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升降车无级变速器的特性?

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升降车无级变速器的特性?

发布日期:2018-03-08 作者: 点击:

无级变速器的动力性能分析,  无级变速器的动力性能即无级变速器转速和扭矩的特性,下面结合本文所研究的无级变速器,对太阳轮、内齿圈和行星架三个组成构件之间的转速和扭矩的特性进行研究。该无级变速器各个组成构件的转速关系可以用下式表示:0)1(13Hppkn,  因为在本机构中双联行星轮把三个基本构件联系在了一起,所以首先将对双联行星轮看成一个刚体,对其单独进行受力分析,因为'32F、12F和HF不在同一平面上,根据理论力学,等效为将它们平移到同一端相平面,并沿轴向施加一力偶。因为各个构件轴向并无运动,故不影响系统的功率,只考虑端相平面的受力情况得受力示意图。其中:'32F—太阳轮3对双联行星轮的力在水平方向上的分力;12F—内齿圈1对双联行星轮的力在水平方向上的分力;HF—行星架H对双联行星轮上的力在水平方向上的分力;1r—内齿圈的半径;2r—双联行星轮小端半径;'2r—双联行星轮大端半径;3r—太阳轮半径;1M—作用于齿圈上的外部扭矩;193M—作用于太阳轮上的外部扭矩;由于双联行星齿轮处于平衡状态,根据理论力学,要满足对啮合点的受力平衡以及所受力矩的平衡,    即为整个无级变速系统处于平衡状态时,各个组成构件之间的扭矩关系。该扭矩关系表明:对于一个组成结构以及确定的行星轮系,其输入扭矩以及输出扭矩之间的关系也是确定的。因此若知道输入扭矩的变化规律就能够求得输出扭矩的变化规律,从而可以得知其与负载的匹配状况,这在设计行星轮系机构时十分重要。
    无级变速器的效率特性分析,      无级变速器是以太阳轮3和内齿圈1为输入动力的构件,以行星架H为输出动力的构件,所以输入功率0111TP、0333TP、0HHHTP,依据三个构件的转速关系,存在以下三种情况。(1)13H时由各基本构件1、3、H的角速度关系可知,转矩1T和3T的方向是相同的,而转矩HT和1T方向却是相反的。根据行星轮系的效率计算公式:AP、BP分别表示输入和输出构件所传递的功率,根据已知的角速度关系,  则构件的啮合功率系数可以表示.  因为3P>0,所以可得啮合功率HP3>0。可得构件1的啮合功率系数,  因为1P>0,所以可得啮合功率HP1<0。根据转化机构的功率平衡条件.   为了能够直观且方便地分析本无级变速器的效率,我们利用MATLAB的SIMULINK软件绘制其图像,因为上述效率的式子之中存在两个参数,为了便于分析,我们令13a。在SIMULINK之中建模并绘制出图像:可以看出:1)当a1时,无级变速器的效率与a成反比关系,即随着a的数值的增大而减小,当10a时,无级变速器的效率与a成正比关系,即随着a的数值的增大而增大;2)当太阳轮3和齿圈1的转动方向向相同时,定轴轮系传动方式的效率要低于行星齿轮传动方式的效率;3)当a1时,整个行星齿轮传动系统的效率是最高的,其最大值接近于1;4)当太阳轮和齿圈的转动方向不一样时,行星齿轮机构的效率随着a的增大而减小,且a的值处于-1和0之间时降低的幅度最大。本次的仿真分析是在ADAMS软件下进行的。由于在ADAMS软件中对行星轮系建模较为不便,故仿真所用的模型是在SOLIDERWORKS平台上完成的,之后又将其导入到了ADMAS软件之中进行的仿真运算。
     SOLIDERWORKS下的三维建模SOLIDERWORKS是美国的SOLIDERWORKS公司推出的一款功能十分强大的三维机械设计软件,集CAD/CAE/CAM等众多产品设计平台于一身,自问世以来,以其十分突出的性能和相当强大的功能,受到了工程相关人员尤其是机械相关人员的喜爱。在SOLIDERWORKS中以表2-4中的数据进行建模,先分别绘制出各个组成构件的零件图,再将其装配起来,建模的结果。ADAMS平台下的仿真验证研究ADAMS是一款专业设计软,由许多模块组成,主要分为核心模块、接口模块、专业模块以及工具箱和功能扩展模块,而每个模块下又有多个子模块,因此功能齐全而强大。将2SOLIDERWORKS所建立的行星轮系机构的三维模型导入到ADAMS软件之中进行仿真分析,导入ADAMS之后。 从以上的仿真结果可以得出如下结论:1、Hn始终处于1n和3n之间,且更靠近1n;2、当31/1nknp时,Hn的转动方向和3n相同;当31/1nknp时,Hn=0;当31/1nknp时,Hn的转向和1n相同;3、无论内齿圈1和太阳轮3的转速大小以及转动方向怎样变化,只要行星轮系机构所受的力以及力矩是平衡的,则三个基本构件的扭矩关系;4、无论齿圈和太阳轮的转速关系怎么变化,它们在行星轮上的扭矩方向一直都是一样的,并且和行星架在行星轮上的扭矩方向是反向的;5、将上述转速的仿真结果和扭矩仿真结果结合在一起分析后可以发现,如果让太阳轮作作为行星轮系机构的主要动力输入构件,并且把太阳轮3的角速度和扭矩的方向规定为正方向,与他们不相同的方向为负方向,那么:1)当01时,01p,即此时齿圈为系统的输入动力构件;2)当01,且311pk时,01p,即此时齿圈为输出动力构件;3)当01,且311pk时,内齿圈是主要的动力输入构件。
     对行星轮系机构和液压传动系统的特点进行了简述,分析和论证了由二者复合而成的无级变速的实现原理,然后研究了其动力和效率特性并推导了转速、扭矩和效率的公式,最后建立了行星轮系机构的三维模型并结合ADAMS软件对其进行了仿真分析,通过本节的分析可知:1、本文所研究的基于差动轮系的机液复合无级变速器,能够实现无级变速的要求,且结构比较简单,能够承载的扭矩比较大;2、本文所研究的无级变速器是一种将两个输入速度复合输出的机构,它并不是通过改变机构的传动比来实现输出转速的改变,其各个组成构件的转速以及扭矩之间的关系都是固定的。可靠性是工程上一个十分重要的概念,也是产品质量的一个十分有用的检验标准。许多产品都有十分明确的可靠性要求,因此,研究变速器的可靠性对保证工程车辆的安全运行具有十分重要的作用。由于液压部分涉及到流体机械,且液压系统十分复杂,这里将其简化,只分析影响行星轮系部分的可靠性因素,以便为后期的设计做好准备。


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