于琦

摘 ? 要：自動變速器在實際的汽車生產(chǎn)過程中發(fā)揮著十分重要的作用，同時在客戶選擇汽車時，更加關注自動變速器的工作狀況及實際運營過程中能量的傳遞效率，因此加快自動變速器的技術研發(fā)就十分關鍵。就當前的科研現(xiàn)狀和實際需求來說，加快對行星齒輪的傳動進行優(yōu)化就成為了必須解決的技術性難題。本文就將基于等效杠桿的理論基礎上對自動變速器行星齒輪的傳動相關問題進行分析探討，以求能夠?qū)ψ詣幼兯倨鞯膬?yōu)化提出有用的建議。

關鍵詞：等效杠桿法 ?自動變速器 ?行星齒輪傳動

中圖分類號：TH13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0098-02

行星齒輪作為一種嚙合型的傳動裝置，在機械的傳動過程中應用較為廣泛，通過對行星齒輪的位置進行調(diào)解就能實現(xiàn)動力的階梯化條件，在傳動過程中其傳動比是通過離合器的離與合來實現(xiàn)的，而且通過增減行星齒輪的排列順序和行星齒輪的數(shù)量，能夠較為理想地達到傳動效果，因此被廣泛地應用在各種傳動場合。

自動變速器中行星齒輪的常見分析的方法包括：相對速度比較法、速度分解分析法、力矩分析法等，這些方法大多是在二維空間中對行星齒輪的相關數(shù)據(jù)進行分析，這幾種方法在操作上較為簡單，并且能夠較為比較直觀地分析相關數(shù)據(jù)，但是對于自動變速器中的行星齒輪中三自由度上的數(shù)據(jù)分析就存在一定的技術難度。同時，自動變速器的內(nèi)部結構較為復雜，在進行相關數(shù)據(jù)的采集上存在一定的困難，因此利用等效杠桿的方法能夠更加快速簡便的解決這些問題。就目前市面上的機械而言，大多數(shù)是采用2K-H型行星齒輪進行動力傳遞，因此本文就以2K-H型行星齒輪為研究對象。

1 ?等效杠桿法的概述

（1）單行星排齒輪傳動等效。該行星齒輪結構是由太陽輪、行星輪、齒環(huán)、行星齒架以及其他各部件共同構成的。根據(jù)其實際工作特點，對其運行情況進行簡單抽象，在通過將行星的一個有效助推過程作為研究對象，如圖1（a）所示s代表太陽輪，行星支架用PC代表，齒圈用R代表，但行星的行星安排通常是在圍繞太陽輪進行自由運動，中間的幾點記為行星支架PC，而s支點與其兩端的交叉距離就是其實際的工作運營范圍，分別如圖1（a）（b）所示，在實際的運行過程中，更多的還應關注其單排與雙排行星齒輪的等效圖。通過對其一個完整的過程的分析就能夠采集到只夠多的實際數(shù)據(jù)，為后續(xù)的優(yōu)化工作提供必要的技術支持。

（2）多排行星排齒輪傳動等效。多排行星是采用并聯(lián)的方式進行動力傳輸，并且在并聯(lián)過程中，每個行星齒輪系統(tǒng)單元都可以看作一個獨立的個體，在垂直方向上與三角支架形成閉合相連，行星之間的跨件連接點也是相互連接的。在通過杠桿圖上將各支點是為其連接點，將能夠最大化的減化運動過程中帶來的各項影響因素，在進行相關處理時，應根據(jù)實際需求將杠桿進行重復折疊，并且在必要時要將部分杠桿進行重新打開，在進行重新折疊時，要注意相互連接的部分是否為達到合并點，在進行水平連接時，也應對兩種情況進行利弊性評價并及時進行調(diào)整。如圖1（b）所示，在離合器c和制動器b以及輸出構件i上，多排行星連接裝置呈現(xiàn)出等效的杠桿圖，并且在相關作用的發(fā)揮上有著更大的優(yōu)勢，工作狀況并沒有因為并聯(lián)而產(chǎn)生影響。

2 ?利用等效杠桿法對行星齒輪結構進行運動綜合分析

想要利用等效杠桿法對行星齒輪的運動情況進行分析那么首先需要對其相關結構進行深入的研究和運動分析。

充分利用等效杠桿法的優(yōu)勢，能夠快速建立起行星齒輪結構內(nèi)部的聯(lián)系，并且能夠更加直觀地觀察到各部分的運行情況，各基本構件和各行星齒輪的轉速都是相對轉速的關系，因此在實際的測量和計算過程中，只需確定其中一項，其他部件的運營情況就已經(jīng)基本確定了。

（1）各工況轉速線。如圖3中（a）圖所示，當行星齒輪的轉速達到一定值，是其他相應參數(shù)都會與其產(chǎn)生交點，而這些交點就是其他部位和各部件的相應轉速，通過這一轉速能夠更加準確地確定出其他部件在實際工作過程中的轉速情況，并且對于機械損耗來說也有一定的參考價值，同理，對其他工況曲線的實際測量能夠使其動能的轉化，更加直觀地體現(xiàn)在數(shù)據(jù)上，對于其功放平行線上的素質(zhì)，也應該采取保守的方式進行數(shù)據(jù)分析，通過這樣的方式能夠最大化地實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的科學性和全面性，從而保證提分析數(shù)據(jù)的準確性。

（2）各工況下傳動效率。每個行星的轉速比和轉速工況要求，是以行星齒輪的轉動為基礎的，因此在進行相關轉速動能傳輸效率的計算時，應增加考慮其轉速線上R點時的工況，輸入其構件的轉速和工況條件，按照實際的轉速比例進行相應的換算，能夠得到其他工況的轉速比。這一轉速比具有一定的理論意義價值，但是在實際的測量過程中，應該與理論誤差較小，只有這樣才能真正保證其設計的準確性和可靠性，從而論證其設計的合理性。

（3）各連接件的相對轉速。就各連接部件而言，由于其在分離狀態(tài)下處于空轉狀態(tài)，而這一部分的實際轉速很難把握，因此在分離狀態(tài)時，對其連接部件的相對轉速計算就成為十分關鍵的一個部分，一般來說是通過結合元件和分立元件，兩個基本構成元件的轉速差來進行相關內(nèi)容的求解，如圖2所示，在行星齒輪的工況為1時，其相對轉速能夠通過圖表查出，當工作狀況為2時，又能查出另一個轉速，在兩個轉速差的平均值，即為其空轉時的轉速，而這一轉速是其穩(wěn)定的一個轉速，同理，在其他工況條件下個元件進行相應轉速求解。

（4）各行星輪相對轉速。對于各行星之間的相對轉速而言，需要對其軸距及齒半徑進行合理的換算，同理在各種工況條件下其下排的齒輪轉速較上排齒輪轉速較大，同時在實際的工作過程中容易磨損。如圖3所示，在圖（b）上做幾條輔助線能夠更加直觀地觀察到兩者之間的差距，在不同的交叉點上轉速差別較大，同時隨著轉速越來越快，兩者的差距會逐漸拉大，在轉速達到某一恒定點時，這一點之間的差距是可以忽略不計的，這也是自動變速箱的理想工作狀態(tài)，這樣的狀態(tài)下能夠達到傳動比例的最優(yōu)化，并且對于自動變速箱本身也是一種保護。

3 ?結語

想要真正利用好等效杠桿的測量方法，就需要真正了解其內(nèi)在的原理，還需要多利用、多研究。這樣的理想化模型能夠解決很多的棘手問題，同時在實際的運用過程中應該認真思考以下幾方面的問題：

（1）行星齒輪運動傳動裝置在實際的工作過程中是否符合抽象化的條件，同時能夠十分準確地畫出簡化圖。

（2）對于主動輸入的構件和被動制動的構件的確定。

（3）能夠熟練掌握各行星齒輪運動過程中轉速的換算關系，利用三角形法則能夠較快地計算出其傳動效率和傳動比等數(shù)據(jù)，同時對其整體的工作情況也能有一個更加全面、準確的了解。

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