我校教师在复合功率分流传动系统构型设计及运动学分析方法领域取得新进展

　　近日，我校机械与电气工程学院杨小东博士与重庆大学合作，在新能源运载装备复合功率分流传动系统构型设计及运动学分析方法领域取得新进展，其主笔撰写的论文“Configuration Design and Kinematics Analysis of Compound Power-Split Mechanism Using Structural Matrix Approach”，发表在工程领域顶级期刊《Aerospace Science and Technology》（2025年中科院一区top期刊，IF=5.8）上。我校机械与电气工程学院机械装备设计制造及振动分析团队杨小东博士为第一作者兼通讯作者，周口师范学院为第一署名单位。

　　复合功率分流机构（CPSM：Compound Power-Split Mechanism）是新能源汽车、航空航天和军事应用中的关键传动部件，因其紧凑的设计和高功率输出而备受重视。然而，CPSM构型方案设计及优化（通常包括两个行星齿轮组（PGS：Planetary Gear Sets ））是一个门槛要求高且极其繁琐的枚举过程，对工程中快速进行计算机辅助设计和优化构成了重大挑战。该研究引入了一种基于结构矩阵的新方法，考虑了两个PGSs间的不同内部连接方式和多样的功率分配模式，用于CPSM的构型设计并进行运动学分析。通过开发三级映射架构（统一杠杆模型、整合矩阵和归一化矩阵），该方法系统地定义了CPSM构型方案的独特结构特征，从而促进了其运动学的快速计算机辅助分析。通过将这些矩阵相乘得到的系统结构矩阵，确保了同构配置的精确识别，填补了以往基于矩阵的拓扑描述方法在该方面的技术空白。通过使用自主研发的图形用户界面（GUI：Graphical User Interface）工具对NSK及NASA构型进行案例研究验证，表明该方法能够高效且准确地确定高性能的CPSM构型方案，与传统基于杠杆的枚举方法相比，计算速度提高了40倍。该方法特别适用于复杂的CPSM和差动齿轮系，为传动系统的高级研发提供了坚实的技术支持。

　　此外，相对于繁琐的构型数量的线性计算，该方法还能够与优化算法无缝集成，为下一代电气化推进系统中自动化、大规模的设计空间探索和多学科设计优化奠定了基础。

　　附论文链接: https://doi.org/10.1016/j.ast.2026.112508

（编审/武暾 签审/陈涛 审核/周效章）