平行轴行星齿轮变速器结构与仿真

一、实习背景随着汽车行业的快速发展，汽车变速箱作为汽车传动系统的重要组成部分，其性能和效率直接影响着汽车的动力性能和燃油经济性。

平行轴变速箱作为一种新型变速箱，因其结构紧凑、传动效率高、可靠性好等优点，得到了广泛应用。

为了更好地了解和掌握平行轴变速箱的结构和工作原理，提高自身的动手能力，我们进行了平行轴变速箱的实训。

二、实习目的1. 理解平行轴变速箱的结构和组成，掌握其工作原理。

2. 掌握平行轴变速箱的拆装方法和步骤。

3. 提高动手能力和实际操作技能。

4. 分析平行轴变速箱在实际应用中的优缺点。

三、实习内容1. 平行轴变速箱的结构和组成平行轴变速箱主要由输入轴、输出轴、同步器、行星齿轮机构、换挡机构、壳体等部分组成。

输入轴通过同步器与发动机曲轴连接，输出轴通过换挡机构与车轮连接，实现发动机动力向车轮的传递。

2. 平行轴变速箱的工作原理平行轴变速箱通过同步器实现输入轴和输出轴的连接，同步器内装有多个啮合齿轮，当输入轴旋转时，通过同步器将动力传递给输出轴。

根据换挡机构的不同，可以实现不同挡位的切换。

3. 平行轴变速箱的拆装方法（1）拆装前的准备工作1）熟悉平行轴变速箱的结构和工作原理；2）准备好拆装工具和设备；3）检查平行轴变速箱的零部件，确保无损坏。

（2）拆装步骤1）拆下变速箱的固定螺栓，取下变速箱壳体；2）拆卸同步器，检查同步器齿轮的磨损情况；3）拆卸换挡机构，检查换挡机构的齿轮和拨叉是否磨损；4）拆卸行星齿轮机构，检查齿轮和轴承的磨损情况；5）拆卸输出轴，检查输出轴的磨损情况；6）拆卸输入轴，检查输入轴的磨损情况；7）对拆卸下来的零部件进行清洗和检查；8）按照拆卸的相反顺序进行组装。

4. 平行轴变速箱的优缺点分析（1）优点1）结构紧凑，体积小，质量轻；2）传动效率高，噪音低；3）可靠性好，使用寿命长；4）适应性强，可应用于不同车型。

（2）缺点1）制造成本较高；2）维修难度较大；3）换挡速度较慢。

第一章绪论1.1 本课题的目的我国的行星齿轮减速器在性能和质量方面与发达国家存在较大差距，一个重要原因就是设计技术手段落后。

发达国家在机械产品设计上已进入分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现代设计方法，如有限元分析.优化设计等应用到产品设计中，采用机械CAD系统在计算机上进行建模.分析.仿真.干涉检查等。

通过对行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸，并对设计结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价，实现行星齿轮减速器规模化生产提供产考核依据。

[1]进入信息化时代以来，随着经济全球化、贸易自由化和社会信息化的不断发展，制造业趋势也变的越来越不可预测，企业间的竞争也越来越激烈。

在这种市场局势下，企业若想在市场竞争中取得优势，就必须不断提高设计效率与水平，节约生产成本，但是传统的设计方法，多依赖于设计者的经验，必须通过样机的试制来验证产品的可靠性，导致设计难度大，周期长，也做不到最优设计，所以也就适应不了现代社会快速而又激烈的市场环境。

参数化设计为这一问题的解决提供了有效途径。

[2]它利用计算机超大的容量、强大的内存、超快的计算速度，大大的提高了零件模型的生成和修改、再生的速度，也使产品的系列化设计、相似性设计及在专用 CAD 系统开发方面显示出了较大的应用价值。

CAD/CAM 技术的广泛应用以及技术水平的不断提高，都为参数化设计提供了一个良好的基础平台。

而随后出现的 CAD/CAM/CAE 技术在加速产品创新设计方面的显著地位，更使参数化设计的应用得到了更高层次的运用，而且越来越受到众多制造企业中设计人员的重视。

现在有很多国家都把CAD 技术的发展与应用水平作为衡量一个国家工业水平的重要标准。

因而以此为背景，国家已为“863”计划专门投资，用来支持三维 CAD 软件的开发和产业化的发展，使得国内 CAD 技术的研究和应用进入了新的发展阶段。

以 Pro/E 4.0 为开发平台，Visual studio 2005 为语言开发工具，主要针对 Pro/E 二次开发技术、标准件建库技术、系统虚拟装配技术、界面与图形之间的接口技术在产品参数化设计及快速装配中的应用进行了深入研究，并将装配好的减速器系统导入到 ADAMS 软件中进行仿真模拟以及动学分析。

浅析汽车自动变速器行星齿轮变速系统的简图仿真教学法作者：莫德平来源：《汽车维护与修理·汽修职教》 2017年第7期在技工学校的汽车专业教学中，汽车自动变速器是一门专业性很强、公认的难教难学课程。

笔者曾长期在企业从事自动变速器的维修和教学工作，到技工学校从事教学工作后，根据技工学校学生的特点，探索出一套有效的自动变速器教学方法，其中对自动变速器的行星齿轮变速系统，采用简图分析和仿真纸板演示相结合的方法，在教学实践中收到了良好效果。

1 简图的绘制自动变速器行星齿轮机构的种类繁多，但按其基本结构，一般可分辛普森式和拉维娜式，其中应用最多的是辛普森式，这种行星齿轮的结构特点是整个行星齿轮机构由双排行星齿轮组成，前后排行星齿轮共用一条太阳轮轴，输出元件为后排齿圈或行星架。

下面以丰田A540E型自动变速器为例说明简图的绘制方法。

为了使学生对自动变速器先有个感性认识，在分析基本原理前，组织学生分组到现场对自动变速器进行分解，认识观察，查找各元件的连接关系，这个过程，每4人一个小组，每组4课时。

进行现场认识观察课的主要目的是让学生认识各主要零件的名称和装配关系，识别各零件，在操作中有目的地用离合器连接输入轴和太阳轮、齿圈、行星齿轮支架，来突出离合器的作用；用制动器连接变速器壳体和太阳轮、齿圈、行星齿轮支架，来突出制动器的作用。

用单向离合器连接壳体和太阳轮、齿圈、行星齿轮支架，来突出单向离合器的作用。

用输出轴连接齿圈、行星齿轮支架，来突出输出轴的作用。

然后结合自动变速器实体，按各元件实际位置关系，绘制自动变速器传动简图（图1），简图以主视图为主，再加上3个行星排左视图，使复杂的结构简单化。

注意：传动简图是学生根据实际变速器总成，在教师的指导下，按各元件实际位置关系亲自绘制。

有了结构简图，学生在分解过程中感到非常复杂的结构，就变得简单明白了，但要掌握具体的工作原理，还有必要进行演示。

2 仿真纸板的制作自动变速器结构复杂，如果单纯在实物上演示，学生因没有维修实践经验，对内部结构难以理解，难以分清元件的相互关系，更难以掌握其工作原理。

行星齿轮减速器仿真及有限元研究随着工业科技的不断发展，行星齿轮减速器在许多领域中的应用越来越广泛。

为了优化其设计和性能，提高其使用寿命和效率，研究人员正在不断寻求更精确的仿真方法和有限元分析技术。

本文将探讨行星齿轮减速器的仿真研究以及有限元分析的重要性，并介绍一些相关的最新研究进展。

行星齿轮减速器是一种精密的机械装置，它由一系列的齿轮和轴组成，可以大幅度地降低输入转速，同时增加扭矩。

行星齿轮减速器被广泛应用于各种工业领域，如化工、电力、钢铁、矿山等，它已经成为许多大型设备的重要组件。

仿真研究是行星齿轮减速器设计过程中的重要环节。

通过仿真，设计师可以预测并评估减速器的性能，优化其设计。

近年来，计算机技术的快速发展为仿真研究提供了强大的工具。

使用计算机建模和仿真软件，设计师可以模拟减速器的运行情况，观察其动力学行为，评估齿轮的强度、疲劳寿命等关键性能指标。

有限元分析（FEA）是一种数值计算方法，它可以将复杂的系统分解成许多小的单元，通过数学模型描述每个单元的行为，然后对所有单元进行综合分析。

在行星齿轮减速器的设计中，有限元分析可以帮助设计师精确地预测齿轮的应力和变形。

通过有限元分析，设计师可以在产品设计阶段找出潜在的问题，如应力集中、疲劳等，从而进行优化。

随着科技的不断发展，行星齿轮减速器的仿真和有限元分析技术将会更加精确和高效。

未来，设计师将需要结合新的材料科学、制造技术以及智能传感器等新技术，对减速器的性能进行更全面的评估和优化。

同时，还需要深入研究行星齿轮减速器的动态行为以及疲劳寿命等关键问题，以提高其运行效率和使用寿命。

行星齿轮减速器的仿真及有限元研究对于优化其设计和性能具有重要意义。

通过先进的仿真技术和有限元分析，设计师可以更好地理解减速器的运行机制，预测其性能，优化其设计。

随着科技的不断发展，我们期待在未来的研究中看到更加精确、高效的仿真和有限元分析方法，以推动行星齿轮减速器技术的进一步发展。

一、实训目的通过本次实训，使学生深入了解行星齿轮变速器的结构、工作原理以及传动比的计算方法，掌握行星齿轮变速器在实际应用中的调试和维护技巧，提高学生的实际操作能力和工程实践能力。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX汽车学院实训中心四、实训内容1. 行星齿轮变速器结构认识2. 行星齿轮变速器工作原理3. 行星齿轮变速器传动比计算4. 行星齿轮变速器调试与维护五、实训过程（一）行星齿轮变速器结构认识1. 实训教师介绍了行星齿轮变速器的组成部分，包括行星齿轮机构、离合器、制动器、单向离合器等。

2. 学生参观了实训中心的行星齿轮变速器解剖模型，了解了其内部结构及各部件的安装位置。

（二）行星齿轮变速器工作原理1. 实训教师讲解了行星齿轮机构的工作原理，以最简单的单排行星齿轮机构为例，说明了太阳轮、行星架和齿圈三个基本构件的运动规律。

2. 学生通过模型演示，掌握了不同挡位下行星齿轮变速器的传动路线。

（三）行星齿轮变速器传动比计算1. 实训教师介绍了行星齿轮机构传动比的计算方法，包括齿数、转速等参数的计算。

2. 学生根据实际模型，计算了不同挡位下的传动比，并验证了计算结果的准确性。

（四）行星齿轮变速器调试与维护1. 实训教师讲解了行星齿轮变速器的调试方法，包括离合器、制动器的调整等。

2. 学生在实训教师的指导下，进行了行星齿轮变速器的调试，确保其正常工作。

3. 实训教师介绍了行星齿轮变速器的维护方法，包括齿轮油更换、部件检查等。

六、实训心得通过本次实训，我对行星齿轮变速器有了更深入的了解，以下是我的一些心得体会：1. 行星齿轮变速器结构复杂，但原理简单易懂。

通过本次实训，我掌握了其工作原理和传动比计算方法。

2. 实践操作过程中，我发现调整离合器、制动器等部件需要一定的技巧，通过反复练习，我逐渐掌握了这些技巧。

3. 行星齿轮变速器的维护工作非常重要，定期更换齿轮油、检查部件磨损情况等，可以延长变速器的使用寿命。

专利名称：一种自动变速器行星齿轮动力流传递仿真教学装置专利类型：发明专利
发明人：陈兆俊
申请号：CN201910332474.9
申请日：20190412
公开号：CN109994035A
公开日：
20190709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种自动变速器行星齿轮动力流传递仿真教学装置，由工字型基座、立柱、滑套装置、支撑装置、部分刨体的自动变速器动力传动装置和行星齿轮组、制动装置及销键连接装置和带展板的可移动台案组成，在工字型的基座中心线上分别装有三根立柱，并在立柱上螺母连接滑套装置，在立柱二和立柱三的滑套装置之间螺栓固定连接行星齿轮组制动装置；在立柱的顶端螺母连接高度可调的支撑装置，在支撑装置上装有部分刨体的行星齿轮组及自动变速器动力传动装置，自动变速器动力传动装置毂/座与毂轴之间装有销键连接装置。

本发明的有益效果：教学中，既方便学生全面、系统、直观地观察到自动变速器结构及传动规律，又方便学生拆装及实践操作。

申请人：大连职业技术学院
地址：116035 辽宁省大连市甘井子区夏泊路100号(大连职业技术学院)
国籍：CN
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行星齿轮开关变速器动力学仿真
史炎
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2015(000)009
【摘要】双离合变速器存在换挡过程中动力中断的问题，行星齿轮变速器又难以根据发动机特性曲线为各个挡位安排最佳的传动比。

文章介绍了一种行星齿轮开关变速器。

该变速器结构形式多样，只需控制制动器即可实现任意挡位变换。

基于SIMPACK软件平台，建立变速器的仿真模型，依据仿真模型对汽车的启动及换挡动态性能进行计算。

仿真结果表明，行星齿轮开关变速器启动时扭矩增长可控，换挡过程动力不中断。

该技术传动效率高且易于制造。

【总页数】3页(P48-50)
【作者】史炎
【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U463.212
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