構(gòu)件組成的6種功率耦合傳動(dòng)方案中，若某個(gè)功率耦合傳動(dòng)方 案通過同屬性構(gòu)件名稱互換與其它功率耦合傳動(dòng)方案相同，則兩者互為等效方案，選取其 中一個(gè)，淘汰另一個(gè)功率耦合傳動(dòng)方案，表示為：其中，Wi表示第i個(gè)功率耦合傳動(dòng)方案中基本構(gòu)件組成的集合，W」表示第j個(gè)功率耦 合傳動(dòng)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。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙電機(jī)雙行星排功率耦合傳動(dòng)方案優(yōu)選方法，其特征在于： 結(jié)構(gòu)對(duì)稱性是指所有可用的功率耦合傳動(dòng)方案通過同屬性構(gòu)件名稱互換后仍然是自身結(jié) 構(gòu)，表不為：其中，Wi表示第i個(gè)功率親合傳動(dòng)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。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙電機(jī)雙行星排功率耦合傳動(dòng)方案優(yōu)選方法，其特征在 于：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。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)雙行星排功率耦合傳動(dòng)方案優(yōu)選方法，其特征在于： 所述步驟2具體包括以下步驟： 步驟2-1 :確定所有可行的基本行星排；具體有： 由于雙行星排組成的功率耦合傳動(dòng)裝置中基本構(gòu)件數(shù)量為4，由此4個(gè) 基本構(gòu)件組成的C43 = 4個(gè)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； 步驟2-2 :從4個(gè)基本行星排中選取C'i=6個(gè)可能的行星排組，分別表示為： (1) {{Linput,Loutput,Rinput}, {Linput,Louput,Routput}}； (2) {{Linput,Loutput,Rinput}, {Linput,Rinput,Routput}}； (3) {{Linput,Loutput,Rinput}, {Loutput,Rinput,Routput}}； (4) {{Linput,Loutput,Routput}, {Linput,Rinput,Routput}}； (5) {{Linput,Loutput,Routput}, {Loutput,Rinput,Routput}}； (6) {{Linput,Rinput,Routput}, {Loutput,Rinput,Routput}}； 根據(jù)優(yōu)選原則對(duì)6個(gè)可能的行星排組進(jìn)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； 步驟2-3 :進(jìn)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(dòng)方案： 方案1)第一個(gè)行星排的框架與第二個(gè)行星排的齒圈連接形成左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè) 行星排的太陽輪為左側(cè)輸出構(gòu)件，第一個(gè)行星排的齒圈與第二個(gè)行星排的框架連接形成右 側(cè)輸入構(gòu)件，第二個(gè)行星排的太陽輪為右側(cè)輸出構(gòu)件； 方案2)第一個(gè)行星排的太陽輪與第二個(gè)行星排的齒圈連接形成左側(cè)輸入構(gòu)件，第一 個(gè)行星排的框架為左側(cè)輸出構(gòu)件，第一個(gè)行星排的齒圈與第二個(gè)行星排的太陽輪連接形成 為右側(cè)輸入構(gòu)件，第二個(gè)行星排的框架為右側(cè)輸出構(gòu)件； 方案3)第一個(gè)行星排的框架與第二個(gè)行星排的太陽輪連接形成左側(cè)輸入構(gòu)件，第一 個(gè)行星排的齒圈為左側(cè)輸出構(gòu)件，第一個(gè)行星排的太陽輪與第二個(gè)行星排的框架連接形成 為右側(cè)輸入構(gòu)件，第二個(gè)行星排的齒圈為右側(cè)輸出構(gòu)件； 方案4)第一個(gè)行星排的齒圈為左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè)行星排的框架與第二個(gè)行星排 的太陽輪連接形成左側(cè)輸出構(gòu)件，第二個(gè)行星排的齒圈為右側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè)行星排的 太陽輪與第二個(gè)行星排的框架連接形成為右側(cè)輸出構(gòu)件； 方案5)第一個(gè)行星排的太陽輪為左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè)行星排的框架與第二個(gè)行星 排的齒圈連接形成左側(cè)輸出構(gòu)件，第二個(gè)行星排的太陽輪為右側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè)行星排 的齒圈與第二個(gè)行星排的框架連接形成為右側(cè)輸出構(gòu)件； 方案6)第一個(gè)行星排的框架為左側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè)行星排的太陽輪與第二個(gè)行星 排的齒圈連接形成左側(cè)輸出構(gòu)件，第二個(gè)行星排的框架為右側(cè)輸入構(gòu)件，第一個(gè)行星排的 齒圈與第二個(gè)行星排的太陽輪連接形成為右側(cè)輸出構(gòu)件； 步驟2-4 :在實(shí)際機(jī)構(gòu)中輸入軸是空心套軸結(jié)構(gòu)，輸出軸是實(shí)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)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙電機(jī)雙行星排功率耦合傳動(dòng)方案優(yōu)選方法，其特征在于： 所述步驟3具體包括以下步驟： 步驟3-1 :根據(jù)行星傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)關(guān)系，分別建立雙側(cè)輸入軸和輸出軸之間轉(zhuǎn) 速關(guān)系，具體有： (A) 針對(duì)于方案1)，雙側(cè)輸入軸和輸出軸之間轉(zhuǎn)速關(guān)系表示為：(B) 針對(duì)于方案3)，雙側(cè)輸入軸和輸出軸之間轉(zhuǎn)速關(guān)系表示為：(C) 針對(duì)于方案4)，雙側(cè)輸入軸和輸出軸之間轉(zhuǎn)速關(guān)系表示為：(D) 針對(duì)于方案5)，雙側(cè)輸入軸和輸出軸之間轉(zhuǎn)速關(guān)系表示為：其中，'_和1^。_分別表示左側(cè)輸入軸的轉(zhuǎn)速和左側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速，n__和nK_t 分別表示右側(cè)輸入軸的轉(zhuǎn)速和右側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速，k。表示功率耦合傳動(dòng)裝置中行星排的主 傳動(dòng)比； 步驟3-2 :假定功率耦合傳動(dòng)方案中的左側(cè)和右側(cè)分別為履帶車輛行駛高速側(cè)和低速 偵1|，根據(jù)履帶車輛行駛原理，確定履帶車輛行駛高速側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以及履帶車輛 行駛低速側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，有：其中，na表示履帶車輛行駛高速側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速，nb表示履帶車輛行駛低速側(cè)輸出軸 的轉(zhuǎn)速，Ta表示履帶車輛行駛高速側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)矩，Tb表示履帶車輛行駛低速側(cè)輸出軸的 轉(zhuǎn)矩，V表示履帶車輛行駛速度，P表示相對(duì)轉(zhuǎn)速半徑，r表示主動(dòng)輪半徑，f表示滾動(dòng)阻力 系數(shù)，m表示履帶車輛質(zhì)量，g表示重力加速度，i。為側(cè)傳動(dòng)比，n。表示傳動(dòng)效率，L表示履 帶接地長(zhǎng)，B表示履帶中心距，y表示轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)，且以_表示最大 轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)； 步驟3-3 :結(jié)合履帶車輛行駛高速側(cè)輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以及履帶車輛行駛低速側(cè)輸 出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，得到履帶車輛行駛高速側(cè)輸入和輸出，以及低速側(cè)輸入和輸出的需求 功率各自隨相對(duì)轉(zhuǎn)向半徑變化規(guī)律； 步驟3-4 :以履帶車輛行駛速度為橫坐標(biāo)，轉(zhuǎn)矩為縱坐標(biāo)做出方案1)、3)、4)、5)各自的 分析圖，功率為負(fù)時(shí)表示電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，根據(jù)各自分析圖可知僅有方案5)中履帶車輛 行駛速度為3~10km/h的轉(zhuǎn)向半徑范圍內(nèi)履帶車輛行駛低速側(cè)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，方案 1)、3)、4)履帶車輛行駛速度的轉(zhuǎn)向半徑范圍內(nèi)履帶車輛行駛低速側(cè)電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)，并 且方案5)中履帶車輛行駛高速側(cè)電機(jī)功率需求最小，能夠滿足雙側(cè)電機(jī)功率耦合傳動(dòng)要 求，因此方案5)為最優(yōu)的功率耦合傳動(dòng)方案。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙電機(jī)雙行星排功率耦合傳動(dòng)方案優(yōu)選方法，利用多自由度行星傳動(dòng)構(gòu)件綜合分析法，對(duì)雙行星排中基本構(gòu)件組成的可能功率耦合傳動(dòng)方案分析和優(yōu)選，得到適應(yīng)于雙側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)最優(yōu)的功率耦合驅(qū)動(dòng)方案。本發(fā)明基于組成行星排的構(gòu)件組合理論，能夠以系統(tǒng)而嚴(yán)格的方法找出一切可行的功率耦合傳動(dòng)方案；在眾多可行的功率耦合傳動(dòng)方案中，能夠根據(jù)優(yōu)選原則，逐步淘汰掉不可用的方案，能夠以最快的速度選出性能最優(yōu)的方案；能夠方便的較為容易的通過計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn)軟件化，并且具有通用性，可延展性的特點(diǎn)。
【IPC分類】G06F17/00, B60K17/04
【公開號(hào)】CN104986035
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510342088
【發(fā)明人】李慎龍, 周廣明, 邢慶坤, 張鶴, 張靜, 劉樹成, 劉亞成, 唐沛, 趙欣源, 尹華兵
【申請(qǐng)人】中國(guó)北方車輛研究所
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日