自動變速器行星變速機構方案優選理論與方法

進入21世紀以來，我國汽車工業快速發展，中國汽車市場已經連續多年成為世界第一大汽車市場。雖然我國已經成為汽車大國，但還不是汽車強國，其根本原因在於我國汽車核心零部件不強。

以汽車自動變速器為代表的汽車核心零部件技術和產品長期嚴重依賴國外，掌握自動變速器核心技術，並實現自動變速器產業化，是幾代中國汽車人的夢想。

關於傳動方案設計：

• 傳動方案設計是自動變速器或混合動力機電耦合系統研發的核心技術之一，是自動變速器或混合動力機電耦合系統設計開發的首步。

• 傳動方案的好壞，直接決定了系統的結構、性能和成本等關鍵技術指標。

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《自動變速器行星變速機構方案優選理論與方法》在系統總結前人研究的基礎上，提出了4自由度行星變速機構方案綜合和優選方法，該方法基於圖論和矩陣理論，解決了變速機構方案綜合中複雜組合數學問題的優化難題，提出了系統的模型和算法，並實現了方案綜合和優選的自動化，為自動變速器和混合動力機電耦合系傳動方案設計原始創新，提供了系統的理論、方法和工具。

書中提出的理論與方法適用於：

• 多自由度行星齒輪變速機構

• 適用於定軸齒輪變速機構或“行星齒輪+定軸齒輪”複合傳動機構

• 適用於多動力源輸入的混合動力機電耦合機構的方案綜合與優選

《自動變速器行星變速機構方案優選理論與方法》是國家科技進步一等獎“前置前驅8檔自動變速器（8AT）研發及產業化”項目成果專著，並獲得2018年國家出版基金支持。中國汽車工程學會前任會長付於武和現任會長李俊院士分別寫序推薦，可見本書對推動我國自動變速器自主研發、自主創新的重要意義。本書凝聚了作者徐向陽教授十年的研發成果，值得參考借鑑。

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序

序二

前言

第1 章 緒論 1

1.1 背景及意義 2

1.2 行星齒輪傳動方案綜合優選研究現狀 6

1.2.1 國外研究現狀 6

1.2.2 國內研究現狀 8

1.3 混合動力方案構型研究現狀 10

1.4 本書主要內容 11

參考文獻 13

第２章 行星齒輪變速器構型優選方法概述 17

2.1 基於原有方案的優化設計法 18

2.2 線圖分析法 19

2.3 構件分析綜合法 23

2.4 槓桿分析綜合法 24

2.5 本章小結 25

參考文獻 26

第３章 行星齒輪變速機構方案特性分析 27

3.1 行星齒輪機構的結構特徵 28

3.2 行星齒輪變速機構方案運動學分析 30

3.3 行星齒輪變速機構方案動力學分析 33

3.4 行星齒輪變速機構方案傳動效率與功率流分析 36

3.4.1 行星齒輪變速機構功率計算 36

3.4.2 功率流分析 38

3.5 實例分析 38

3.6 本章小結 42

參考文獻 43

第４章 行星齒輪變速機構方案優選約束條件 44

4.1 行星齒輪變速機構方案性能約束條件 45

4.2 行星齒輪變速機構方案工程約束條件 46

4.3 行星齒輪變速機構方案結構約束條件 52

4.4 本章小結 56

第５章 行星齒輪變速機構方案綜合方法 57

5.1 行星排向量綜合 59

5.1.1 行星齒輪機構的自由度 59

5.1.2 行星齒輪機構編碼定義 60

5.1.3 行星排向量綜合方法 63

5.2 換檔元件矩陣的綜合 65

5.2.1 換檔元件的定義 65

5.2.2 換檔元件向量的遍歷 67

5.2.3 換檔元件矩陣的遍歷 67

5.3 行星齒輪變速機構方案綜合 69

5.3.1 結構矩陣的規範表示 70

5.3.2 排除不合理矩陣 72

5.3.3 同構方案檢測 73

5.4 行星齒輪變速機構方案理論檔位檢測 75

5.4.1 理論檔位的綜合 76

5.4.2 理論檔位的檢測方法 77

5.5 多動力源輸入的傳動方案綜合 84

5.6 本章小結 84

參考文獻 86

第６章 行星齒輪變速機構方案平面度檢測方法 87

6.1 圖論基本概念介紹 88

6.2 圖模型的建立 88

6.2.1 殼體的圖模型 89

6.2.2 行星排圖模型 90

6.2.3 換檔元件的圖模型 91

6.2.4 元件連接模型 91

6.3 同名元件多重模型的綜合 92

6.3.1 同名元件之間的連接方式綜合 93

6.3.2 同名元件與換檔元件之間的連接方式綜合 93

6.3.3 行星齒輪機構圖模型綜合 94

6.4 行星齒輪機構圖模型的矩陣表示 94

6.5 平面性檢測算法 97

6.5.1 圖的預處理與數據初始化 97

6.5.2 圖模型平面性檢測的實現 98

6.6 實例分析 102

6.7 本章小結 109

參考文獻 110

第7 章 行星齒輪變速機構傳動比優化設計 111

7.1 優化理論方法概述 112

7.1.1 動態規劃算法 112

7.1.2 蟻群算法 113

7.1.3 粒子群算法 114

7.1.4 遺傳算法 115

7.2 理想傳動比序列的確定 116

7.3 目標函數的定義 121

7.4 設計變量的定義 124

7.5 約束函數的定義 125

7.6 傳動比優化示例 126

7.6.1 實際傳動比序列 128

7.6.2 換檔邏輯的優化 129

7.6.3 建立傳動比優化模型 130

7.6.4 優化模型的驗證 132

7.7 本章小結 136

參考文獻 137

第8 章 行星齒輪變速機構方案評價方法 138

8.1 評價指標定義 139

自動變速器行星變速機構方案優選理論與方法

8.2 層次分析法概述 140

8.3 行星齒輪變速機構方案層次化優化評價模型 141

8.4 實例分析 143

8.5 本章小結 144

參考文獻 145

第9 章 4 自由度行星齒輪變速機構方案綜合與優選軟件應用 146

9.1 方案設計模型的工作流程 147

9.2 設計實例與結果分析 148

9.2.1 現有行星齒輪變速機構的方案設計 148

9.2.2 新的行星齒輪變速機構方案綜合與優選 153

9.3 本章小結 164

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