03自动变速器-辛普森行星齿轮传动原理
行星齿轮变速器的工作原理
行星齿轮变速器的工作原理
行星齿轮变速器是一种常用的机械传动装置，主要用于传递动力和变速。
它由太阳轮、行星轮、内齿轮和外齿轮四个基本部件组成。
工作原理如下：
1. 太阳轮是输入轴，通过输入轴传递动力给行星轮。
2. 行星轮是固定在太阳轮周围的轮子，其齿数通常比太阳轮多。
每一个行星轮都通过行星架连接到内齿轮。
3. 内齿轮是位于行星轮内部的轮子，与每个行星轮咬合。
它的齿数与行星轮相同，但反向安装。
4. 外齿轮是输出轴，固定在内齿轮上，通过内齿轮传递动力给外齿轮。
在工作过程中，输入轴的旋转动力会通过太阳轮传递给行星轮，行星轮则通过行星架将动力分散到多个行星轮上。
每一个行星轮与内齿轮咬合，再经由内齿轮传递给输出轴的外齿轮。
通过改变太阳轮和行星轮的相对位置，可以实现不同的速比。
例如，当太阳轮固定不动时，行星轮绕太阳轮旋转，输出轴便会以较高的速度旋转，实现加速。
相反，如果行星轮固定不动，太阳轮旋转，则输出轴会以较低的速度旋转，实现减速。
总结起来，行星齿轮变速器通过太阳轮、行星轮、内齿轮和外齿轮的组合，利用它们之间的齿轮传动关系，实现输入轴和输出轴之间的速度变换。
它具有结构紧凑、传动平稳、承载能力强等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
15.辛普森齿轮传动变速原理
太阳轮组件
A340E：
前行星架 与后圈相 连作为输 出
A43D自动变速器为例进行分析
1-超速输入轴；2-超速太阳轮；3-超速行星齿圈；4—输入轴; 5—中间轴；6-太阳轮； 7-前行星齿圈；8-后前行星齿圈；9—输出轴；10-后行星架；11-前行星架；12-超速 行星架
“P、N”档
C1-前进离合器 C2-直接离合器 B1-#1制动器（固定太阳轮） B2-#2制动器（固定F1之外圈） B3-#3制动器（固定前行星架） F1-B2作用时固定太阳轮，防反转 F2-固定前行星架，防反转
“2”-2档传动路线
B1 B2
c0
c1
2-2执行元件工作状况 2-2传动状况 2-2传动路线简图；
2-2档传动路线简图
B0
C0
C2
F0 输入
B1 B2 B3
F1 F2
C1
输出
后排行星架作用 n21+ α n 22-(1+) α n23=0 n21=0 iD-2=n22/n23=(1+ α)/ α
c0 c1
c2
D3执行元件工作状况 D3传动状况 D-3传动路线简图；
前后排
“D”-3档传动路线简图
B0
C0
C2
F0 输入
B1 B2 B3
F1 F2
C1
输出
后排行星架作用 iD-3=n22/n23=1
“D”-4档传动路线
B0
c1 ×
c2
D4执行元件工作状况
D4传动状况
超速档行星排
D-4传动路线简图；
B3
c0 c1
L-1执行元件工作状况 L-1传动状况 L-1传动路线简图；
“L-1”档传动路线简图
辛普森的变速箱工作原理
辛普森的变速箱工作原理
辛普森变速箱是一种常见的汽车变速器，其工作原理基于齿轮传动和离合器的协同工作。
1. 主传动轴：辛普森变速箱中的主传动轴与发动机相连，通过输入轴将动力传递给变速器。
2. 输入轴：当发动机转动时，动力通过输入轴进入辛普森变速箱。
3. 齿轮组：辛普森变速箱中包含多个齿轮，这些齿轮通过离合器的控制来实现不同档位的切换。
其中，一对齿轮始终与主传动轴相连，这些齿轮称为主动齿轮。
4. 离合器：离合器是辛普森变速箱中的重要组件，用于将输入轴与动力传输到齿轮上。
通过离合器的操作，可以切换齿轮以改变车辆的速度。
5. 副传动轴：辛普森变速箱中的副传动轴与驱动轮相连，将齿轮传递的动力传输到车辆的轮胎上。
工作过程：
- 当汽车处于空挡时，离合器处于分离状态，发动机的动力无
法传递到副传动轴，车辆不会运动。
- 当离合器拨到工作位置时，发动机的动力通过输入轴传递给
主动齿轮，主动齿轮将动力传输到副传动轴，车辆开始运动。
- 当需要切换档位时，离合器踩下，将输入轴与主动齿轮分离。
同时，通过其他离合器的操作，将其他齿轮与主动齿轮相连，实现不同档位的切换。
在切换档位后，离合器松开，使得输入轴再次与主动齿轮连接，车辆继续运行。
总之，辛普森变速箱通过离合器和齿轮的协同工作，实现不同档位的切换，使车辆能够适应不同的行驶速度和路况需求。
辛普森式自动变速器
辛普森式自动变速器辛普森自动变速器，也就是辛普森式行星齿轮机构由2个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成，其结构特点是：前后2个行星排的太阳轮连接为一体，称为前后太阳轮组件；前一个行星排的行星架和后一个行星排的齿圈连接为一体，称为前行星架和后齿圈组件；输出轴通常与前行星架和后齿圈组连接。
经过上述的组合后，该机构成为一种具有4个独立元件的行星齿轮机构。
这4个独立是：前齿圈，前后太阳轮组件，后行星架，前行星架和后齿圈组件。
辛普森式变速器主要运用在丰田汽车比较多其A131L早起丰田花冠应用，A340EA350E皇冠3.0应用，A650E凌志LS400、SC400、GS300/400应用。
辛普森式自动变速器行星齿轮机构单向离合器图解图解单向离合器是由外座圈，内座圈、保持架、楔块等组成。
当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动;当外座圈逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能转动。
保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾斜，以加强楔块的锁止功能。
四档辛普森式变速器部分档位传递路线结构图一档传递路线（工作元件C0,F0,C1,F2）：动力由液力变矩器传到输入轴，输入轴和行星架相连，因为C0,F0工作所以太阳轮和行星架可以看作是一个整体，所以动力由齿圈输出到中间轴正时针旋转，因为C1工作，所以动力传给前排齿圈正时针旋转，因为前排行星架连接输出轴阻力比较大，所以小行星轮正时针旋转行星架不动太阳轮逆时针旋转，动力传给后排行星架，后排行星架有逆时针旋转趋势，F2工作行星架不动，小行星轮正时针旋转，带动后排齿圈正时针旋转，动力由后排齿圈传到输出轴。
结束二档传递路线（工作元件C0、 C1、B2、FO、F1）：动力由液力变矩器传到输入轴，输入轴和行星架相连，因为C0,F0工作所以太阳轮和行星架可以看作是一个整体，所以动力由齿圈输出到中间轴正时针旋转，因为C1工作，所以动力传给前排齿圈正时针旋转，因为前排行星架连接输出轴阻力比较大，所以小行星轮正时针旋转，太阳轮有逆时针旋转趋势，因为B2,F1（单向离合器，可以正时针旋转，逆时针锁死）工作所以太阳轮不动，动力由前排行星架输出到输出轴。
辛普森式行星齿轮变速器的结构与工作原理[1]
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辛普森式行星齿轮变速器的结构与工作原理 [图片]辛普森式行星齿轮变速器是由辛普森式行星齿轮机构和相应的换档执行元件组成的，目前大部分轿车自动变速器都采用这种行星齿轮变速器。
辛普森行星齿轮机构是一种十分著名的双排行星齿轮机构，根据这两排在变速器中的位置，分别称之为前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，这两组齿轮机构由共用的太阳轮相连接。
前后行星轮机构有两种连接方式，一种是前行星齿轮机构的齿圈和后行星齿轮机构的行星架相连，称为前齿圈和后行星架组件，输出轴通常与前齿圈和后行星架组件连接。
另一种是前行星齿轮机构的行星架和后行星齿轮机构的齿圈相连，称为前行星架和后齿圈组件，输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。
经过上述组合，该机构成为一种具有四个独立元件的行星齿轮机构。
根据前进档的档数不同，可将辛普森式行星齿轮变速器分为三速和四速两种在辛普森式行星齿轮机构中设置了二个离合器、二个制动器和一个单向离合器，共有五个换档执行元件，即可使之成为一个具有三个前进档和一个倒档的行星齿轮变速器，各换档执行元件的功能见下表。
来自输入轴的动力由前进离合器C1输入到后齿圈或由高、倒档离合器C2传至前后太阳轮组件，不同工况下，各换档元件起作用，使动力经前齿圈和后行星架输出至输出轴。
辛普森式三速行星齿轮变速器换档执行元件功能表辛普森式三速行星齿轮变速器的工作规律由表可知:当行星齿轮变速器处于停车档和空档之外的任何一个档位时，五个换档执行元件中都有两个处于工作状态，即接合、制动或锁止状态，其余三个不工作，即分离、释放或自由状态。
处于工作状态的两个换档执行元件中至少有一个是离合器C1或C2，以便使输入轴和行星排连接。
当变速器处于任一前进档时，离合器C1都处于接合状态，此时输入轴与行星齿轮机构的后齿圈接合，使后齿圈成为主动件，因此，离合器C1也称前进离合器。
倒档时，离合器C2接合，C1分离，此时输入轴与行星齿轮机构的前后太阳轮组件接合，使前后太阳轮组件成为主动件。
辛普森式行星齿轮机构传动比的分析
辛普森式行星齿轮机构传动比的分析摘要：本文通过介绍辛普森式（Simpson）自动变速器双排行星齿轮的结构与工作原理，并分析矢量图对档位进行了系统分析，便于让初学学生更好的学会辛普森式行星齿轮机构的各档位运转方式，从而让中职学生更好的学会传动比的计算方法。
关键词：辛普森式（Simpson）；矢量图；传动比前言随着汽车专业不断发展，使用自动变速器的车辆不断增加，教材上对于行星齿轮机构中拉维纳式和辛普森式的讲解也越来越多，教材中虽然有很多用结构图对双排行星齿轮结构进行了讲解，但很多档位的变化学生较难掌握。
本文通过介绍其中1种辛普森式的结构，用行星齿轮方程式结合矢量图的方法，详细解析了辛普森式双排行星齿轮机构每个档位的动力传递方式和传动比的计算，用于增强学生上课时的理解。
一、辛普森式行星齿轮机构组成辛普森式行星齿轮机构，结构如图1和2所示：图1 第一种类型图2 第二种类型二、第一种类型辛普森式行星齿轮机构传动比计算2.1传动比公式及矢量图使用公式与单排相同，前排 n1+α×n2−（1+α）×n3=0 ，前排n1´+α×n2´−（1+α）×n3´=0，α= r2/ r1=Z2/Z1。
r1-表示太阳轮的半径 r2-表示齿圈的半径Z1-表示太阳轮的齿数 Z2-表示齿圈的齿数根据结构组成有4个元件两两相连，在矢量图中按照连接的结构将2个行星排合并起来进行计算和分析。
在竖直线段上确定R、C、S四点。
S代表太阳轮，位于最下端；位于最上端；R代表齿圈，C代表行星架，位于R和S之间。
R至C=1（单位），R至S=α −1，C至S=α=齿圈齿数/大太阳轮齿数，故α>1（α一般为2点几），2个行星排中有2个元件是相连的可以将矢量图合并起来进行分析。
如图3所示：图3 辛普森自动变速器杠杆原理挡位矢量图2.2辛普森式行星齿轮机构的传动原理与传动比计算2.2.1 1档传动比（1）工作状态图，如图4所示：图4 辛普森1档传动工作图图5 辛普森1档传动矢量图（2）方程式计算由于前后对应的2个行星排都参加工作所以使用前后2个行星排的公式进行计算n1´+α×n2´−（1+α）×n3´=0中n3´制动，所以n3´=0，代入后太阳轮公式得到n1´=−αn2´，由于结构中前后太阳轮连接一起所以n1=n1´，将n1´=−αn2´代入前太阳轮公式得到−αn2´+α×n2−（1+α）×n3=0，另外前行星架和后齿圈连接在一起所以n2´=n3，转变公式为−αn3+α×n2−（1+α）×n3=0，传动比n2/ n3（n2´）=1+2α/α，α是大于1的，所以传动比结果1+2α/α也大于1实现同向减速传动。
自动变速器行星齿轮机构的工作原理
自动变速器行星齿轮机构是一种用于实现自动换挡的机构，其基本原理是利用行星齿轮机构来改变动力传递的方向和比值，从而根据行驶工况自动变换不同的传动比。
具体来说，自动变速器的行星齿轮机构主要由太阳轮、齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。
在行驶过程中，变速器会根据发动机负荷、车速和制动器使用情况等因素，自动切换不同的传动比，以满足动力传递、油耗和换挡平顺性等方面的需求。
在行星齿轮机构中，太阳轮、齿圈、行星架和行星齿轮等元件可以围绕各自的轴线旋转。
当某个元件受到驱动力时，它会与周围的元件产生一定的相对运动，从而改变传动比。
具体而言，当输入轴转动时，太阳轮、行星架和齿圈等元件也会随之转动，但它们的转速和方向会根据行星齿轮机构的不同而有所差异。
通过控制太阳轮、行星架和齿圈等元件之间的传动比和转速，自动变速器可以实现不同的换挡动作。
总之，行星齿轮机构通过控制动力传递的方向和比值，实现了自动变速器的换挡功能。
它是一种非常重要的机械结构，对于提高汽车的动力性和经济性、改善行驶平顺性和降低噪声等方面具有重要的作用。
辛普森变速器工作原理
辛普森变速器工作原理
辛普森变速器是一种常用于汽车的传动装置，用于实现发动机转速与驱动轮转速的匹配。
它由多个齿轮组成，通过不同组合来实现不同的速比以供驱动轮使用。
下面简要介绍辛普森变速器的工作原理：
1. 主轴与输入轴：辛普森变速器的主轴与发动机连接，主要承载发动机的扭矩。
而输入轴则连接主轴和齿轮箱，将发动机的动力传送到齿轮箱。
2. 匹配齿轮：齿轮箱中设置多个齿轮，每个齿轮都有不同的齿数，用于实现不同的速比。
通过调整齿轮的组合方式，可以实现不同的车速和扭矩输出。
3. 离合器：齿轮箱中还配备了离合器，用于在换挡时切断发动机的功率传送，以平稳地切换齿轮。
4. 齿轮选择：根据驾驶员的需求，通过操纵操作杆或踩下离合器踏板，选择合适的齿轮组合来满足不同的速度和扭矩要求。
5. 动力输出：经过变速器的调整后，动力将传送到驱动轴，最终通过驱动轮传递给地面，推动汽车运动。
辛普森变速器的工作原理基于齿轮的不同组合来实现不同的速比，以满足不同的行驶条件和驾驶要求。
通过合理选择齿轮组合和控制离合器的操作，可以使发动机的功率在各种速度下得到最佳的利用。
辛普森行星齿轮工作原理
辛普森行星齿轮工作原理
辛普森行星齿轮是一种新型的高效节能传动装置，它由两个行星轮系组成，其基本原理是以行星轮系的传动比为基础，通过齿轮机构的特殊设计，将动力传递到各个摩擦表面。
由于各摩擦表面同时受力，故可以获得较大的传动比。
它由三个基本部分组成：主动齿轮、从动齿轮和主动齿轮轴。
主动齿轮轴上有若干个相同的齿圈，当一个齿圈转到另一个齿圈时，带动另一个齿圈转到下一个齿圈，这样便在一个齿轮上实现了两个齿轮的啮合。
由于主动齿轮轴上有若干个齿圈，故在每一齿轮上都有若干个相同的齿（或叫旋向），各旋向所对应的输出轴与输入轴之间都有一相对运动（或称为相对运动速度）。
在行星轮系中，每个行星轮与其后面的两个内齿圈之间都有相对运动（或称为相对运动速度）。
而各内齿圈之间的相对运动是通过行星轮与内齿圈齿廓间的啮合来实现的。
行星齿轮传动是以行星轮系为基础的，而行星轮系也是由若干个相同或不同齿型（或称旋向）的行星轮组成。
—— 1 —1 —。
自动变速器动力传递路线分析
自动变速器动力传递路线分析（二）辛普森式行星齿轮机构传动原理
辛普森式行星齿轮机构的特点：
辛普森式行星齿轮机构有两个单级行星排，这两个行星排的元件却有两个太阳轮、两个行星架和两个齿圈。
但是这两个行星排的太阳轮是公共的，也就是说两个行星排共用一个太阳轮；第二个特点是一个行星排的齿圈和另一个行星排的行星架连接，成为一个共同旋转的组件，称为前齿圈后行星架组件，这个组件被被用于输出。
如图所示：
1－公共太阳轮；2－前排行星架；3－后排齿圈；4－前齿圈后行星架组件（用作输出）；
辛普森式行星齿轮机构可这实现三个前进档和一个倒档，现采用丰田A340E自动变速器的结构分析辛普森式行星齿轮机构需要的执行元件（离合器、制动器和单向离合器）及换档过程：
辛普森式行星齿轮机构图
从图上可以看出，有两个离合器C1和C2，离合器C1连接的输入与后排齿圈，离合器C2连接输入与公共太阳轮。
注意制动器B2和单向离合器F2，这两个执行元件均负责前排行星架，制动器B2制动前排行星架，而单向离合器F2可以单向的制动前排行星架，即只允许前排行星架单向旋转。
制动器B3、B1和单向离合器F1负责制动公共电太阳轮。
制动器B3双向的制动公共太阳轮，而制动器B1制动的是单向离合器F1，而单向离合器F1只能单向的制动太阳轮，即当制动器B1制动后，F1单向锁止公共太阳轮。
辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线
辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线辛普森式自动变速器结构原理及各挡位传动路线不同车型自动变速器在结构上往往有很大差异,主要表现在:前进挡的挡数不同,离合器,制动器及单向超越离合器的数目和布置方式不同,所采用的行星齿轮机构的类型不同.前进挡的数目越多,行星齿轮变速系统中的离合器,制动器及单向超越离合器的数目就越多.离合器,制动器,单向超越离合器的布置方式主要取决于行星齿轮变速系统前进挡的挡数及所采用的行星齿轮机构的类型.轿车自动变速器所采用的行星齿轮机构的类型主要有2类,即辛普森式和拉维萘赫式行星齿轮机构. 辛普森式行星齿轮机构由2个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成, 庞成立其结构特点是:前后2个行星排的太阳轮连接为一体,称为前后太阳轮组件;前一个行星排的行星架和后一个行星排的齿圈连接为一体,称为前行星架和后齿圈组件;输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接.经过上述的组合后,该机构成为一种具有4个独立元件的行星齿轮机构.这4个独立元件是:前齿圈,前后太阳轮组件,后行星架,前行星架和后齿圈组件.根据前进挡的挡数不同,可将行星齿变速系统分为3挡行星齿轮变速系统和4挡行星齿轮变速系统2种.1.辛普森式3挡行星齿轮变速系统的结构和工作原理.(1)行星齿轮变速系统的结构:a)结构b)换挡执行元件的布置l一输入轴2一倒挡及高挡离合器毂3一前进离合器毂和倒挡及高档离合器毂4一前进离合器毂和前齿圈5一前行星架6一前后太阳轮组件7一后行星架和低挡及倒挡制动器毂8一输出轴C1一倒挡及高挡离合器c2一前进离合器B1—2挡制动器B2一低挡及倒挡制动器Fl一低挡单向超越离合器图1行星齿轮变速系统结构及元件布置图如图1(a图为结构图,b图为元件布置图)所示,行星齿轮机构中设置了5个换挡执行元件(2个离合器,2个制动器和1个单向超越离合器),使该系统成为一个具有3个前进挡和1个倒挡的行星齿轮变速系统.离合器C1用于连接输入轴和前后太阳轮组件, 离合器C2用于连接输入轴和前齿圈,制动器B1用于固定前后太阳轮组件, 制动器B2和单向超越离合器F1都是用于固定后行星架.5个换挡执行元件在各挡位的工作情况如表1所示.由表1中可知,当行星齿轮变速系统处于停车挡和空挡之外的任何一个挡位时,5个换挡执行元件中都有2个处于表1辛普森3挡行星齿轮变速系统换挡执行元件工作情况操纵手挡位换执仃兀件柄位置ClC2BlB2F1 1挡0 D2挡0O3挡OOR倒挡0OS.L或1档OO2,12挡0O注:0一接合,制动或锁止. 工作状态(接合,制动或锁止),其余 3个不工作(分离,释放或自由状态).处于工作状态的2个换挡执行元件中至少有一个是离合器Cl或 C2,以便使输入轴与行星排连接.当变速器处于任一前进挡时,离合器 C2都处于接合状态,此时输入轴与行星齿轮机构的前齿圈接合,使前齿圈成为主动件,因此离合器C2也称为前进离合器.倒挡时,离合器C1接合,C2分离,此时输入轴与行星齿轮机构的前后太阳轮组件接合,使前后太阳轮组件成为主动件;另外,离合器C1在3挡(直接挡)时也接合,因此,离合器C1也称为倒挡及高挡离合器.制动器B1仅在2挡才工作,称为2挡制动器.制动器B2在1挡和倒挡时都工作,因此称为低挡及倒挡制动器.由此可知,换挡执行元件的不同工作组合决定了行星齿轮变速系统的传动方向和传动比,从而决定了行星齿轮变速系统所处的挡位. (2)行星齿轮变速系统各挡的传动路线: ?1挡:如图2所示,此时前进离合器C2接合,使输入轴和前齿圈连接:同时单向超越离合器F1处于自锁状态,后行星架被固定.来自液力变矩器的发动机动力经输入轴,前汽车维修2011.6???1一输入轴2一前进离合器c23一倒挡及高挡离合器Cl4—2挡制动器B15一前齿圈 6,前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件10一后行星架ll一后行星轮 l2一低挡及倒挡制动器B213一低挡单向超越离合器F1l4一后齿圈图21挡路线-倒挡及 1一输入轴2一前进离合器C23高挡离合器C14—2档制动器B15一前齿圈6一前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件lO一后行星架 ll一后行星轮12一低挡及倒挡制动器B2 13一低挡单向超越离合器F114一后齿圈图43挡路线???a)前行星排b)后行星排l一输入轴2一前进离合器C23-倒挡及高挡离合器Cl4—2挡制动器B15一前齿圈6一前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件1O一后行星架11一后行星轮 12一低挡及倒挡制动器B2l3一低挡单向超越离合器F114一后齿圈图32挡路线进离合器C2传给前齿圈,使前齿圈朝顺时针方向旋转.在前行星排中,前行星齿轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向公转,带动前行星架朝顺时针方向转动,另一方面作顺时针方向的自转,并带动前后太阳轮组件朝逆时针方向转动;在后行星排中,后行星轮在后太阳轮的驱动下朝顺时针方向作自转时,对后行星架产生一个逆时针方向的力矩,而低挡单向超越离合器FI对后行星架在逆时针方向具 46汽车维修2011.6a)前行星排b)后行星排1一输入轴2一前进离合器C23-倒挡及高挡离合器C14—2挡制动器B15一前齿圈6一前行星轮7一前行星架8一输出轴9一前后太阳轮组件10一后行星架11一后行星轮12一低挡及倒挡制动器B2 13一低挡单向超越离合器F114一后齿圈图5倒挡路线有锁止作用,因此后行星架固定不动, 使后齿圈在后行星轮的驱动下朝顺时针方向转动.因此,在前进1挡时,由输入轴传给行星齿轮机构的动力是经过前后行星排同时传给前行星架和后齿圈组件,再传给与之相连接的输出轴,从而完成动力输出的.?2挡:如图3所示,前进离合器C2和2挡制动器B1同时工作. 此时输入轴仍经前进离合器C2和前齿圈连接,同时前后太阳轮组件被2 挡制动器B1固定.发动机动力经液力变矩器和行星齿轮变速系统的输入轴传给前齿圈,使其朝顺时针方向转动.由于前太阳轮转速为0,因此前行星轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向作自转,另,方面朝顺时针方向作公转,同时带动前行星架及输出轴朝顺时针方向转动.此时后行星排处于自由状态,后行星轮在后齿圈的驱动下朝顺时针方向一边自转一边公转,带动后行星架朝顺时针方向空转.由此可知,2挡时发动机的动力全部经前行星排传到输出轴. ?3挡:如图4所示,前进离合器C2和倒挡及高挡离合器C1同时接合,把输入轴与前齿圈及前后太阳轮组件连接成一体.由于这时前行星排中有2个基本元件互相连接,从而使前行星排连成一体旋转,输入轴的动力通过前行星排直传给输出轴,即直接挡.此时后行星排处于自由状态,后行星轮在后齿圈驱动下朝顺时针方向一边自转一边公转,带动后行星架朝顺时针方向空转.?倒挡:如图5所示,倒挡及直接挡离合器C1接合,使输入轴与前后太阳轮组件连接,同时低挡及倒挡制动器B2产生制动,将后行星架固定. 此时发动机动力经输入轴传给前后太阳轮组件,使前后太阳轮朝顺时针方向转动.由于后行星架固定不动,后行星轮在后太阳轮的驱动下朝逆时针方向转动,并带动后齿圈朝逆时针方向转动,与前行星架和后齿圈组件连接的输出轴也随之朝逆时针方向转动, 从而改变了传动方向.此时,前行星排中由于前齿圈可以自由转动,前行星排处于自由状态,前齿圈在前行星轮的带动下朝逆时针方向自由转动.有些车型自动变速器的行星齿轮机构的前后行星排的排列顺序相反,即输入轴通过前进离合器C2和后齿圈连接,输出轴与前齿圈和后行星架组件连接,但工作原理都一样.2.3行星排4挡行星齿轮变速系统的结构与工作原理超越膏台嚣图64挡行星齿轮变速器元件位置图丰田CROWN(皇冠)3.0轿车所器B1之间串联了一个单向超越离合用的A340E电子控制自动变速器就器F2,称为2挡单向超越离合器.单采用了这种行星齿轮变速系统.向超越离合器的内环和前后太阳轮组 ?结构:这种4挡行星齿轮变速件连接,外环和2挡制动器B1连接, 器是在不改变原辛普森式3挡行星齿在逆时针方向对前后太阳轮组件具有轮变速系统的主要结构和大部分零部锁止作用.当行星齿轮变速系统处于件的情况下,另外再增加一个单排行2挡时,前进离合器C1和2挡制动器星齿轮机构和相应的换挡执行元件来Bl仍同时工作.汽车加速时,前后太产生超速挡而实现的.这个单排行星阳轮组件的受力方向为逆时针方向, 齿轮机构称为超速行星排,他安装在由于2挡单向超越离合器F2的外环行星齿轮变速系统的前端,其行星架被2挡制动器B1固定,因此前后太是主动件,与变速器输入轴连接;齿圈阳轮朝~_B,-j-针方向的旋转趋势被2挡为被动件,与后面的双排行星齿轮机制动器Bl及2挡单向超越离合器锁构连接.超速行星排的工作由直接离止,使2挡得以实现.当行星齿轮变速,直器由2挡换至3挡时,即使倒挡及直合器CO和超速制动器BO来控制接离合器CO用于将超速行星排的太接挡离合器C1在2挡制动器B1释阳轮和行星架连接,超速制动器BO放之前就已接合,但由于倒挡及直接用于固定超速行星排的太阳轮.如图挡离合C1接合之后,前后太阳轮组 6所示.件的受力方向改变为顺时针方向,而为了改善2,3挡的换挡平顺性在顺时针方向上2挡单向超越离合器和使变速器在前进低挡位置发动机有F2对前后太阳轮组件没有锁止作用, 制动作用,在原3挡行星齿轮变速系前后太阳轮组件仍可以朝顺时针方向统的基础上进行了改进.旋转,使换挡能顺利进行.a)在前后太阳轮组件和2挡制动b)在前后太阳轮组件和变速器壳表23行星排辛普森式4挡行星齿轮变速系统换挡执行元件的工作情况操纵手柄换挡执行元件位置挡位ClC2BlB2B3F1F2COB0F0 1挡oooo2挡ooOooD3挡00?oo超速挡0o?00R倒挡o0oo1挡0oooS,L或2,12挡o?oo3挡oOoo注:0一接合,制动或锁止;?一作用但不影响该挡位体之间另外设置了一个制动器B3,即2挡强带带动器.带0动器B3是否工作是由操纵手柄的位置决定的,当操纵手柄位于前进挡位置(D)时,制动器B3不工作:当操纵手柄位于前进挡位置(2,1或S,L)而行星齿轮变速器处于2挡时,制动器B3 工作.这样不论汽车加速或减速,前后太阳轮组件都被该制动器固定,此时的2挡在汽车放松加速踏板减速时能产生发动机制动作用.目前大多数轿车自动变速器都采用这种结构. ?工作原理:根据行星齿轮变速系统的变速原理,当超速制动器BO 放松,直接离合器CO接合时,超速行星排处于直接传动状态,其传动比为 1:当超速制动器BO制动,直接离合器CO放松时,超速行星排处于增速传动状态,传动IrL/J~于1.当行星齿轮变速系统处于1挡,2 挡,3挡或倒挡时,超速行星排中的超速制动器B0放松,直接离合器CO结合,使超速行星排处于传动比为1的直接传动状态,而后半部分的双排行星齿轮机构各换挡执行元件的工作和原辛普森式3挡行星齿轮变速器在1 挡,2挡,3挡及倒挡时的工作完全相同,如表2所示.来自变矩器的发动机动力经超速行星排直接传给后半部分的双排行星齿轮机构,此时行星齿轮变速系统的传动比完全由后半部分的双排行星齿轮机构及相应的换挡执行元件来控制.当行星齿轮变速系统处于超速挡时,后半部分的双排行星齿轮机构保持在3挡位置,而在超速行星排中,由于超速制动器BO,产生制动,直接离合器CO放松,使超速行星排处于增速传动状态,其传动比小于l. 直接离合器CO在自动变速器处于超速挡以外的任何一个挡位时都处于接合状态,因此当发动机刚刚起动而油泵尚未建立正常的油压时,直接离合器CO已处于半结合状态,这样易使其摩擦片因打滑而加剧磨损.为防止出现这种情况,在直接离合器CO 处并列布置了一个直接单向超越离合器FO,使超速行星排在逆时针对太阳轮产生锁止作用,防止直接离合器CO 的摩擦片在半接合状态下打滑. (作者单位:大连职业技术学院) 汽车维修2011.67。
辛普森式行星齿轮机构
辛普森式行星齿轮机构一、引言辛普森式行星齿轮机构是一种常用的减速器，广泛应用于工业生产中。
它由太阳轮、行星轮和内齿圈三个部分组成，具有结构紧凑、传动效率高等优点。
二、辛普森式行星齿轮机构的基本结构辛普森式行星齿轮机构由太阳轮、行星轮和内齿圈三个部分组成。
其中，太阳轮位于中心位置，内齿圈固定不动，而行星轮则绕着太阳轮旋转。
三、辛普森式行星齿轮机构的工作原理当驱动太阳轴旋转时，太阳轴上的太阳轮也会随之旋转。
同时，在太阳轴周围的一个或多个行星架上安装有数个同心排列的小行星轨道，在小行星上还装有小型自转支架。
当驱动太阳轴旋转时，通过小型自转支架使得每个小行星都绕着自己的中心旋转，并且随着整个系统一起绕着太阳轴旋转。
四、辛普森式行星齿轮机构的优点1. 结构紧凑，体积小。
2. 传动效率高，可达到98%以上。
3. 承载能力强，能够承受较大的负载。
4. 可以实现多级减速，适用于不同的工业场合。
五、辛普森式行星齿轮机构的应用辛普森式行星齿轮机构广泛应用于各种工业设备中，如机床、起重设备、输送设备、风力发电机等。
它具有传动效率高、结构紧凑等优点，在工业生产中扮演着重要的角色。
六、辛普森式行星齿轮机构的维护在使用辛普森式行星齿轮机构时，需要注意以下几点：1. 定期检查润滑油是否充足，并及时更换。
2. 定期检查齿轮是否磨损或损坏，并及时更换。
3. 定期检查各个部件是否松动或故障，并及时修理或更换。
4. 遵守使用规程和操作规范，避免过载和过速运转等不良操作。
七、总结辛普森式行星齿轮机构是一种常用的减速器，具有结构紧凑、传动效率高等优点。
它广泛应用于工业生产中，如机床、起重设备、输送设备、风力发电机等。
在使用时需要注意维护保养，以确保其正常运转和延长使用寿命。
辛普森的变速箱工作原理
辛普森的变速箱工作原理辛普森变速箱属于一种常用的手动变速器，主要用于汽车与摩托车等机动车辆中。
其工作原理主要包括离合器、齿轮、销轴、直齿齿轮、运动轴、静止轴等组成。
辛普森变速箱通过对不同齿轮的组合，来实现变速的目的，从而应对不同路况和工作条件下的需求。
离合器是变速箱的控制器，当脚踩在离合器上时，离合器就会分离发动机和变速箱，从而实现变速。
离合器的离合状态由离合器压盘和离合器分离器组成，离合器压盘固定在二级主动轴上，而离合器分离器则连接着变速箱输出轴。
变速箱的齿轮是其重要的组成部分之一，主要包括三种类型的齿轮：斜齿轮、直齿齿轮和锥齿轮。
斜齿轮的出现主要是为了减小变速箱的噪声和振动，直齿齿轮则是为了提高变速箱的效率和承载能力，而锥齿轮则是为了提供两个垂直的轴之间的转变。
销轴是变速箱中负责齿轮插入的细腻部分，其通过齿轮控制销轴来实现齿轮的插入和拔出。
销轴拥有若干个槽口，而直齿齿轮则通过摆线对接销轴上的槽口，从而来控制齿轮插入的动作。
变速箱的运动轴和静止轴也是其重要的组成部分之一，运动轴主要用于齿轮的传递和转动，而静止轴则是变速箱的支撑轴，它在变速箱的操作中始终保持不动。
辛普森变速箱的工作原理其实就是通过离合器、销轴、齿轮、运动轴和静止轴等组成部分的配合，实现车辆的变速操作。
当离合器处于拨杆的空档位置时，它与发动机分离，变速箱转子将导致变速箱齿轮无法转动。
当离合器被踩下时，变速箱的输出轴与主动轴相连，离合器压盘则会让齿轮吻合后，输出轴的转速会传到变速箱，最终推动车辆前进。
在行车时，当需要比原先的车速快一些时，变速箱就可以通过销轴的移动，从而插入更高的齿轮。
高速齿轮内的齿比低速齿轮的齿比更大，因此车辆在行驶时可以获得更高的传动比，从而实现更快速度的行进。
此时，变速箱输出轴的转速会越来越大，从而推动车辆在道路上行进。
总的来说，辛普森变速箱的工作原理是通过离合器、销轴、齿轮、运动轴和静止轴的协作来实现变速操作，使车辆能够适应不同路况和行车需求。
辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理
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单元三 行星齿轮变速装置
图3-46c L1档汽车加速、滑行行星齿轮机构转矩传动仿真图
因L1档时无论是汽车加速还是滑行，前排行星架始终处于制 动状态，因此，输出轴始终与发动机相连，至使L1档汽车滑行时， 发动机对汽车滑行产生制动作用。L1档适用于适用于繁华街道、 冰雪路面及下陡坡时使用。
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单元三 行星齿轮变速装置
角形，传动比i=3n2/2n2=（1+2α3）/α3＞1，由此可知，D1档输
入与输出同向减速增矩。
R R n n 3
3
1 11
21
2
αα C C 3
1
nn 3 1 3 3
13
n2 2
R R R R 2 1 C C C C 2
n 3 n 1
n3
3
1
2 33
3
2
1
3
3 33
α αα α α 2
33
R n3 2
（2）L1档汽车加速、滑行转矩传动路线：
超速行星排行星架→超速行星排行星轮→超速行星排齿圈 →中间轴→C1→后行星排齿圈→后行星排行星轮→共用太阳轮 →前行星排行星轮→前圈后架→输出轴
可见L1档与D1档汽车加速转矩传动路线相同。其传动比必 然相同。
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单元三 行星齿轮变速装置
4、D2档传动原理、转矩传动路线和传动比计算
⊙
⊙⊙
2
⊙
⊙
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4
单元三 行星齿轮变速装置
2.辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）传动分析、转 矩传动路线和传动比计算 （1）R档（倒档）传动分析、转矩传动路线和传动比计算 倒档时C0、C2、F0工作，同时制动器B3也工作。
辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理
随着环保意识的提高和节能需求的增加，辛普森行星齿轮 变速装置在电动汽车和混合动力汽车等领域的应用前景将 更加广阔。
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架体通常由高强度材料制成，以确保足够的刚性和耐久性 。
03 行星齿轮变速装置的工作 原理
动力传递路径
太阳轮
发动机动力输入太阳轮，通过行星轮架输出至差 速器。
行星轮
行星轮将动力传递给齿圈，同时通过行星轮架将 部分动力传递给另一个齿圈。
齿圈
动力通过行星轮传递给齿圈，再通过固定轴传递 给车轮。
变速原理
变速过程
通过控制行星齿轮的转动半径，实现动力的 变速。行星齿轮的转动半径越大，输出速度 越快；反之，转动半径越小，输出速度越慢 。
结构组成
行星齿轮组
由多个行星齿轮组成， 用于传递动力。
太阳轮
固定转速的输入轴，与 行星齿轮组配合传递动
力。
内齿圈
固定转速的输出轴，与 行星齿轮组配合传递动
力。
控制机构
用于控制行星齿轮组的 转动半径和方向，实现
太阳轮通常与输入轴连接，将动力传 递给行星齿轮变速装置。
齿圈
齿圈是行星齿轮变速装置中的固定元件之一，通常与输出轴 连接，通过行星轮和太阳轮的旋转实现动力的传递。
齿圈通常由一组固定的行星轮支撑，行星轮可以在其中旋转 。
架体
架体是行星齿轮变速装置中的固定元件之一，用于支撑行 星轮和齿圈，同时承受和传递所有的力和力矩。
动效率和寿命。
智能化控制
03
引入传感器和智能算法，实现变速装置的实时监测和自动调整，
提高其适应性和可靠性。
应用领域拓展
电动汽车
辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理
n2 1
第1排矢量图
第2排矢量图
第3排矢量图
图3—43 倒档时行星齿轮机构运动矢量图
R3
n3 2
R n2 2 2
R1
n1 2
R3
2）用矢量图法计算R档传动比和传动方向
①R档时第一行星排运动矢量图如图3-43中第1排矢量图所示。1n3=1n2=1n1 ②R档时第二行星排运动矢量图如图3-43中第2排矢量图所示。因离合器C2工作，把共用太阳轮与第一行星排
1 图3-44b D1档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图
图3-44c D1档行星齿轮变速装置转矩传动仿真图
1）D1档转矩传动分析
从表3-3可知，D1档时C0、C1、F0、F2工作。其具体传动情况如图3-44所示。当C0 与F0工作后，可把超速行星排内的行星架与太阳轮连成一体，整个行星排成一刚体 （原理如前所述），D1档时，使超速行星排内的齿圈以1∶1的传动比把涡轮的转矩传 递给离合器C1的鼓与毂。
3）R档传动比计算 ①用运动方程计算R档传动比
从图3-43的传动过程可知，在R档时动力是直接由第二排传出，用第二行星排运动方程计算传动比即可。 第二行星排运动方程为 n1+a.n2－(1+a)n3=0 上式中，n1、n2、n3分别为第二排太阳轮、齿圈和行星架转速。
a= Z2齿圈齿数/Z1太阳轮齿数＞1。 将n3=0代入上式中，得: n1+a.n2 =0 n1=-a·n2 n1/n2=-a＞1 即主动轴转数大于输出轴转速，是减速传动，式中的“－”号表示主被动旋转方向相反。
档位 档位
离合器
制动器
单向离合器
C0
C1
C2
B0
B1
B2
B3
F0
行星齿轮式自动变速器结构原理
n1+a·n2 –(1+ a) ·n3=0
传动比
n3／n2 =a／(1+a)
小于1超速输出
使
当行星架主动顺时针旋转，太阳轮被制动力时，制动的太阳轮齿必给行星轮齿一个阻力，使行星 轮顺时针旋转，使齿圈在行星轮齿作用下，顺时针旋转输出。因齿圏顺时针旋转的线速度，是行星架 与行星轮线速度之和，使齿圈超速输出。 辛晋森单行星排，只要行星架主动，输出一定是超速档。
当太阳轮主动顺时针旋转时，太阳轮轮齿必给行星轮轮齿一个作用力，星轮轮齿在太阳轮齿作用力推动下，必逆时针旋转，因行星架制
动，所以行星轮必在制动的行星架上逆时针自转，行星轮逆时针自转其轮齿必给齿圈轮齿一个作用力，齿圈在行星轮齿作用下逆时针旋转而 减速输出。
从传动中可知，在辛普森行星排中，只要行星架制动，主被动旋转方向相反，多为倒档输出。
n1+a·n2 –(1+a) ·n3=0
式中：n1为太阳轮转数；n2为齿 圈 转 数 ； n3 为 行 星 架 转 数 ； a= 齿圈齿数／太阳轮齿数
因太阳轮制动n1=0代入上式解 方程 求齿圏与行星架传动比:
n2／n3=(1+a)／a n2／n3大于1，是减速传动。
行星轮顺时针自转 并公转
齿圏主动旋转
四、拉威娜拉式单排行星齿轮机构传动原理 1. 太阳轮主动、齿圏制动、行星架输出
二级行星轮
二级轮 一级行星轮
主动
一级轮
主动
输 出
制动
拉维奈尔赫式行星齿轮机构运动方程为：n1– α·n2–（1–α）·n3=0
因 齿 圈 制 动 n2=0 ， 代 入 上 式 得 ： n1– （ 1– α）·n3=0 n1 =（1–α）·n3，因此，传动比为： n1/ n3 =（1–α）是大于1的负值。是减速运动且 主被动旋转方向相反。
汽车自动变速器原理与维修--辛普森式行星齿轮变速机构
2位2档的传动原理
辛普森式三档行星齿轮变速机构
发动机的制动作用是由2档强制制动器B2来实现的。 当操纵手柄位于“2”位，而行星齿轮变速器处于2档时 ，前进离合器C1和制动器B2同时工作。动力从发动机传 往驱动轮时，行星齿轮机构各元件的工作状态及传动比 与前进1档时相同。而当节气门松开，发动机处于怠速 而汽车进行滑行时，汽车驱动轮通过变速器输出轴驱动 行星齿轮机构，因前后太阳轮组件始终被B2固定，行星 齿轮变速器输入轴被反向驱动，以原来的转速旋转，变 矩器涡轮转速高于泵轮的转速，成为汽车驱动轮通过变 矩器逆向驱动发动机曲轴的工况，因此可利用发动机制 动。
辛普森式三档行星齿轮变速器档位与操纵元件关系表
（1）三档辛普森式行星齿轮变速器各档的传动路线 ①前进1档（D位1档）
前进离合器C1结合，输入轴与前齿圈连接；单向离合 器F2处于自锁状态，后行星架被固定（如图）。来自发动 机的动力通过液力变矩器后，传至输入轴、前进离合器 C1 和前齿圈使前齿圈向顺时针方向转动。此时，由于汽 车载荷的作用，与输出轴相连的前排行星架在汽车起步 前转速为0。因此，前排行星齿轮在齿圈的驱动下按顺时 针方向作公转，并力图带动行星架以同样的方向旋转。
辛普森式三档行星齿轮变速机构
⑤前进3档(D位3档)
前进档离合器C1和倒档及高档离合器C2同时结合，前
排齿圈与太阳轮组件转速相同，前行星排被连接成一个整
体同速旋转，从行星架输出动力至输出轴。后行星架虽然 与输出轴同速，但只是作空转。此时，行星齿轮变速器的 传动比i=1，即为直接档(如图)。
D位3档的传动原理
辛普森式三档行星齿轮变速机构