第3章 行星齿轮变速机构方案特性分析

自动变速器行星变速机构方案

优选理论与方法

行星齿轮变速机构方案特性分析的目的在于，求解出行星齿轮变速机构方案中各个构件和换档元件的运动学和动力学参数，一方面帮助研究人员分析和认识传动方案的运动学和动力学特点，另一方面可以根据运动学和动力学参数判断传动方案是否符合设计需求。行星齿轮变速机构方案运动学和动力学分析的研究方法主要包括：图解法、解析法、向量法、图论法和矩阵法。

图解法将行星齿轮组中的太阳轮、行星架和齿圈之间的转速关系按照一定的比例关系转化为具有一定比例关系的线段，通过测量相应线段的尺寸可以得出对应的构件转速，虽然这种方法具有直观且容易掌握的优点，但是需要依靠大量的人工操作，很难应用到结构复杂的传动方案运动学分析中。

解析法通过对行星齿轮变速机构方案产生的大量数学公式进行分析，最终推导出不同档位的计算公式，过程相对复杂且难以实现，容易出现人为失误，很难应用于数据规模较大的行星齿轮变速机构方案综合分析。

矩阵法通过建立行星齿轮变速机构的结构矩阵、换档元件操作矩阵来自动分析行星齿轮变速机构的运动学和动力学特性，该方法具有广泛的使用范围，便于计算机的辅助设计，对于大规模的行星齿轮变速机构方案合集的性能分析具有较强的适应性。

考虑到矩阵法具有良好的通用性，本书以矩阵法为基础，建立行星齿轮变速机构方案的结构矩阵、换档元件矩阵和换档逻辑矩阵，从而进一步分析得出变速机构方案的运动学和动力学特性。