单环路耦合行星传动理论及试验研究

发布时间：2023-04-29 02:26

　　单环路耦合行星轮系因其具有结构紧凑、功率密度高、可实现功率分流等优势,已经在车辆、航空、风力发电等行业得到了广泛的应用。单环路耦合行星轮系的功率特性十分复杂,在动力传递中,不良的功率流特性会导致传递效率低下甚至机构失效。特别是国内外关于差动式单环路耦合行星轮系的研究,尚处于起步阶段,仍然缺乏完整的理论体系。尤其在多动力源的应用中,缺乏工况变化时关于轮系的准动态响应问题的衡量标准。本文在现有研究的基础上,进一步完善了差动轮系的理论体系、提出了影响单环路行星轮系功率流临界点的新参数、总结了单环路行星轮系的设计准则并且通过课题组自行研发的试验系统对相关理论进行了试验研究。本文具体研究内容包括:针对应用环境复杂多变的情况,提出了反映轮系的转速、转矩与功率调整速度与效果的新概念——轮系的动态跟随性能,对差动轮系展开了灵敏度与贡献度的分析。通过分析转速、转矩、功率特性的灵敏度与贡献度的表达式,得出了系统参数对动态跟随性能的影响规律,通过试验对转速灵敏度进行了验证。研究结果表明差动轮系各基本构件之间的转速灵敏度以及转矩贡献度只与差动轮系特性参数有关;转速贡献度与功率贡献度由特性参数与轮系运动状态共同...

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 行星齿轮系统研究背景与课题来源
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 课题来源
    1.2 课题的研究现状
        1.2.1 行星轮系的研究现状
        1.2.2 SS-EGT系统的研究现状
        1.2.3 DS-EGT系统的研究现状
        1.2.4 试验研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 论文研究内容与结构体系
2 差动轮系动态跟随性能研究
    2.1 D-EGT基本理论
        2.1.1 D-EGT运动学分析
        2.1.2 D-EGT的力学分析
        2.1.3 D-EGT的功率分析
    2.2 D-EGT效率
        2.2.1 结点功率法
        2.2.2 D-EGT效率分析
    2.3 D-EGT动态跟随性能研究
        2.3.1 灵敏度分析
        2.3.2 贡献度分析
    2.4 基于动态跟随性能的参数选择原则
        2.4.1 D-EGT动态跟随性能的规律
        2.4.2 基于动态跟随性能的参数选择原则
    2.5 转速灵敏度试验研究
    2.6 本章小结
3 单自由度单环路耦合行星传动系统特性研究
    3.1 SS-EGT模型的建立与基本特性
        3.1.1 运动学特性
        3.1.2 力学特性
        3.1.3 功率特性
    3.2 复合式杠杆分析方法
        3.2.1 模型建立
        3.2.2 SS-EGT运动学分析
        3.2.3 SS-EGT转矩分汇流与转矩耦合传动的物理机制
        3.2.4 耦合转矩存在条件
        3.2.5 SS-EGT系统功率流分析
        3.2.6 支路a、b的功率分配
    3.3 循环功率对系统造成的功率损失及参数匹配
    3.4 SS-EGT系统动态跟随性能分析
        3.4.1 转速灵敏度
        3.4.2 转矩灵敏度
    3.5 耦合机构滑动率分析及其影响
        3.5.1 耦合机构滑动率与系统滑动率
        3.5.2 滑动率对功率流的影响
    3.6 SS-EGT系统参数选择原则
    3.7 本章小结
4 差动式单环路耦合行星传动系统特性研究
    4.1 DS-EGT系统运动学分析
    4.2 DS-EGT系统力学分析
        4.2.1 DS-EGT系统基本构件力学关系
        4.2.2 DS-EGT系统复合式杠杆模型
    4.3 DS-EGT系统功率流分析
        4.3.1 转矩分汇流式结构功率流分析
        4.3.2 转矩耦合式结构的功率流分析
    4.4 DS-EGT系统耦合转矩的存在条件与大小判定
        4.4.1 耦合转矩存在的结构条件与端口传动比条件
        4.4.2 转矩耦合式结构功率分汇流的传动比宽度
        4.4.3 算例说明
    4.5 DS-EGT系统的动态跟随性能分析
        4.5.1 基于当量特性参数的动态跟随性能分析
        4.5.2 基于差动轮系特性参数的动态跟随性能分析
    4.6 基于结点功率法的DS-EGT系统效率分析
        4.6.1 分汇流式功率流效率
        4.6.2 顺时针循环式功率流效率
        4.6.3 逆时针循环式功率流效率
        4.6.4 端口传动比临界点的功率流效率
        4.6.5 效率结果分析
    4.7 DS-EGT系统参数选择原则与算例仿真
        4.7.1 DS-EGT系统参数选择原则
        4.7.2 DS-EGT在混合动力车辆中的算例
    4.8 本章小结
5 功率流与灵敏度试验研究
    5.1 试验系统组成与原理
        5.1.1 试验系统组成
        5.1.2 试验系统原理
    5.2 转矩特性与功率流形式试验研究
        5.2.1 试验方案
        5.2.2 转矩分汇流式结构试验
        5.2.3 转矩耦合式结构试验
    5.3 转速灵敏度试验研究
        5.3.1 试验方案
        5.3.2 转速灵敏度试验
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 论文创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间主要研究成果



本文编号：3804974