一種雙電機雙行星排功率耦合傳動方案優(yōu)選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙電機雙行星排功率耦合傳動方案 優(yōu)選方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 功率耦合傳動裝置一直是機電復(fù)合傳動車輛的核心部件，也是國內(nèi)外相關(guān)研宄的 重點關(guān)注對象，倫克Renk公司于2006年7月推出的電力機械耦合裝置，該裝置采用了單行 星排構(gòu)成的單模式耦合機構(gòu)，但其調(diào)速范圍窄，整車控制策略復(fù)雜，技術(shù)實現(xiàn)難度大。
[0003] 國內(nèi)對混合傳動串聯(lián)、并聯(lián)、單模式混聯(lián)形式進行較為全面、深入的對比分析，以 及針對由單行星排組成的單模式耦合機構(gòu)進行分析，并從電機分流功率、傳動效率等方面 進行方案對比分析，得出適合車輛傳動使用的最佳傳動方案簡圖。在多模式耦合機構(gòu)方案 設(shè)計方面還沒有建立一套完整的理論體系，目前還處于已知具體耦合機構(gòu)傳動簡圖進行方 案的運動學(xué)和動力學(xué)分析，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)車輛總體性能指標要求，匹配發(fā)動機、發(fā)電機 和電動機的功率需求，往往由于方案本身的限制使得電機需求功率較大，難以滿足大功率 履帶車輛傳動系統(tǒng)使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙電機雙行星排功率耦合傳動方 案優(yōu)選方法，利用多自由度行星傳動構(gòu)件綜合分析法，對雙行星排中基本構(gòu)件組成的可能 功率耦合傳動方案分析和優(yōu)選，得到適應(yīng)于雙側(cè)電機驅(qū)動的機電復(fù)合傳動系統(tǒng)最優(yōu)的功率 耦合驅(qū)動方案。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種雙電機雙行星排功率耦合傳動方案優(yōu)選方法，所述方法包括以下 步驟：
[0007] 步驟1 :確定功率耦合傳動裝置中基本構(gòu)件的優(yōu)選原則；
[0008] 步驟2 :根據(jù)排列組合法找出基本構(gòu)件組成的可能功率耦合傳動方案；
[0009] 步驟3 :從可能的功率耦合傳動方案中找出最優(yōu)的功率耦合傳動方案。
[0010] 所述步驟1中，雙行星排組成的功率耦合傳動裝置中基本構(gòu)件數(shù)量為4,其中自由 度數(shù)為2,則構(gòu)件集J表示為：
[0011] J= {Linput,Rinput,Loutput,Routput}p= 2
[0012]其中，Linput、Loutput分別表示左側(cè)輸入構(gòu)件和左側(cè)輸出構(gòu)件，Rinput和 Routput分別表示右側(cè)輸入構(gòu)件和右側(cè)輸出構(gòu)件。
[0013] 所述步驟1中，基本構(gòu)件的優(yōu)選原則包括構(gòu)件完備性、方案等效性和結(jié)構(gòu)對稱性。
[0014] 構(gòu)件完備性是指功率耦合傳動方案中每個行星排必須包含所有基本構(gòu)件，構(gòu)建集 J表不為：
[0015] J=P1UP2
[0016] 其中，P1表示第1個行星排的3個基本構(gòu)件組成的集合，P2表示第2個行星排的3 個基本構(gòu)件組成的集合。
[0017] 方案等效性是指在4個基本構(gòu)件組成的6種功率耦合傳動方案中，若某個功率耦 合傳動方案通過同屬性構(gòu)件名稱互換與其它功率耦合傳動方案相同，則兩者互為等效方 案，選取其中一個，淘汰另一個功率耦合傳動方案，表示為：
[0018]
[0019] 其中，Wi表示第i個功率耦合傳動方案中基本構(gòu)件組成的集合，表示第j個功 率親合傳動方案中基本構(gòu)件組成的集合，i,j= 1，2,…，6 ;Linput和Loutput分別表示左 側(cè)輸入構(gòu)件和左側(cè)輸出構(gòu)件，Rinput和Routput分別表示右側(cè)輸入構(gòu)件和右側(cè)輸出構(gòu)件。
[0020] 結(jié)構(gòu)對稱性是指所有可用的功率耦合傳動方案通過同屬性構(gòu)件名稱互換后仍然 是自身結(jié)構(gòu)，表示為：
[0024] 其中，Wi表示第i個功率親合傳動方案中基本構(gòu)件組成的集合，Linput和Loutput 分別表示左側(cè)輸入構(gòu)件和左側(cè)輸出構(gòu)件，Rinput和Routput分別表示右側(cè)輸入構(gòu)件和右側(cè) 輸出構(gòu)件。
[0025] 所述同屬性構(gòu)件名稱互換是指左側(cè)輸入構(gòu)件與右側(cè)輸入構(gòu)件互換或左側(cè)輸出構(gòu) 件與右側(cè)輸出構(gòu)件名稱互換。
[0026] 所述步驟2具體包括以下步驟：
[0027] 步驟2-1 :確定所有可行的基本行星排；具體有：
[0028] 由于雙行星排組成的功率耦合傳動裝置中基本構(gòu)件數(shù)量為4,由此4個 基本構(gòu)件組成的C43 = 4個基本行星排，依次為：{Linput,Loutput,Rinput}， {Linput,Loutput,Routput}，{Linput,Rinput,Routput}，{Loutput,Rinput,Routput};其 中Linput和Loutput分別表示左側(cè)輸入構(gòu)件和左側(cè)輸出構(gòu)件，Rinput和Routput分別表 示右側(cè)輸入構(gòu)件和右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0029] 步驟2-2 :從4個基本行星排中選取C丨=6個可能的行星排組，分別表示為：
[0030] (I){{Linput,Loutput, Rinput}, {Linput,Louput,Routput}}；
[0031] (2){{Linput,Loutput, Rinput}, {Linput,Rinput,Routput}}；
[0032] (3){{Linput,Loutput, Rinput}, {Loutput,Rinput,Routput}}；
[0033] (4){{Linput,Loutput, Routput}, {Linput,Rinput,Routput}}；
[0034] (5) {{Linput,Loutput,Routput}, {Loutput,Rinput,Routput}}；
[0035] (6){{Linput,Rinput,Routput}, {Loutput,Rinput,Routput}}；
[0036] 根據(jù)優(yōu)選原則對6個可能的行星排組進行篩選，排除不滿足優(yōu)選原則的行星排 組，僅有第（2)行和第（5)行為可行的行星排組；
[0037]步驟2-3 :進行行星排組中構(gòu)件的線連接，得到如下6種功率耦合傳動方案：
[0038] 方案1)第一個行星排的框架與第二個行星排的齒圈連接形成左側(cè)輸入構(gòu)件，第 一個行星排的太陽輪為左側(cè)輸出構(gòu)件，第一個行星排的齒圈與第二個行星排的框架連接形 成右側(cè)輸入構(gòu)件，第二個行星排的太陽輪為右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0039] 方案2)第一個行星排的太陽輪與第二個行星排的齒圈連接形成左側(cè)輸入構(gòu)件， 第一個行星排的框架為左側(cè)輸出構(gòu)件，第一個行星排的齒圈與第二個行星排的太陽輪連接 形成為右側(cè)輸入構(gòu)件，第二個行星排的框架為右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0040] 方案3)第一個行星排的框架與第二個行星排的太陽輪連接形成左側(cè)輸入構(gòu)件， 第一個行星排的齒圈為左側(cè)輸出構(gòu)件，第一個行星排的太陽輪與第二個行星排的框架連接 形成為右側(cè)輸入構(gòu)件，第二個行星排的齒圈為右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0041] 方案4)第一個行星排的齒圈為左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個行星排的框架與第二個行 星排的太陽輪連接形成左側(cè)輸出構(gòu)件，第二個行星排的齒圈為右側(cè)輸入構(gòu)件，第一個行星 排的太陽輪與第二個行星排的框架連接形成為右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0042] 方案5)第一個行星排的太陽輪為左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個行星排的框架與第二個 行星排的齒圈連接形成左側(cè)輸出構(gòu)件，第二個行星排的太陽輪為右側(cè)輸入構(gòu)件，第一個行 星排的齒圈與第二個行星排的框架連接形成為右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0043] 方案6)第一個行星排的框架為左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個行星排的太陽輪與第二個 行星排的齒圈連接形成左側(cè)輸出構(gòu)件，第二個行星排的框架為右側(cè)輸入構(gòu)件，第一個行星 排的齒圈與第二個行星排的太陽輪連接形成為右側(cè)輸出構(gòu)件；
[0044] 步驟2-4 :在實際機構(gòu)中輸入軸是空心套軸結(jié)構(gòu)，輸出軸是實體軸且承受扭矩大， 而方案2)和方案6)中輸入軸在輸出軸內(nèi)側(cè)，所以排除方案2)和方案6)。
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