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附錄A:英文文獻(xiàn)
附錄B:英文文獻(xiàn)翻譯
六檔自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)
本論文的設(shè)計(jì)目的是提供一個(gè)更有效的設(shè)計(jì)六檔自動(dòng)變速器的方法，該變速器以基本齒輪比和速比方程為基礎(chǔ)。首先，提供了八桿二自由度傳動(dòng)比齒輪機(jī)構(gòu)的速比方程，且用它來(lái)計(jì)算基本齒輪比。接下來(lái)，估算給出速比方程的范圍，并分成三組，得出所有可能的離合器序列。然后，用一個(gè)平面圖形來(lái)表示每個(gè)可能的離合器控制順序。最后，從三個(gè)所需的速比得出所有齒輪的齒數(shù)。這篇論文的結(jié)果顯示，八桿二自由度傳動(dòng)比齒輪機(jī)構(gòu)最多可能達(dá)到六級(jí)變速，且只有一組速比適用于設(shè)計(jì)過(guò)程。 (DOI： 10.1ll511.3013346）
關(guān)鍵詞： 自動(dòng)變速器，行星齒輪機(jī)制，Ravigneaux，速度比
1， 概述
自動(dòng)變速器是連接在發(fā)動(dòng)機(jī)后部且傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)能量至驅(qū)動(dòng)輪的裝置。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)時(shí)工作在最佳狀態(tài)，而變速器就是為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在該范圍內(nèi)。自動(dòng)變速器通過(guò)嚙合與釋放離合器來(lái)控制行星齒輪的輸入級(jí)和輸出級(jí)，以實(shí)現(xiàn)一系列的速比。1940 年，Ravigneaux第一次提出七桿二自由度行星齒輪機(jī)構(gòu)和八桿二自由度行星齒輪機(jī)構(gòu)，這些行星齒輪機(jī)制稱為Ravigneaux傳動(dòng)比齒輪機(jī)構(gòu)。七桿二自由度行星齒輪機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于如福特 ATX、 福特AOD的自動(dòng)變速器。
1996年，Hsieh和Tsai提出一種基于面向?qū)嶓w理念的方法，通過(guò)列舉行星齒輪的離合器序列并制成表格來(lái)設(shè)計(jì)周齒輪機(jī)構(gòu)。該方法有效簡(jiǎn)化了行星齒輪機(jī)構(gòu)離合器序列的合成。 2000年，Hsu和Hsu采用了圖形化表示，進(jìn)行行星齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。他們開(kāi)發(fā)了七桿二自由度齒輪機(jī)構(gòu)，其中包含有Ravigneaux齒輪機(jī)制。 2002年，Hsu提出了用齒輪齒數(shù)以及離合器序列和速比來(lái)進(jìn)行行星齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
因此，本論文的目的是設(shè)計(jì)基于八桿二自由度Ravigneaux齒輪機(jī)構(gòu)的自動(dòng)變速器。
2， Ravigneaux型自動(dòng)變速器
圖 1 (a) 為Borg-Warner自動(dòng)變速器，它可提供四個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。它包含了七桿二自由度Ravigneaux齒輪機(jī)構(gòu)、 三個(gè)旋轉(zhuǎn)離合器 (CI、 C3 和 C4) 和兩個(gè)帶離合器 （B1 和 B4）。Borg-Warner的自動(dòng)變速器中 齒圈 2 被選為輸出級(jí)且受離合器的控制。圖 1 （b） 顯示離合器序列的控制，其中"X"符號(hào)指示對(duì)應(yīng)的離合器處于激活狀態(tài)。當(dāng)離合器 Ci和 Bg 接合、 旋轉(zhuǎn)便從轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器通過(guò)i傳到Ravigneaux齒輪機(jī)構(gòu)。g和齒輪箱接合，在i與o之間的速比（以g 為基準(zhǔn)）表示為Ri,go，速比大于第一檔和第二檔的速度在叫 (UD)，相等于一個(gè)第三檔的速度稱為(DD)，小于超速檔速度叫 (OD)。
Ravigneaux齒輪機(jī)構(gòu)采用七桿二自由度齒輪機(jī)構(gòu)，包含變速箱 0、 中心輪 1、 齒圈 2、 中心輪3、 支架 4、 行星齒輪 5，和行星齒輪 6.齒輪 1 ，2、 3 和載體 4 被稱為同軸的鏈接所示，因?yàn)樗麄儗?duì)相同的軸旋轉(zhuǎn)。八桿二自由度齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，圖 2 (b)，所示。它包括變速箱 0、 中心輪 1、 齒圈 2、 中心輪 3、 支架 4、 齒圈 5、 6、 行星齒輪6和行星齒輪 7、 在哪個(gè)星球齒輪 6 相連的星齒輪7。
齒輪副的行齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)，最主要的約束如下：
(1)只有一個(gè)離合器能在加速時(shí)使用。
(2)考慮到自動(dòng)變速器行車性能，倒檔速度應(yīng)該設(shè)在第一檔和第二檔速度之間。
(3)考慮到環(huán)形齒輪和中心輪齒輪比的絕對(duì)值，應(yīng)該比行星齒輪大，行星齒輪齒數(shù)應(yīng)大于等于15，環(huán)形齒輪齒數(shù)因小于等于150.
(4)為了避免強(qiáng)度不夠，行星齒輪的角度應(yīng)小于110°，一確保有三種行星齒輪。
α=cos-1(Z5-Z7)2+(Z2-Z6)2+(Z6+Z7)22(Z5-Z7)(Z2-Z6)+sin-1(Z7Z5-Z7)+sin-1(Z6Z2-Z6) (1)
3， 離合器序列設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)Ravigneaux自動(dòng)變速器的第一階段是列出所有接合順序，具體過(guò)程如下：
第一步；選擇輸出軸及所有速比方程:
ωs-Kiωr+Ki-1ωc=0 (2)
ωs,ωr和ωc分別是中心齒輪,環(huán)形齒輪,和支架的角速 率。Ki是基本齒輪率，Ki=-Zr／Zs。行星齒輪時(shí)，Ki= Zr／Zs。軸的相應(yīng)速比方程為:
Ri,0g=(ωi-ωg)(ωo-ωg)
第二步：將速比分為UD ,ＯＤ,ＲＤ三類，并把他們分類整理。基本齒輪比率的范圍代入方程式的速度比確定 相應(yīng)的范圍。然后，使用這些速比范圍，他們 分為1
1.0,K3<-1.0,K1>K2 ,K3>K2
R2,51,R3,51,R4,51,R1,52,R1,53和R1,54屬于UD,
R4,52,R2,53,R4,53屬于OD，R3,52，R2,54，和R3,54屬于RD。
由于僅有一個(gè)離合器用于轉(zhuǎn)換，（R2,51,R3,51,R4,51）和（R1,52,R1,53，R1,54）也被分到UD組。（R4,52,R4,53）和（R2,53,R4,53）分到OD組。
且R2,51,R3,51,R4,51可以用下式表示；
R=K1K3+XK1K3-K2 (6)
由于X越大，R越大，所以R3,51>R2,51>R4,51。
R1,52,R1,53和R1,54可以表示為
R=K1K3+XK2+X (7)
由于K1K3>K2則X越大，R越小。
故 R1,54>R1,52>R1,53
同理， R4,52
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