新型两挡变速器设计与动力学建模
Design and Dynamics Modeling of a New Two-speed Transmission
- 机械传动 2019年43卷第3期 页码：41-47
- 作者机构：
1.华北理工大学 机械工程学院， 河北 唐山 063210
2.北京科技大学 机械工程学院， 北京 100083
- 作者简介：
李耀刚（1962— ），男，河北唐山人，博士，教授，研究方向为机械设计与先进装备制造。
龙海洋（1987— ），男，河北唐山人，硕士研究生，助教，研究方向为机构学与机械动力学。
- 基金信息：河北省自然科学基金(E2017209059┫华北理工大学研究生创新项目┣2018S23)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.008
中图分类号：
扫 描 看 全 文
李耀刚,张硕,杨珏等.新型两挡变速器设计与动力学建模[J].机械传动,2019,43(03):41-47.
Li Yaogang,Zhang Shuo,Yang Jue,et al.Design and Dynamics Modeling of a New Two-speed Transmission[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(03):41-47.
李耀刚,张硕,杨珏等.新型两挡变速器设计与动力学建模[J].机械传动,2019,43(03):41-47. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.008.
Li Yaogang,Zhang Shuo,Yang Jue,et al.Design and Dynamics Modeling of a New Two-speed Transmission[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(03):41-47. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.03.008.
摘要
传统电动汽车采用结构简单的单级减速器越来越不能满足电动汽车对传动效率的要求，因此需要向电动汽车引入两挡或多挡变速器来提升整个动力总成的效率。提出了一种新型电动汽车两挡变速器，它由楔形换挡机构和行星轮系组成，可实现无动力冲击的高效换挡。此外，介绍了变速器的基本结构和工作原理，应用Lagrange法对变速器各个组成进行了动力学建模分析，建立了二自由度Lagrange方程，并且搭建了基于MATLAB/Simulink的换挡过程模型，对换挡过程进行了分析，验证了数学模型的准确性。为同类型变速器的动力学建模和换挡品质优化研究提供了一定依据。
Abstract
The simple single-stage reducer used in traditional electric vehicles is not enough to meet the requirements of electric vehicle for transmission efficiency， therefore， it is necessary to introduce two or more speeds transmission to electric vehicles to improve the efficiency of the whole power assembly. A new type of electric vehicle two-speed transmission is presented， which is composed of a wedge changing mechanism and a planetary gear system， and it can realize the efficient shift without power shock. In addition， the basic structure and working principle are introduced， and Lagrange method is applied to analyze the dynamics modeling of each component of the transmission， a two-degree of freedom Lagrange equation is established， the shift process model is built based on MATLAB/Simulink， the shift process is analyzed and the accuracy of the mathematical model is verified. It provides a certain basis for the study on dynamics modeling and shift quality optimization of the same type of transmission.
关键词
电动汽车两挡变速器行星轮系Lagrange方程动力学建模
Keywords
Electric vehicleTwo-speed transmissionPlanetary gear trainLagrange equationDynamics modeling
references
陈瑞清， 白辰. 中国新能源汽车产业发展现状［J］. 汽车工业研究， 2015， 1（5）：19.
金辉， 葛安林， 陈慧岩. 汽车自动变速技术的新发展［J］. 汽车技术， 2007（2）：1-4.
陈虹， 宫洵， 胡云峰， 等. 汽车控制的研究现状与展望［J］. 自动化学报， 2013， 39（4）：322-346.
秦大同， 周保华， 胡明辉， 等. 两挡电动汽车动力传动系统的参数设计［J］. 重庆大学学报， 2011（1）：1-6.
秦大同， 王围寒， 胡明辉. 考虑运行工况的纯电动汽车动力传动系统参数设汁［J］. 重庆大学学报， 2014（1）：7-14.
冯永恺， 任树桢， 陈奇， 等. 两挡变速器纯电动汽车传动系统动力学仿真模型［J］. 机械传动， 2013， 37（10）：37-40.
王文俊. 电动汽车AMT换挡过程研究［D］. 北京：北京理工大学， 2015：16-27.
ZHANG Z， ZUO C， HAO W， et al. Three-speed transmission system for purely electric vehicles［J］. International Journal of Automotive Technology， 2013， 14（5）：773-778.
SONG Y D. Design Simulation on automatic mechanical transmission of electric vehicle［J］. Applied Mechanics & Materials， 2013， 319：605-609.
FANG S， SONG J， SONG H， et al. Design and control of a novel two-speed Uninterrupted Mechanical Transmission for electric vehicles［J］. Mechanical Systems & Signal Processing， 2016， 75：473-493.
SHIN J W， KIM J O， CHOI J Y， et al. Design of 2-speed transmission for electric commercial vehicle［J］. International Journal of Automotive Technology， 2014， 15（1）：145-150.
CHEN J， CHEN D Z， TSAI L W. A systematic methodology for the dynamic analysis of articulate gear-mechanisms［C］. New York： ASME， 1990：273-278.
LIM C W， LI C， YU J L. Free torsional vibration of nanotubes based on nonlocal stress theory［J］. Journal of Sound & Vibration， 2012， 331（12）：2798-2808.
肖正明， 秦大同， 尹志宏. 多级行星齿轮系统耦合动力学分析与试验研究［J］. 机械工程学报， 2012， 48（23）：51-58.
KIM W， JI Y L， CHUNG J. Dynamic analysis for a planetary gear with time-varying pressure angles and contact ratios［J］. Journal of Sound & Vibration， 2012， 331（4）：883-901.
CHEN R， ZHOU J， SUN W. Dynamic characteristics of a planetary gear system based on contact status of the tooth surface［J］. Journal of Mechanical Science & Technology， 2018， 32（1）：69-80.
ZHANG Y， ZHU X， JIA S. Study on Nonlinear Dynamic Characteristics of 2K-H Planetary Gear System［J］. International Conference on Materials， Information， Mechanical， Electronic and Computer Engineering， 2016， 29（8）：227-235.
赵鑫鑫. 工程车辆自动变速器建模与换挡控制［D］. 北京：北京科技大学， 2015：30-51.
WANG Y H， SONG J， LI X K. Simulation of AMT autoshift process based on Matlab/Simulink/Stateflow［J］. SAE Technical Paper， 2004：2004-01-2055.
SAMANUHUT P， DOGAN A. Dynamics equations of planetary gear sets for shift quality by Lagrange method［C］// Proceedings of ASME 2008 Dynamic Systems and Control Conference， October 20-22， 2008， Ann Arbor， Michigan. New York： ASME， 2008：353-360.
余志生. 汽车理论［M］. 4版. 北京：机械工业出版社， 2009：89-95.
0
浏览量
2
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies