[发明专利]一种基于图论的行星传动构建组模型建立方法

说明书

技术领域

本发明属于行星传动设计技术领域，涉及一种基于图论的行星传 动构建组模型建立方法。

背景技术

随着现代车辆逐渐向多档化、大功率、高转速及高功率密度方向 的发展，对传动技术提出了更高的要求，在这种情况下，能实现大功 率、结构紧凑、高转速动力换挡的行星变速装置在传动系统中得到了 广泛的应用。国外对行星变速箱研发起步早，许多大公司(如美国 Allison、德国Renk、ZF、日本Aisin等)已经拥有自己风格和特点的 传动方案，并形成许多系列化和满足各种功率等级的产品。国内各大 汽车和工程机械公司所使用的行星变速箱几乎都是引进国外的，自身 的研发水平还是比较薄弱。在军用车辆方面由于国家对传动装置研制 资金投入大，坦克装甲车辆上所使用的行星变速箱都是由兵器系统几 个单位联合研制，传动性能有大幅度提高，但工作可靠性和使用寿命 还有待进一步提高。通过多年来对传动系统进行设计、制造和各种性 能试验等实践表明，传动系统运动学简图设计不佳，会造成巨大的和 不必要的耗费，甚至导致整个设计失败。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种基于图论的行星传动构建组模型建立 方法，通过该方法获得传动系统运动学简图和行星排特性参数的优化 匹配设计，提高传动系统的工作可靠性和使用寿命。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于图论的行星传动构 建组模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：行星排组集合生成

根据行星变速传动的构件完备性和行星排组的等效关系，建立每 个行星排组必须满足的约束条件，获得所有可行行星排组，形成行星 排组集合；

步骤二：离合器组集合生成

根据方案中离合器安装位置和运动学特性，建立每个离合器组必 须满足的约束条件，包括换联动力构件与离合器的关系、直接挡离合 器的构成条件、实现直接挡离合器的等效关系和辅助构件的构成关 系，用于对第一步获得的行星排组做进一步筛选；

步骤三：针对所获得的所有可行行星排组，建立在相对转速意义 下的行星排、输入构件、输出构件和机架的图模型，进而建立每个行 星排组的图模型，即顶点表示基本构件和机架，有向边和功能弧表示 相关联两顶点的相对转速和行星排特性参数；

步骤四：在所建的行星排组图论模型基础上，建立换挡操纵的拓 扑变换模型，包括制动器制动的拓扑变换模型、离合器接合的拓扑变 换模型、行星排整体回转的拓扑变换模型和行星排空转的拓扑变换模 型，实现构件组的挡位自动分析，包括死挡判别、直接挡判别、虚挡 判别和重复挡判别，以及得到反映各挡位传动比与行星排特性参数之 间关系的图论模型；获得每个构件组全部可能的接合工况挡位特性， 得出其最多能实现的有用挡位数，以及反映各工况传动比大小与行星 排广义特性之间的工况图模型，获得各有效工况对应的构件组模型。

其中，所述步骤一中，约束条件如下(1-1)、(1-2)所示，同时 满足约束条件(1-1)、(1-2)的为可行行星排组，否则将淘汰；

(1-1)构件完备性：

式中，联接符号“∨”表示“或者”；

(1-2)行星排组的等效关系：