行星齿轮变速器

多排行星齿轮机构一般布置形式
两排行星齿轮机构共用一个太阳轮——辛普 辛普 两排行星齿轮机构共用一个太阳轮 森式行星齿轮机构。 森式行星齿轮机构。 有两个太阳轮， 有两个太阳轮，两排行星齿轮共用一个齿 拉威娜式行星齿轮机构。 圈——拉威娜式行星齿轮机构。 拉威娜式行星齿轮机构 有些附加一套单排行星齿轮机构实现超速挡。 有些附加一套单排行星齿轮机构实现超速挡。
2、形式 、
自动变速器中的齿轮变速机构 所 采用的变速齿轮有平行轴式齿轮机构 采用的变速齿轮有平行轴式齿轮机构 和 行星齿轮机构两种 两种。 行星齿轮机构两种。
3、组成 、
行星齿轮机构和换挡执行元件 行星齿轮机构和
4、行星齿轮机构特点 、
这种行星齿轮总是处于常啮合状态， 这种行星齿轮总是处于常啮合状态，可 使换档迅速 平稳、 迅速、 使换档迅速、平稳、准确而不会产生齿轮 碰撞或不完全啮合的现象。 碰撞或不完全啮合的现象。
输出部件
行星架
旋转方向
相同方向
降速挡 齿圈
三、行星齿轮变速器的换挡执行机构
行星齿轮变速器中的所有齿轮都处于常啮合状 态，挡位变换必须通过以不同方式对行星齿轮机构 的基本元件进行约束(即固定或连接某些基本元件) 的基本元件进行约束(即固定或连接某些基本元件) 来实现。能对这些基本元件实施约束的机构， 来实现。能对这些基本元件实施约束的机构，就是 行星齿轮变速器的换挡执行机构。 行星齿轮变速器的换挡执行机构。 执行机构主要由离合器、 执行机构主要由离合器、制动器和单向离合器 三种执行元件组成， 三种执行元件组成，离合器和制动器是以液压方式 控制行星齿轮机构元件的旋转， 控制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离合器则是 以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。 以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。
（一）离合器
(1)作用 作用 自动变速器中的湿式 多片离合器是用来连接输 入轴或输出轴和某个基本 元件， 元件，或将行星齿轮机构 中某两个基本元件连接在 一起实现转矩的传递。 一起实现转矩的传递。
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离合器片
离合器
(2)构造：一般为多片摩擦式，是液压控制的执行元件。 构造：一般为多片摩擦式，是液压控制的执行元件。 构造 基本组成:离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、离合器片（ 基本组成:离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、离合器片（钢 摩擦片）、 ）、花键毂 片、摩擦片）、花键毂 摩擦片与旋转的花键毂的齿键连接 可轴向移动，为输入端， 与旋转的花键毂的齿键连接， 摩擦片与旋转的花键毂的齿键连接，可轴向移动，为输入端， 片上有钢基粉末冶金层或合成纤维层。 片上有钢基粉末冶金层或合成纤维层。 从动钢片与转动鼓的内花键连接也可轴向移动，可输出扭矩。 从动钢片与转动鼓的内花键连接也可轴向移动，可输出扭矩。 与转动鼓的内花键连接也可轴向移动 活塞为环状 另外活塞上有密封圈、回位弹簧。 为环状， 活塞为环状，另外活塞上有密封圈、回位弹簧。 主动盘
3、单排行星齿轮机构的传动原理 、
行星齿轮机构工作时将太阳轮、 行星齿轮机构工作时将太阳轮、齿圈 和行星架这三者中的任一元件作为主动 使它与输入轴联结， 件，使它与输入轴联结，将另一元件作 为被动件与输出轴联结， 为被动件与输出轴联结，再将第三个元 件加以约束制动。 件加以约束制动。这样整个行星齿轮机 构即以一定的传动比传递动力。 构即以一定的传动比传递动力。
6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动 ）行星架固定，齿圈主动，
行星架固定， 行星架固定，行星 齿轮只能自转， 齿轮只能自转，齿圈 经行星齿轮带动太阳 轮旋转输出动力。 轮旋转输出动力。太 阳轮的旋转方向与齿 圈相反，传动比为： 圈相反，传动比为：
i21=-z1/z2 =-1/ α
为倒挡超速挡。 为倒挡超速挡。
2、单排行星齿轮机构的运动规律的特性方程 、 n1＋αn2－（ ＋α）n3＝0 －（1＋ ） 其中： 太阳轮转速； 其中：n1—太阳轮转速； 太阳轮转速 n2—齿圈转速； 齿圈转速； 齿圈转速 n3—行星架转速； 行星架转速； 行星架转速 α—齿圈与太阳轮的齿数比。 齿圈与太阳轮的齿数比。 齿圈与太阳轮的齿数比
1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动 ）齿圈固定，太阳轮主动，
太阳轮带动行 星齿轮沿静止的齿 圈旋转， 圈旋转，从而带动 行星架以较慢的速 度与太阳轮同向旋 传动比为： 转，传动比为： i13=1 +α 为前进降速挡， 为前进降速挡， 减速相对较大。 减速相对较大。
2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动 ）齿圈固定，行星架主动，
二、行星齿轮机构 行星齿轮机构
1、结构 结构
单排行星齿轮机构由 一个太阳轮(中心轮 中心轮)、 一个太阳轮 中心轮 、 一个行星架、 一个行星架、一个齿圈 和几个行星齿轮组成 组成。 和几个行星齿轮组成。
1-太阳轮；2-齿圈；3-行星架；4-行星齿轮 太阳轮； 齿圈 齿圈； 行星架 行星架； 行星齿轮 太阳轮
传动比为： 传动比为： i32=z2/(z1+z2) = α/(1+
α)
为前进超速挡， 为前进超速挡， 增速相对较小。 增速相对较小。
5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动 ）行星架固定，太阳轮主动，
行星架固定， 行星架固定，行星齿 轮只能自转， 轮只能自转，太阳轮经 行星齿轮带动齿圈旋转 输出动力。 输出动力。齿圈的旋转 方向与太阳轮相反。 方向与太阳轮相反。传 动比为： 动比为： i12=z2/z1=- α 为倒挡减速挡。 为倒挡减速挡。
4、行星齿轮机构在自动变速器上的应用 、
在现代汽车行星齿轮变速器中，广泛地 采用了辛普森式（Simpson）双排行星齿轮 机构和拉威娜（Ravigneaux）式复合行星 齿轮机构。
新课小结
1、行星轮机构的组成 2、行星轮机构的工作情况
作业
状态
1
行星齿轮机构的工作情况表
档位
固定部件
输入部件
太阳轮
1.辛普森行星齿轮系统 1.辛普森行星齿轮系统 辛普森
辛普森式行星齿轮机构由4 辛普森式行星齿轮机构由 4 个独立的元件组 前齿圈、前后太阳轮组件、后行星架、 成：前齿圈、前后太阳轮组件、后行星架、 前行星架和后齿圈组件 组件。 前行星架和后齿圈组件。 辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机构， 辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机构， 它由两个内啮合式单排行星齿轮机构组合而 能提供三个前进挡和一个倒挡。 成，能提供三个前进挡和一个倒挡。 前面可以加一排超速行星齿轮机构。 前面可以加一排超速行星齿轮机构。
7）直接传动（直接档） 直接传动（直接档） 若三元件中的任两元件被连接在一起， 若三元件中的任两元件被连接在一起， 则第三元件必然与这两者以相同的转速、 则第三元件必然与这两者以相同的转速、相 同的方向转动。 同的方向转动。 8）自由转动（空挡） 自由转动（空挡） 若所有元件均不受约束， 若所有元件均不受约束，则行星齿轮 机构失去传动作用。此种状态相当于空挡。 机构失去传动作用。此种状态相当于空挡。
调整螺钉
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带式制动器
Hale Waihona Puke Baidu
（三）单向离合器
作用： 作用：单方向固定行星齿轮机 构中某个基本元件的转动。 构中某个基本元件的转动。
常见形式：滚柱斜槽式（ 常见形式：滚柱斜槽式（液力 变矩器常用） 楔块式（ 变矩器常用）和楔块式（行星齿 轮变速器常用）。 轮变速器常用）。
单向离合器
单向离合器工作原理
壳体 活塞 弹簧 卡环 压盘 从动盘
输入轴
花键毂
(3)工作情况： 工作情况： 工作情况
离合器接合： 离合器接合：当压力油经油道进入活塞左面的 液压缸时，液压力克服弹簧力使活塞右移， 液压缸时，液压力克服弹簧力使活塞右移，将 所有离合器片压紧。 所有离合器片压紧。 离合器分离： 离合器分离：当控制阀将作用在离合器液压缸 的油压力撤除后， 的油压力撤除后，离合器活塞在回位弹簧的作 用下回复原位， 用下回复原位，并将缸内的变速器油从进油孔 排出。 排出。 离合器自由间隙：离合器处于分离状态时， 离合器自由间隙：离合器处于分离状态时，离 合器片之间有一定的轴向间隙， 合器片之间有一定的轴向间隙，以保证钢片和 摩擦片之间无轴向压力。 摩擦片之间无轴向压力。
传动比为 ： /(1 i31=1/(1 +α) 为前进超速挡， 为前进超速挡， 增速相对较大。 增速相对较大。
3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动 太阳轮固定，齿圈主动，
传动比为： 传动比为：
i23=1+z2/z1
=1+1/α 为前进降速挡， 为前进降速挡， 减速相对较小。 减速相对较小。
4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动 ）太阳轮固定，行星架主动，
辛普森式行星齿轮机构结构形式
辛普森式行星齿轮机构啮合形式
1-前齿圈；2-前行星轮；3-前行星架和后齿圈组件 前齿圈； 前行星轮 前行星轮； 前行星架和后齿圈组件 前齿圈 4-前后太阳轮组件；5-后行星轮；6-后行星架 前后太阳轮组件； 后行星轮 后行星轮； 后行星架 前后太阳轮组件
项目二
行星齿轮变速器
一、概述
1、作用 、
由于液力变矩器的扭矩变化范围 窄(1~3倍)，无法满足汽车行驶中各 倍， 种复杂工况的需要。为此， 种复杂工况的需要。为此，在液力变 矩器后面再串联齿轮变速机构来扩大 矩器后面再串联齿轮变速机构来扩大 扭矩变化范围（ 扭矩变化范围（3~4倍）， 再将发动 倍 机的动力传递给传动轴。 机的动力传递给传动轴。
太阳轮位于系统的中心， 太阳轮位于系统的中心， 行星齿轮与它相啮合。 行星齿轮与它相啮合。最外 侧是同行星齿轮相啮合的齿 通常有3～ 个行星齿 圈。通常有 ～6个行星齿 它们为均匀或对称布置。 轮，它们为均匀或对称布置。 各行星齿轮借助于滚针轴承 (带有或不带有保持架 和行 带有或不带有保持架)和行 带有或不带有保持架 星齿轮轴安装在行星架上， 星齿轮轴安装在行星架上， 两端有止推垫片。 两端有止推垫片。
四、行星齿轮变速器的结构与 工作 原理
（一）行星齿轮变速器的结构 由于单排行星齿轮机构不能满足汽车行驶中变 速变矩的需要。为了增加传动比的数目， 速变矩的需要。为了增加传动比的数目，可以通 过增加行星齿轮机构来实现。在自动变速器中， 过增加行星齿轮机构来实现。在自动变速器中， 两排或多排行星齿轮机构组合在一起， 两排或多排行星齿轮机构组合在一起，用以满足 汽车行驶需要的多种传动比。目前， 汽车行驶需要的多种传动比。目前，常见的复合 式行星齿轮机构有： 式行星齿轮机构有：辛普森式齿轮机构和拉维娜 式行星齿轮机构。 式行星齿轮机构。
片式制动器工作过程
（2）带式制动器
它由制动带、油缸、 它由制动带、油缸、活塞 和调整件组成。 和调整件组成。外弹簧为 活塞的回位弹簧。 活塞的回位弹簧。内弹簧 为旋转鼓反作用力的缓冲 弹簧，防止活塞振动。 弹簧，防止活塞振动。调 制动鼓 整点多在带的支撑端， 整点多在带的支撑端，可 活塞 在体外调整或拆下油底调 整。拧动调整螺栓来调整 旋紧再松2 ），调 （旋紧再松2～3圈），调 活塞杆 制动带 好后再用锁紧螺母锁紧。 好后再用锁紧螺母锁紧。 优点：结构简单易于安装， 优点：结构简单易于安装， 工作油路 带式制动器轴向尺寸小可 缩短变速器的长度。 缩短变速器的长度。 缺点： 缺点：使变速器壳体上产 生局部的高应力区； 生局部的高应力区；制动 带磨损后需要调整间隙； 带磨损后需要调整间隙； 工作的平顺性差， 工作的平顺性差，控制油 路中多配有缓冲阀。 路中多配有缓冲阀。
工作情况
（二）制动器
制动器的功用是固定行星齿轮机 构中的基本元件，阻止其旋转。 构中的基本元件，阻止其旋转。在自 动变速器中常用的制动器有湿式多片 式制动器和带式制动器两种。 式制动器和带式制动器两种。
（1）片式制动器
片式制动器：其结构与片式离合器相同。 片式制动器：其结构与片式离合器相同。不 同之处是制动器从动片的外缘花键齿与固定 的变速器外壳连接，可轴向移动， 的变速器外壳连接，可轴向移动，以便接合 时将主动件制动，使行星齿轮机构改组换挡。 时将主动件制动，使行星齿轮机构改组换挡。 该种制动器接合的平顺性好，间隙无须调整， 该种制动器接合的平顺性好，间隙无须调整， 其缺点是轴向尺寸大。 其缺点是轴向尺寸大。 能通过增减摩擦片数来满足不同排量发动机 的要求，故小轿车使用很多。 的要求，故小轿车使用很多。