工程機(jī)械行星變速箱計(jì)算機(jī)輔助分析

1、工程機(jī)械行星變速箱計(jì)算機(jī)輔助分析工程機(jī)械行星變速箱計(jì)算機(jī)輔助分析摘要：介紹了對(duì)入選的行星變速箱傳動(dòng)方案由計(jì)算機(jī)自動(dòng)建立運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng).力學(xué)矩陣方程并進(jìn)行求解的一般過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)行星變速箱的計(jì)算機(jī)輔助分析。關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)學(xué)；動(dòng)力學(xué)；程序；變速裝置引言目前，在大、中型工程機(jī)械中被廣泛使用的行星式齒輪變速箱較之其它型式的變速箱有許多特點(diǎn)，如：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，齒間負(fù)荷小，結(jié)構(gòu)剛度大，便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換擋等。這種變速箱由幾個(gè)基本行星排通過連接件組成的

2、傳動(dòng)減速裝置，依靠換擋離合器和制動(dòng)器組成的操縱元件進(jìn)行換擋。對(duì)它進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先是對(duì)入選的傳動(dòng)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析計(jì)算，這是一個(gè)繁瑣的、重復(fù)性強(qiáng)的設(shè)計(jì)過程，沿用傳統(tǒng)的人工計(jì)算方法，顯然效率低下且可靠性較差。在計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用的今天，有必要嘗試用計(jì)算機(jī)來完成對(duì)行星變速箱的輔助分析工作。1數(shù)學(xué)模型的建立經(jīng)過對(duì)各種傳動(dòng)類型的行星變速箱研究后認(rèn)為，在此變速裝置中，各旋轉(zhuǎn)構(gòu)件間的轉(zhuǎn)速關(guān)系和轉(zhuǎn)矩關(guān)系都是線性的，可以建立起反映這種關(guān)系的矩陣方程

3、，并調(diào)用針對(duì)線性方程組的通用程序求解。由此，我們可以編制一個(gè)分析行星變速箱的通用程序。1.1單行星單排分析工程機(jī)械用行星變速箱一般由若干基本行星排組合而成?；拘行桥攀侵竼闻艃?nèi)、外嚙合行星齒輪變速機(jī)構(gòu)，也稱行星排，它的三個(gè)基本功能元件是：太陽輪s、齒圈r和行星架c，如果用n表示轉(zhuǎn)速則三基元件轉(zhuǎn)速特性方程為：nsαnr(1α)nc=0。式中：α－－行星排特征參數(shù)，為齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比，即α=ZrZs。對(duì)于雙行星單排傳動(dòng)，此值為負(fù)。

4、如果用p表示行星輪，那么它相對(duì)于行星架c的轉(zhuǎn)速，可用下式計(jì)算：np=2α／α1(nrnc)=2α1(ncns)。行星輪作用于三基元件上的內(nèi)轉(zhuǎn)矩有以下關(guān)系(不計(jì)摩擦)：Ms:Mr:Mc=1:α:((1α))。1.2行星變速箱分析設(shè)變速箱有N個(gè)行星排，M個(gè)旋轉(zhuǎn)件，L個(gè)相鄰排之間的連接件。1.2.1自由度分析由于每一行星排有兩個(gè)自由度，兩排之間的連接件形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)約束而減少一個(gè)自由度，所以行星變速箱的自由度為：F=2NL。另外，每一旋轉(zhuǎn)件只有

5、一個(gè)自由度(繞自身軸線旋轉(zhuǎn))，而單排唯一的轉(zhuǎn)速特性方程增加一個(gè)約束，所以又有：F=MN。2.1方案輸入存盤模塊這一模塊的主要功能有：新方案的輸入、編輯和存盤；原有方案的讀入。完成輸入或讀入后，系統(tǒng)將自動(dòng)在屏幕上顯示傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，以告知用戶當(dāng)前正在分析的方案。2.2方案分析模塊這一模塊是整個(gè)分析系統(tǒng)的核心部分。其主要功能是對(duì)入選傳動(dòng)方案的自由度、檔位數(shù)、各檔傳動(dòng)比、各元件轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析，重點(diǎn)構(gòu)造上述后三種參數(shù)的線性方程組矩陣，隨后調(diào)用

6、通用程序求解，最終得到行星變速箱的各檔傳動(dòng)比、各旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2.3屏幕文件輸出模塊該模塊可讓屏幕適時(shí)顯示分析和計(jì)算結(jié)果，方便用戶。同時(shí)在確認(rèn)所有分析和計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，輸出一文本文件，用戶可調(diào)用任意的編輯軟件對(duì)其進(jìn)行處理。編程語言采用VisualC可在Windows9XWindowsNT等操作系統(tǒng)下工作，系統(tǒng)所用單位為國標(biāo)單位。3結(jié)語應(yīng)用上述程序，可以完成對(duì)不同變速箱傳動(dòng)方案的分析對(duì)比，可以對(duì)多項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。如：可能實(shí)