海莫海军
华南理工大学,广州,
510640
摘要:针对现有的行星齿轮系运动学分析和效率估算方法存在计算复杂的问题,提出了一
种图形解析法。该方法在齿轮传动结构的基础上对复杂行星齿轮系进行基本羊元划分,推导
出基本运动羊元的普遍角速度和转矩方程以及效率表达式,基于角速度和转矩方程系数的特
点,建立角速度和转矩方程的系数矩阵与解析图形数据的对应关系。应用该方法可方便、快速
地求解复杂行星齿轮系的运动学参量及效率。
关键词:行星齿轮;图形解析;运动学分析;效率
中图分类号:
TH
1l
2
文章编号
:1004--132X(2006)20--2125--05
Ki
nematic
An
alysis
and
Efficiency
Ca
lc
uI
ation for Complex
Planeta
叮
G
蚀
r
1ì在
ins
Hu
Qingchun
Duan
Fuhai
Mo
Haijun
South
China
University
of
Technology
,
Guangzhou
,
510640
Abstract:
Because
of
the
limitations
of
the
method
for
kinematic
analysis
and
efficiency
calculation
of
planetary
gear
trains
(PGTs)
, a
graphic
method
was
proposed.
On
the
basis
of
transmitting
struc-
ture
of
the
gear
trains
,
the
complex
planetary
gear
trains
were
divided
into
some
fundamental
kinemat
ic
units.
The
expressions
of
general
speed
and
torque
巳
quations
of
these
units
and
efficiency
were
de
veloped.
The
relationships
among
coefficient
matrices
and
graphic
data
were
determined
based
on
the
characteristics
of
coefficients
of
the
speed
and
torque
equations.
U
sing
this
method
,
the
kinematic
pa-
rameters
and
effici
巳
ncy
of
complex
PGTs
can
be
quickly
and
correc
t1
y
solved.
Key
words:
planetary
gear;
graphic
method;
kinematic
analysis;
efficiency
O
引言
在给定传动比要求下,行星齿轮系相对于普
通齿轮系重量轻、尺寸小,然而,行星齿轮系中的
功率损失可能比普通齿轮系中的功率损失大很
多。在一个普通齿轮系中,轮齿摩擦引起的功率
损失通常为所传递功率的
1%
左右
[IJ
。在行星齿
轮系中功率损失可能非常大,因而导致其效率可
能非常低。因此,在设计行星齿轮系时,估算其效
率是一个非常重要的环节。
目前,估算行星齿轮系效率的方法一般采用
演绎推导计算方法[1-4
J
计算过程繁琐,易产生误
收稿日期
:2005-08-26
(1)
:135-148.
[6J
陈凯,朱杰,王豪行.复杂系统故障诊断中的模糊聚
类方法[J].上海交通大学学报,
1998
,
32(6)
:91-64.
[7J
冯象初,甘小冰,宋国乡.数值泛函与小波理论
[M].
西安:西安电子科技大学出版社,
2003.
[8J
张静远,张冰,蒋兴舟.基于小波变换的特征提取方
法分析[J].信号处理,
2000
,
16(3):156-162.
[9J
杨伦标,高英仪.模糊数学原理及应用
[M].
广州:华
南理工大学出版社,
1998.
[10J
尹安东.汽车变速箱齿轮故障模糊聚类诊断技术
的研究
[D].
合肥:合肥工业大学,
2002.
差和错误。本文的矩阵法通过将行星齿轮系的角
速度与转矩方程矩阵化,利用计算机来计算效率,
简化了计算过程,节省了时间,提高了准确性,尤
其在处理多构件复杂行星齿轮系时具有显著的优
越性。在利用矩阵法求解过程中,必须对行星齿
轮系进行基本单元划分,列出每个单元的角速度
与转矩方程,并将其矩阵化,这对于一般的工程人
员来说是比较复杂和繁琐的工作。本文采用三角
形图解法对行星齿轮系进行单元划分,说明进行
多构件行星齿轮系单元划分的一般原则,介绍了
简洁快速地写出角速度和转矩方程矩阵以及判断
功率流方向的方法,并对行星齿轮系的效率进行
了分析计算。
[11J
丁玉兰,石来德.机械设备故障诊断技术
[M].
上
海:上海科学技术文献出版社,
1994.
[12J
飞思科技产品研发中心.
MATLAB6.
5
辅助小波
分析与应用
[M].
北京:电子工业出版社,
2003.
(编辑卢湘帆)
作者简介:尹安系,男,
1963
年生。合肥工业大学机械与汽车工
程学院副教授、博士研究生。研究方向为车辆设计与控制、故障
检测与诊断等。发表论文
20
余篇。起
韩,男,
1957
年生。合
肥工业大学副校长、教授、博士研究生导师。羊拯氏,男,
1938
年
生。合肥工业大学机械与汽车工程学院教授。
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