双行星排式混合动力耦合机构建模与分析

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1、—————————————————————双行星排式混合动力耦合机构建模与分析—————————————————————ModelingandAnalysisoftheHybridPowerCouplingDevicewithDoublePlanetaryGearSets作者姓名：张昶专业名称：车辆工程指导教师：宋大凤副教授学位类别：学术硕士答辩日期：2015年6月7日摘要混合动力汽车（HybridElectricVehicle，简称HEV）通常具有两个或两个以上动力源，通过多动力源之间的配合，能实现显著的低油耗、低排放性能，因此而受到广泛关注，并具有良好的应用前景。

2、而行星齿轮机构具有两个自由度，易于实现自动控制及各连接部件间的转矩或转速解耦，因而被广泛用作混合动力汽车的动力耦合机构。本文依托于吉林大学与某企业合作课题，对某双排行星齿轮式的混合动力耦合机构展开研究工作。本文首先提出了该混合动力系统的基本构型，并以已经匹配好的各动力源参数作为边界条件，确定了各动力耦合机构各部件的结构参数。然后根据该构型功率分流特点及控制要求，确定了其结构方案。在CATIAV5平台上使用参数化建模方法，对该动力耦合机构各部件进行三维建模，并完成装配。为了研究该动力耦合机构的静力学特性，本文基于Hypermesh平台对该动力耦合机构进行了有限元分析，包

3、括对机构的振动模态分析和弯曲应力分析。模态分析的结果预测了整体结构的振动特性，应力分析的结果验证了结构的强度及危险工作点。分析结果可以作为该机构制造及优化的理论参考。为进一步研究该机构的动力学性能，本文还基于ADAMS平台建立了动力耦合机构的多体动力学模型。分析结果表明，该机构的速度特性符合其传动要求。并进一步分析了该动力耦合机构的工作过程中的啮合力，为进一步的结构性能分析提供了依据。关键词：混合动力，动力耦合机构，有限元分析，动力学分析ABSTRACTAHybridElectricVehicle(HEV)generallyhastwoormorepowersourc

4、es,whichmakesitabletorealizefavorablepropertiesoflowfuelconsumptionandlowemissionbyreasonablecooperationofthepowersources.Itiswidelyfocusedandhaspromisingfutureinpractice.Aplanetarygearsethastwodegreesoffreedomandiseasytodecouplethetorqueandspeedofthevariouspowersources.Thismakesitwidel

5、yusedasthepowercouplingdeviceforHEV.ThispaperresearchesintoahybridpowercouplingdevicewithtwoplanetarygearsetsbasedonacooperatedenterpriseprojectconductedbyJilinUniversity.Inthispaper,thebasicconfigurationofthepowersystemisfirstlyproposed.Then,thestructuralparametersofeachcomponentaredet

6、erminedbasedontheboundaryconditionsofthepowersourceparametersobtainedintheparametermatchingofthesystem.Moreover,thetransmissionschemeisdeterminedaccordingtothetransmissioncharacteristicsandrequirements.Subsequently,thethree-dimensionalentitymodelsareestablishedandassembledontheplatformo

7、fCATIAV5adoptingtheparametricmodelingmethod.Toresearchintothestaticmechanicalandvibrationpropertiesofthepowercouplingdevice,afiniteelementanalysisincludingmodalanalysisandstressanalysis,isconductedinHypermesh.Themodalanalysisresultscanpredictthevibrationpropertiesofthemechanism