[發(fā)明專利]行星齒輪機構機械效率分析方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110182228.3
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102278423A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳小安;陳宏
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: F16H1/28
• 分類號: F16H1/28;F16H3/44
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.行星齒輪機構機械效率分析方法，其特征在于：包括下列步驟：

1)通過將行星齒輪機構的參數(shù)輸入計算裝置中，獲得行星齒輪機構的初始回路關系圖，通過對初始回路關系圖的運動學分析得到?及?的正負；其中，

表示回路i的中心輪u的無量綱角速度，?表示回路i中的行星輪v的無量綱角速度，?表示回路i的轉臂w的無量綱角速度；

所述對行星齒輪機構進行運動學分析包括以下步驟：

1.1)獲取行星齒輪機構結構，將行星齒輪機構按嚙合副分解為J個回路，每一個回路由一對嚙合齒輪副和一個行星架組成；

1.2)過行星齒輪機構角速度平面上的轉臂點，繪制J條嚙合回路線，各嚙合回路線的斜率為對應的各回路齒比；所述轉臂點位于ω_w輔助線上；所述嚙合回路線包括固定回路線、輸入回路線和輸出回路線，分別為包含固定構件、輸入構件或輸出構件的回路對應的嚙合回路線；所述行星齒輪機構角速度平面為以ω_u為橫坐標，ω_v為縱坐標，ω_w為輔助線的笛卡爾平面，其中代表ω_w的輔助線與笛卡爾平面上斜率為1且經(jīng)過原點的直線重合；

1.3)從固定回路線與縱軸的交點開始，按照機構的結構分解，依次繪制描述回路間關系的水平、垂直輔助線，獲得回路關系圖；所述固定回路線與縱軸的交點為固定回路嚙合點；所述水平輔助線表示有共用行星輪的相鄰回路，垂直輔助線表示有共用中心輪的相鄰回路；所述輔助線與各回路線的交點，為除固定回路外的其余各回路嚙合點；

1.4)獲得包括固定回路嚙合點在內(nèi)的全部回路嚙合點的坐標值；獲得全部回路轉臂點的坐標值；所述嚙合點的橫坐標為對應回路中心輪的無量綱角速度?所述嚙合點的縱坐標為對應回路行星輪的無量綱角速度?所述轉臂點的橫坐標和縱坐標值為對應回路轉臂的無量綱角速度?將各回路的中心輪無量綱角速度與轉臂無量綱角速度做差值，獲得?的正負；

2)計算作用在機構各構件上的轉矩，包括以下步驟：

2.1)建立回路線方程組：?

其中，r為該獨立轉臂上連接的回路數(shù)，r≤J，J為機構的回路數(shù)量，當機構只有一個獨立轉臂時，r＝J；

2.2)令向量?表示回路線方程組(4)中各方程的系數(shù)與對應構件轉矩之間相差的倍數(shù)，等效于步驟2.1)中的方程組(4)的各方程系數(shù)取轉矩，得回路功率平衡方程組：

2.3)設r＝J，對上式應用轉矩平衡條件，得到機構轉矩平衡方程組：

其中，

J為機構的回路數(shù)量，當機構只有一個獨立轉臂時，r＝J；a_i為?b_i為?c_i為?即i回路中的中心輪齒數(shù)，?即i回路中的行星輪齒數(shù)，式中內(nèi)嚙合回路代正號，外嚙合回路代負號；l是獨立轉臂上連接的獨立行星輪數(shù)量，即每一個獨立行星輪對應l個方程中的一個，于是l個獨立行星輪分別對應l個方程，令任意系數(shù)t_i＝1求解式錯誤！未找到引用源。)，即可得到作用在機構各構件上的轉矩；

3)確定功率流?包括以下步驟：?

3.1)根據(jù)瞬時功，由符號函數(shù)?判斷中心輪u為主動或被動：

當時，此時u為主動；

當時，此時u為被動；其中，?是否大于0，由步驟1.4)對初始回路關系圖的運動學分析得到；

3.2)令k^*表示計入損耗的回路線的斜率，根據(jù)步驟3.1)，當

u為主動時，

u為被動時，

其中η_i是各嚙合副的定軸效率，k_i是i回路線的斜率；

4)根據(jù)計入損耗的各回路線斜率，按1.2)、1.3)所述步驟得到計入損耗的回路關系圖；按1.4)所述步驟對計入損耗的回路關系圖進行分析；

5)根據(jù)步驟1)、4)兩步對初始回路關系圖和計入損耗的回路關系圖的運動學分析所獲得的ω和ω，求解效率，其中，

輸出構件為轉臂時，機構效率?所述ω_in為機構的無量綱輸入角速度，?為機構的無量綱虛擬輸入角速度，即計入損耗時機構的無量綱輸入角速度；在實際應用中，所述ω_in與?根據(jù)所分析的機構的不同，在ω_ui與?或ω_vi與?中進行選擇；

輸出構件為除轉臂外的其他構件時，機構效率?所述ω_out為機構的無量綱輸出角速度，?為機構的無量綱虛擬輸出角速度，即計入損耗時機構的無量綱輸出角速度；在實際應用中，所述ω_out與?根據(jù)所分析的機構的不同，在?與?或?與?中進行選擇。