3行星齿轮机构解析
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汽车自动变速器构造与维修电子课件第三章行星齿轮变速机构
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
2.制动器
（1）片式制动器（双活塞型） 在丰田A40和 A340系列自动 变速器中'有一个由外活塞和内活 塞构成的双活塞型制动器，用以 缓冲制动器接合时产生的振动。 如图3-1-11所示。
15 第 三 章 行 星 齿 轮 变 速 机 构
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
10 第 三 章 行 星 齿 轮 变 速 机 构
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
1.离合器
自动变速器离合器均为湿式多片式离合 器，它的功用是连接轴与行星齿轮机构中的 元件，或是连接行星齿轮机构中的不同元件。
（1）结构及组成 离合器主要由离合器鼓、活塞、主动摩 擦片、从动钢片、回位弹簧等组成，如图31-7 所示。
—、行星齿轮机构
1.行星齿轮机构的结构与类型 最简单的行星齿轮机构为一个单排行星齿轮机构，如图3-1-1 所示，
由一个太阳轮、—个齿圈、一个行星架及若干行星齿轮组成。
4 第三章 行星齿轮变速机构
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
1.行星齿轮机构的结构与类型 行星架、太阳轮和齿圈是单
排行星齿轮机构的三个基本构件， 且它们具有公共的固定轴线，如 图3-1-2 所示。
7 第三章 行星齿轮变速机构
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
2.行星齿轮机构的变速原理
（2）双行星齿轮机 构的运动规律
图3-1-5 所示的传动 简图就是市面上较为流行 的一款自动变速器中的传 动部分。
8 第三章 行星齿轮变速机构
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
3.单排行星齿轮机构的动力传动方式 如图3-1-6所示，通
3-1 行星齿轮机构及换挡执行机构
1.湿式多片式离合器的检修
行星齿轮的结构及原理
行星齿轮的结构及原理行星齿轮是一种机械传动元件，具有紧凑、高转矩传递和高精度传动等优点，在工业领域中得到广泛应用。
行星齿轮由行星轮、太阳轮和内齿圈三部分组成，其传动原理与差速器相似，可以实现多种不同的传动方式。
下面介绍行星齿轮的结构及原理。
行星齿轮由以下三个部分组成：行星轮、太阳轮和内齿圈。
其中，地球仪齿轮结构是行星齿轮的一种特殊结构，它将行星轮和太阳轮合二为一，实现了行星齿轮的紧凑结构。
（1）行星轮行星轮是行星齿轮传动中的动力源，它通常由若干个行星齿轮组成，每一个行星轮都与行星轮轴相连，行星轮的轴心不在齿轮轴线上，其作用是使行星轮绕齿轮中心轴自转和公转。
（2）太阳轮太阳轮是行星齿轮结构中的被动元件，它与外部环形齿轮相连，不但负责传递动力，还起到支撑、固定行星轮的作用。
（3）内齿圈内齿圈是行星齿轮结构中的固定元件，它通常由内部齿轮组成，与太阳齿轮相贴合而构成一个内在的环形齿轮。
它通过与太阳轮齿合，使其转动并产生一个输出速度。
行星齿轮传动是一种典型的行星式结构，其传动原理类似于自行车中的“牙轮组”和汽车中的“差速器”。
行星齿轮可以实现多种不同的传动方式，下面介绍其中三种常见的传动方式：（1）行星轮固定，输出端固定当行星轮固定不动时，行星轮的齿轮将有一个与太阳轮齿轮相等的转速，并与内齿圈齿轮相向工作，产生一个输出速度。
此情况下，行星轮的公转速度与内齿圈的自转速度相等，而太阳轮的自转速度为零。
（3）内齿圈固定，太阳轮转速变化总之，行星轮的自转和太阳轮的自转和公转的组合可以实现多种不同的传动方式，具有极高的灵活性和多样性。
具体采用哪种传动方式，取决于具体的需求和应用环境。
行星齿轮机构的传动原理以及基本结构
如图3-8所示，当行星架输入顺时针旋转时，行星 架必带着行星轮一齐顺时针旋转，因太阳轮制动， 因此太阳轮的轮齿必给行星轮轮齿一个反作用力， 行星轮必顺时针旋转，行星轮顺时针旋转时，其轮 齿必给齿圈轮齿一个推力，齿圈在行星轮齿作用下， 必克服其运动阻力而顺时针旋转输出。行星轮既自 转又绕太阳轮公转。
图3-8行星架输入，太阳轮制动，齿圈输出传动图与结构简图
任意两元 件 行星架
行星架 行星架 另一元件
齿圈
i= 1+α＞2
转向相同 减速增矩
i= 1+1/α＞1
转向相同 减速增矩
i=1
转向、转速、转矩
均相同
i=α/（1+α）＜1 转向相同 增速减矩
6无
任意元件 任意元件 i=0
无动力输出
通过以上分析可知，单排单级行星齿轮机构存在着以
下规律性的结论：
➢只要行星架输入，无论哪个固定，输入、输出均为同向、
图3-6齿圈输入，太阳轮制动，行星架输出传动图与结构简图
2）传动比计算 ①用运动方程计算传动比
该行星齿轮机构运动方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于 太阳轮制动n1 =0，该方程变为αn2－(1+α)n3=0得n2/n3= （1+α）/α即传动比i=n2/n3 =（1+α）/α＞1 即该单排行 星齿轮机构转向相同，减速增矩。
增速传动。
➢只要行星架输出，无论哪个固定，输入、输出均为同向、
减速传动。
➢只要行星架固定，无论哪个输入，输入、输出均为反向
传动。
➢若将太阳轮、齿圈、行星架三元件中的任意两个相连，
则另一个不连自连，行星排变为一个刚体以相同的转速和
转矩输入、输出，传动比为1。
自动变速器行星齿轮机构---第三章
2. 功率流分析 规则： （1）一端所受转矩方向与其转速方向相同 （M、n或-M、-n），功 率为正，输入端 （2）一端所受转矩方 向与其转速方向相反 （M、-n或-M、n）， 功率为负，输出端 转速(+,-)
三、传动效率 相对功率法： 根据行星排各构件的相对转速、转矩和传递 功率计算。 两点假设： 1. 只计算和相对运动有关的齿轮啮合损失， 其它不计； 2. 相对运动的齿轮啮合损失与定轴传动相同， 外啮合效率0.97，内啮合效率0.98。
2. 档位情况
选档杆 位置 换档执行元件 C1 1 D 2 3 2 L R 1 2 1 倒档 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ C2 B1 B2 B3 F1 F2 ○ 发动机 制动
档位
P
N
驻车档
空档
○
3. 各档动力传动路线：
1) D1档：C1、F2
主动太阳轮
从动行星架
行星小齿轮
主动齿圈
• 8) 如果所有元件无约束，则动力无法传动 • 空档
太阳轮
行星架
行星小齿轮
主动齿圈
二、车辆传动用行星齿轮机构 1. 单星行星排：一个行星轮同时内外啮合 普通式行星排 复式双联行星排
2. 双星行星排： 两个行星轮 普通式 长短行星轮式 3. 圆锥行星齿轮 行星排 行星架输入动 力，太阳轮输出 对称结构 非对称结构
z
w 3 1 2
实现一个档要结合2-1个
操纵件
如有2个操纵件
可得
C 2
1 z
个档
2. 行星机构速度关系式（数学分析法） 给整个行星机构加反向转速nj，对绝对座标： 行星架转速＝ nj－ nj＝0 太阳轮转速＝ nt－ nj 齿圈转速＝ nq－nj，按定轴传动处理
第章 行星齿轮变速器结构与工作原理
太阳轮
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2、拉威娜式自动变速器齿轮机构动力传递 路线
1）行星架制动，小太阳轮输入 传动路线： 小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（仅有
自转）→内齿圈→输出轴，此变速结果为 同向减速传动。
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2）大太阳轮制动，小太阳轮输入 传动路线： 小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（随
应用相对较小。
3 小减速比 (e) 太阳轮 齿圈 行星架 汽车自动变速器减速挡。
4 小增速比 (b) 太阳轮 行星架 齿圈 汽车自动变速器超速挡。
5 减速反向 (c) 行星架 太阳轮 齿圈 汽车自动变速器倒挡。
6 增速反向 (f) 行星架 齿圈 太阳轮
应用相对较小。
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3.2.4 多排行星齿轮机构
离合器、制动器、单向离合器统称为自动变速器行星 齿轮机构换档执行元件或施力元件。
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3.4 典型行星齿轮传动原理及工作 分析
3.4.1 拉威娜式行星齿轮传动原理
图3-13 拉威娜式行星齿轮变速机构 1-小（前）太阳轮；2-行星架；3-短行星轮；4-长行星齿轮；5-齿圈；6-大（后）太阳轮
轮机构等速传动。
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2、离合器的组成
图3-8 自动变速器离合器
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3、离合器的工作过程
各钢片与摩擦片压紧接 合在一起时，具有共同 转速并传递相应的转矩。
芯体或壳体可以与输入轴、 输出轴、太阳轮、内齿圈、 行星架、单向离合器中任 意一个部件直接或间接相 连。
通过壳体或芯体可将输入（力矩 及转速）导入或将输出（变换后 的力矩及转速）导出，也可将行 星齿轮机构中的任两个元件连接 一起，实现直接传动。
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2、拉威娜式自动变速器齿轮机构动力传递 路线
1）行星架制动，小太阳轮输入 传动路线： 小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（仅有
自转）→内齿圈→输出轴，此变速结果为 同向减速传动。
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2）大太阳轮制动，小太阳轮输入 传动路线： 小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（随
应用相对较小。
3 小减速比 (e) 太阳轮 齿圈 行星架 汽车自动变速器减速挡。
4 小增速比 (b) 太阳轮 行星架 齿圈 汽车自动变速器超速挡。
5 减速反向 (c) 行星架 太阳轮 齿圈 汽车自动变速器倒挡。
6 增速反向 (f) 行星架 齿圈 太阳轮
应用相对较小。
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3.2.4 多排行星齿轮机构
离合器、制动器、单向离合器统称为自动变速器行星 齿轮机构换档执行元件或施力元件。
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3.4 典型行星齿轮传动原理及工作 分析
3.4.1 拉威娜式行星齿轮传动原理
图3-13 拉威娜式行星齿轮变速机构 1-小（前）太阳轮；2-行星架；3-短行星轮；4-长行星齿轮；5-齿圈；6-大（后）太阳轮
轮机构等速传动。
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2、离合器的组成
图3-8 自动变速器离合器
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3、离合器的工作过程
各钢片与摩擦片压紧接 合在一起时，具有共同 转速并传递相应的转矩。
芯体或壳体可以与输入轴、 输出轴、太阳轮、内齿圈、 行星架、单向离合器中任 意一个部件直接或间接相 连。
通过壳体或芯体可将输入（力矩 及转速）导入或将输出（变换后 的力矩及转速）导出，也可将行 星齿轮机构中的任两个元件连接 一起，实现直接传动。
辛普森三档行星齿轮机构
1.五个执行元件的作用效 果
2.各档动力流分析
3.各档执行元件的工作情 况
（1）、当C2作用时，涡轮输出轴的动力 接通至前排齿圈
（2）、当C1作用时，涡轮输出轴的动力 接通至前后太阳轮
（3）、当B1作用时，固定前后太阳轮
（4）、当B2作用时，固定后行星架（具 有双向传输、发动机制动）
（5）、当F1作用时，固定后行星架（只 能单向传输）
各档执行元件的工作情况
档位
C1
C2
B1
B2
F1
P
停车档P
√
R
√
√
N
1
√
√
D
2
√
√
3
√
√
S、L
1
或2、
1
2
√
√
√
√
C1 ： 倒 档 及 高 档离合器
C2 ： 前 进 离 合 器
B1 ： 2 档 制 动 器
B2 ： 低 档 及 倒 档制动器
F1： 低 档 单 向 超越离合器
二档：C2+B1
2档工作状态下，也可实现发动机制动。
二档动力传递图：
三档：C1+C2
前排行星齿轮组形成直接档传动,i=1, 3档只存 在发动机制动功能，不存在滑行功能。
三档动力传递图：
倒档：C1+B2
C1接合，输入轴连接在公共太阳轮上，制动器 B2动作，后排行星架被锁定。
倒档动力传递图：
c1c2前排行星齿轮组形成直接档传动i1在发动机制动功能不存在滑行功能
辛普森三档行星齿轮机构的 动力流分析
一 、辛普森结构的特点
二、辛普森三档行星齿轮机构 动力流分析
1、 前后两个行星排的齿轮参数 完全相同。
项目2拉维娜行星齿轮结构与工作原理
表3-2-2
改进后拉维娜式3档行星齿轮变速机构 换档执行组件工作规律
换档操纵手柄位置 档位
换档执行组件
C1 C2 C3 C4 B1 B2 F1 F2
1
●
2
●
D
3
●
● ●
●●
● ●
超速档 ○
●●
R
倒档
●●
●
1 S、L或2、1
●
●
●●●
注：●——接合、制动或锁止。 ○――接合或制动，但不传递动力。
当汽车滑行、输出轴反向驱动行星齿轮变速机构时，齿圈 通过长行星轮对行星架产生朝顺时针方向的力矩，此时1 档单向超越离合器F1脱离锁止状态，使行星架朝顺时针方 向自由转动，行星齿轮机构因此失去传递动力的能力，无 法实现发动机制动。
为了使1档能产生发动机制动作用，可将操纵手柄拨入前 进低档（S、L或2, 1)位置，这样在1档时，前进档离合器 C1和低速档及倒档制动器B2同时工作，行星架由低速档 及倒档制动B2固定，此时动力传递路线及传动比和前述1 档时完全相同（图3-2-4），而且汽车加速器滑行时，行 星架固定不动。在汽车下坡或滑行时，驱动轮可以通过行 星齿轮变速机构反向制动发动机，利用发动机怠速运转阻 力实现发动机制动作用。
图3-2-4 1－输入轴；２－行星架；３－后太阳轮；４－输出轴； ５－短行星轮；６－齿圈；７－长行星架；Ｃ1－前进离 合器；Ｂ2－低速成档及倒档制动器
2档
2档时，前进档离合器C1和2档制动器B1一起 工作。发动机动力经输入轴和前进档离合器C1传 至后太阳轮，使后太阳轮朝顺时针方向转动，并 通过短行星轮带动长行星轮朝顺时针方向转动。 由于前太阳轮被2档制动器B1固定，因此长行星 轮在做顺时针自转时，还将朝顺时针方向作公转， 从而带动齿圈和输出轴以较快转速朝顺时针方向 转动。此时发动机动力是由后太阳轮经短行星轮、 长行星轮传至前行星排，再由前行星排传至齿圈
三齿轮传动机构
◆ O/D档→输入轴→C1→后圈→后星
后架→
└太阳轮→前星→前圈→→ 输出轴
└前架F2逆止
◆ D1传动比；1.00×2.804
47
AT
AT
丰田A340E－D2档（后两排传动）
◆ O/D档→输入轴→C1→后圈→后星→后架→→→→→输出轴 └太阳轮被B2.F1锁住
◆ D2档传动比：1.00×1.531
一个外齿轮与一个内齿轮啮合时，转动 方向相同。
太阳轮、齿圈、行星架、三者齿数的关 系是：行星架＞齿圈＞太阳轮
7
AT
AT
§3.2 行星齿轮机构的变速原理
◇ 行星齿轮机构参数α：
z2 ＞1
z1
Z1－太阳轮齿数 Z2－齿圈齿数
◇ 单排行星齿轮机构运动特性方程式：
n1 n2 1 n3 0
外圈转速）、前排滑转。
37
AT
AT
4T65E－D3档
D3档 动力传动路线 ;
┌→ C3→F2←前太← ┐
链轮┴→ C2→→→前架 →┴→前圈→主减速器
D3档 传动比; 1.00
↓
传动；C2+C3 锁止；F2
→
38
AT
AT
D3 档 动 力 传 递 说 明
输入 输入
输出
C2和C3分别传递动力前架后圈和前太阳轮。 F2逆向锁止（内圈转速＞外圈转速），故C3
50
AT
AT
丰田A340E－R档
◆ O/D档→输入轴→C2→太阳轮→前星→前圈→输出轴 └前架被B3锁住
◆ R档传动比：1.00×2.220
51
AT
AT
大众01M自动变速器
B2 C2 C1
C3
行星齿轮机构结构
支架优化设计
减轻支架的重量
支架是行星齿轮机构中的支撑部件，其重量的轻重对整个 机构的重量有很大影响。在满足使用要求的前提下，应尽 量减轻支架的重量。
提高支架的刚度和稳定性
支架在工作过程中需要承受机构的载荷和弯矩，因此需要 具有良好的刚度和稳定性。可以通过优化支架的结构设计、 增加加强筋等方法来提高其机械性能。
太阳轮的受力分析
太阳轮受到来自行星轮的力矩作用，这些力矩的大小和方向取决于行星轮的位置和 转速。
太阳轮受到的力矩可以分解为切向力矩和径向力矩，切向力矩用于驱动太阳轮旋转， 径向力矩则用于平衡太阳轮的离心力。
太阳轮的受力分析需要考虑太阳轮与行星轮之间的接触力和摩擦力，以及太阳轮自 身的重力和离心力。
单级行星齿轮机构
结构简单，由太阳轮、 行星轮和转臂组成。
制造和维护成本较低。
传动比范围较小，通 常用于高速、小扭矩 的传动系统。
双级行星齿轮机构
由两个单级行星齿轮机构组成， 通过中间齿轮连接。
传动比范围较大，通常用于中 低速、大扭矩的传动系统。
结构相对复杂，制造和维护成 本较高。
多级行星齿轮机构
02 行星齿轮机构的基本组成
行星轮
01
行星轮是行星齿轮机构中的重要 组成部分，通常由一个或多个齿 轮组成，它们围绕一个共同的旋 转中心（即行星轮轴）旋转。
02
行星轮的主要作用是传递动力， 它们可以与太阳轮和内齿圈啮合 ，从而实现动力的传递和减速。
太阳轮
太阳轮是行星齿轮机构中的另一个重 要组成部分，它通常位于机构的中心 位置，并与行星轮和内齿圈啮合。
1
行星轮受到来自太阳轮和内齿圈的力矩作用，这 些力矩的大小和方向取决于行星轮的位置和转速。
1-3 行星齿轮传动机构
单向阀的功用：加快活塞回位的速度。
2.制动器
功用:将行星排中的太阳轮,齿圈,行星架这3元件之一固定; 类型:湿式多片制动器和带式制动器; 湿式多片制动器结构:多片湿式制动器的结构和工作原理与
离合器的结构、原理大至相同。区别在于它的钢片连接的 制动鼓或变速器壳体是固定的。(图) 带式制动器的结构：制动鼓、制动带、活塞顶杆、活塞、 回位弹簧、活塞缸等组成。 带式制动器的原理:液压施加活塞,活塞移动推动制动带,使 制动带直径变小,夹持制动鼓,使制动鼓固定;反之当油液退 出后,在回位弹簧作用下活塞回位;(图)
工作情况表（表） 思考：工作路线
3.单向离合器
功用:它依靠单向锁止原理来固定或连接几个行星元件. 锲块式单向离合器原理:由外座圈,内座圈,锲块等组成;锲
块在一方向上略大于内外座圈距离,而另一方向略小于内 外座圈距离;所以当顺时针方向,内外座圈同时运动,而逆 时针时内外座圈锁止;(图)
三 行星齿轮机构各档变速原理
1.辛普森式3档行星齿轮机构 2.辛普森式4档行星齿轮机构 3.拉维尼克斯行星齿轮机构（思考）
1.辛普森式3档行星齿轮机构（图）
D1档时,C2 和F1工作:（固定后行星架） 输入轴—前齿圈—太阳轮组件—后齿圈—输出轴； D2档时,C2和B1工作:（固定前太阳轮） 输入轴—前齿圈—前行星架—输出轴； D3档时，C1和C2工作： 输入轴—太阳轮—前齿圈—行星架—输出轴 R档，C1和B2工作：（固定后行星架） 输入轴—太阳轮—后齿圈—输出轴；
功用: 连接,即将输入轴和行星排的某一元件连接,或将行 星排某两元件连接成一整体;
组成:离合器鼓、活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、密封 圈等组成。
工作原理：当油液进入离合器推动活塞移动，使钢片和 摩擦片接合，产生摩擦力。因此动力的传递由离合器输 入轴—离合器鼓—钢片—摩擦片—离合器输出轴；这样 离合器输入轴连接元件和输出轴连接元件接合为一整体； 同理当油液退出离合器，活塞在回位弹簧作用下回位， 使钢片和摩擦片存在一定间隙，输入轴和输出轴分离； 钢片与摩擦片之间自由间隙一般为0.5-2.0mm（图）
2.制动器
功用:将行星排中的太阳轮,齿圈,行星架这3元件之一固定; 类型:湿式多片制动器和带式制动器; 湿式多片制动器结构:多片湿式制动器的结构和工作原理与
离合器的结构、原理大至相同。区别在于它的钢片连接的 制动鼓或变速器壳体是固定的。(图) 带式制动器的结构：制动鼓、制动带、活塞顶杆、活塞、 回位弹簧、活塞缸等组成。 带式制动器的原理:液压施加活塞,活塞移动推动制动带,使 制动带直径变小,夹持制动鼓,使制动鼓固定;反之当油液退 出后,在回位弹簧作用下活塞回位;(图)
工作情况表（表） 思考：工作路线
3.单向离合器
功用:它依靠单向锁止原理来固定或连接几个行星元件. 锲块式单向离合器原理:由外座圈,内座圈,锲块等组成;锲
块在一方向上略大于内外座圈距离,而另一方向略小于内 外座圈距离;所以当顺时针方向,内外座圈同时运动,而逆 时针时内外座圈锁止;(图)
三 行星齿轮机构各档变速原理
1.辛普森式3档行星齿轮机构 2.辛普森式4档行星齿轮机构 3.拉维尼克斯行星齿轮机构（思考）
1.辛普森式3档行星齿轮机构（图）
D1档时,C2 和F1工作:（固定后行星架） 输入轴—前齿圈—太阳轮组件—后齿圈—输出轴； D2档时,C2和B1工作:（固定前太阳轮） 输入轴—前齿圈—前行星架—输出轴； D3档时，C1和C2工作： 输入轴—太阳轮—前齿圈—行星架—输出轴 R档，C1和B2工作：（固定后行星架） 输入轴—太阳轮—后齿圈—输出轴；
功用: 连接,即将输入轴和行星排的某一元件连接,或将行 星排某两元件连接成一整体;
组成:离合器鼓、活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、密封 圈等组成。
工作原理：当油液进入离合器推动活塞移动，使钢片和 摩擦片接合，产生摩擦力。因此动力的传递由离合器输 入轴—离合器鼓—钢片—摩擦片—离合器输出轴；这样 离合器输入轴连接元件和输出轴连接元件接合为一整体； 同理当油液退出离合器，活塞在回位弹簧作用下回位， 使钢片和摩擦片存在一定间隙，输入轴和输出轴分离； 钢片与摩擦片之间自由间隙一般为0.5-2.0mm（图）
行星齿轮的结构-概述说明以及解释
行星齿轮的结构-概述说明以及解释1.引言行星齿轮是一种常见的传动装置，它由太阳轮、行星轮、行星架和内齿轮等组成，通过它们之间的联动来实现传动功效。
行星齿轮具有结构紧凑、传动比稳定、传动效率高等优点，因此在机械制造领域得到广泛应用。
本文将对行星齿轮的结构、工作原理、应用领域及未来发展趋势进行较为全面的阐述。
编写文章1.1 概述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分应该包括以下内容：文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分来探讨行星齿轮的结构。
在引言部分，将对行星齿轮的概述进行介绍，说明本文的目的，并简要说明文章的结构安排。
在正文部分，将详细探讨行星齿轮的定义、工作原理和应用领域。
最后，在结论部分，将总结行星齿轮的优势，探讨其发展趋势，并给出结语。
整个文章结构清晰明了，旨在帮助读者全面了解行星齿轮的结构和应用。
1.3 目的：本文旨在深入探讨行星齿轮的结构，了解其定义、工作原理以及应用领域，通过对行星齿轮的优势进行总结，探讨其未来的发展趋势。
通过对行星齿轮的详细介绍，读者将能够更深入地了解行星齿轮在机械传动中的重要性和应用前景，为相关领域的研究和应用提供更多有益的参考。
} }}请编写文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 行星齿轮的定义行星齿轮是一种常见的齿轮传动机构，由一个中心太阳齿轮、多个行星轮和一个外围内齿圈组成。
它的结构类似于太阳系中行星绕着太阳运行的轨道，因此得名为行星齿轮。
中心的太阳齿轮通常是固定不动的，行星轮则围绕着太阳齿轮旋转，并通过齿轮之间的啮合传递动力。
内齿圈则起到固定行星轮的作用，同时也可通过外部力矩传递动力或实现反向旋转。
行星齿轮传动具有传动比可变、扭矩分配均匀、结构紧凑等优点，广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速箱、风力发电机等。
其精密的齿轮啮合设计和可靠的传动性能，使得行星齿轮成为工程领域中不可或缺的重要部分。
2.2 行星齿轮的工作原理行星齿轮是一种用于传动动力的机械装置，其工作原理基于太阳轮、行星轮和太阳轮之间的互相啮合和运动。
《汽车自动变速器结构与检修》教学课件 项目三 齿轮变速机构
不同的组合方式，会使单排单级行星齿轮机构实现同向减速、同向增速、反向减速、反向 增速、直接传动、不传递动力等不同的传动结果。
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的变速原理
1）齿圈固定 如图3-2（a）所示，当齿圈固定时，单排单级行星 齿轮机构的运行情况如下。 ① 若太阳轮为主动件，行星架为从动件。此时，单 排单级行星齿轮机构进行同向减速传动。 ② 若行星架为主动件，太阳轮为从动件。此时，单 排单级行星齿轮机构进行同向增速传动。
（b）太阳轮固定
图3-2 单排单级行星齿轮机构在 不同条件下的运行情况
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的变速原理
3）行星架固定 如图3-2（c）所示，当行星架固定时，单排单级行 星齿轮机构的运行情况如下。 ① 若太阳轮为主动件，齿圈为从动件。此时，单排 单级行星齿轮机构进行反向减速传动。 ② 若齿圈为主动件，太阳轮为从动件。此时，单排 单级行星齿轮机构进行反向增速传动。
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的变速原理
综上所述，单排单级行星齿轮机构的运行情况可总结为表3-1。
表3-1 单排单级行齿轮机构的运行情况
1.2 单排双级行星齿轮机构
1.单排双级行星齿轮机构的结构
单排双级行星齿轮机构由太阳轮、齿圈、行星轮和行星架等组成，如图3-3（a）所示。
那么，小张检测的行星齿轮机构在自动变速器中的作用是什么呢？
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的结构
单排单级行星齿轮机构是最简单的行星齿轮机构，如图3-1所示。
（a）结构
（b）实物外形
图3-1 单排单级行星齿轮机构
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的变速原理
1）齿圈固定 如图3-2（a）所示，当齿圈固定时，单排单级行星 齿轮机构的运行情况如下。 ① 若太阳轮为主动件，行星架为从动件。此时，单 排单级行星齿轮机构进行同向减速传动。 ② 若行星架为主动件，太阳轮为从动件。此时，单 排单级行星齿轮机构进行同向增速传动。
（b）太阳轮固定
图3-2 单排单级行星齿轮机构在 不同条件下的运行情况
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的变速原理
3）行星架固定 如图3-2（c）所示，当行星架固定时，单排单级行 星齿轮机构的运行情况如下。 ① 若太阳轮为主动件，齿圈为从动件。此时，单排 单级行星齿轮机构进行反向减速传动。 ② 若齿圈为主动件，太阳轮为从动件。此时，单排 单级行星齿轮机构进行反向增速传动。
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的变速原理
综上所述，单排单级行星齿轮机构的运行情况可总结为表3-1。
表3-1 单排单级行齿轮机构的运行情况
1.2 单排双级行星齿轮机构
1.单排双级行星齿轮机构的结构
单排双级行星齿轮机构由太阳轮、齿圈、行星轮和行星架等组成，如图3-3（a）所示。
那么，小张检测的行星齿轮机构在自动变速器中的作用是什么呢？
1.1 单排单级行星齿轮机构
1.单排单级行星齿轮机构的结构
单排单级行星齿轮机构是最简单的行星齿轮机构，如图3-1所示。
（a）结构
（b）实物外形
图3-1 单排单级行星齿轮机构
1.1 单排单级行星齿轮机构
行星齿轮结构及工作原理
行星齿轮机构和工作原理一、简单的行星齿轮机构的特点 行星齿轮机构的组成： 简单（单排）的行星齿轮机构是变速机构的基础，通常自动变速器的变速机构都由两排或三排以上行星齿轮机构组成。
简单行星齿轮机构包括一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈，其中行星齿轮由行星架的固定轴支承，允许行星轮在支承轴上转动。
行星齿轮和相邻的太阳轮、齿圈总是处于常啮合状态，通常都采用斜齿轮以提高工作的平稳性（如图ｌ所示）。
如图2表示了简单行星齿轮机构，位于行星齿轮机构中心的是太阳轮，太阳轮和行星轮常啮合，两个外齿轮啮合旋转方向相反。
正如太阳位于太阳系的中心一样，太阳轮也因其位置而得名。
行星轮除了可以绕行星架支承轴旋转外，在有些工况下，还会在行星架的带动下，围绕太阳轮的中心轴线旋转，这就像地球的自转和绕着太阳的公转一样，当出现这种情况时，就称为行星齿轮机构作用的传动方式。
在整个行星齿轮机构中，如行星轮的自转存在，而行星架则固定不动，这种方式类似平行轴式的传动称为定轴传动。
齿圈是内齿轮，它和行星轮常啮合，是内齿和外齿轮啮合，两者间旋转方向相同。
行星齿轮的个数取决于变速器的设计负荷，通常有三个或四个，个数愈多承担负荷愈大。
简单的行星齿轮机构通常称为三构件机构，三个构件分别指太阳轮、行星架和齿圈。
这三构件如果要确定相互间的运动关系，一般情况下首先需要固定其中的一个构件，然后确定谁是主动件，并确定主动件的转速和旋转方向，结果被动件的转速、旋转方向就确定了。
二、单排行星齿轮机构的工作原理 根据能量守恒定律，三个元件上输入和输出的功率的代数和应等于零，从而得到单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程。
特性方程：n1+an2-(1+a)n3=0n1——太阳轮转速，n2——齿圈转速，n3——行星架转速，a——齿圈与太阳轮齿数比。
由特性方程可以看出，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在太阳轮、环形内齿圈和行星架三个机构中，任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一个元件固定不动，或使其运动受一定的约束（即该元件的转速为某定值），则机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传递动力。
第3章 行星齿轮变速器结构与工作原理
阳轮
2、拉威娜式自动变速器齿轮机构动力传递 路线
1）行星架制动，小太阳轮输入
传动路线：
小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（仅有自 转）→内齿圈→输出轴，此变速结果为同向减 速传动。
2）大太阳轮制动，小太阳轮输入
传动路线：
小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（随行星 架公转）→内齿圈→输出轴，此变速结果为 同向减速传动。
3）大太阳轮制动，行星架输入 传动路线：
行星架→长行星齿轮（随行星架公转）→内齿 圈→输出轴，此变速结果为同向增速传动。
4）行星架制动，大太阳轮输入 传动路线：
大太阳轮→长行星齿轮（仅有自转）→内齿圈 →输出轴，此变速结果为反向减速传动。
1）D位一档传动路线
小太阳轮→短行星 齿轮→长行星齿轮 →内齿圈→输出轴
长行星齿轮在带动内 齿圈顺时针转动的同 时，对行星架产生逆 时针力矩，F1在逆 时针方向合行星架固 定。
此时，发动机的动力
经输入轴，小太阳轮、
图3-16 D位1挡传动路线示意图
短行星齿轮、长行星
C1-前进挡离合器；F1-低挡单向离合器； F2-前进挡向离合器 齿轮传给内齿圈和输
出轴。
2）D位2档传动路线
离合器、制动器、单向离合器统称为自动变速器行 星齿轮机构换档执行元件或施力元件。
3.4 典型行星齿轮传动原理及工 作分析
3.4.1 拉威娜式行星齿轮传动原理
图3-13 拉威娜式行星齿轮变速机构 1-小（前）太阳轮；2-行星架；3-短行星轮；4-长行星齿轮；5-齿圈；6-大（后）太阳轮
工作过程：
1）小太阳轮输入，行星架固定
3）D位3档传动路线
C1、C2同时接合，
F2锁止，使输入轴同
时和小、大太阳轮相
2、拉威娜式自动变速器齿轮机构动力传递 路线
1）行星架制动，小太阳轮输入
传动路线：
小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（仅有自 转）→内齿圈→输出轴，此变速结果为同向减 速传动。
2）大太阳轮制动，小太阳轮输入
传动路线：
小太阳轮→短行星齿轮→长行星齿轮（随行星 架公转）→内齿圈→输出轴，此变速结果为 同向减速传动。
3）大太阳轮制动，行星架输入 传动路线：
行星架→长行星齿轮（随行星架公转）→内齿 圈→输出轴，此变速结果为同向增速传动。
4）行星架制动，大太阳轮输入 传动路线：
大太阳轮→长行星齿轮（仅有自转）→内齿圈 →输出轴，此变速结果为反向减速传动。
1）D位一档传动路线
小太阳轮→短行星 齿轮→长行星齿轮 →内齿圈→输出轴
长行星齿轮在带动内 齿圈顺时针转动的同 时，对行星架产生逆 时针力矩，F1在逆 时针方向合行星架固 定。
此时，发动机的动力
经输入轴，小太阳轮、
图3-16 D位1挡传动路线示意图
短行星齿轮、长行星
C1-前进挡离合器；F1-低挡单向离合器； F2-前进挡向离合器 齿轮传给内齿圈和输
出轴。
2）D位2档传动路线
离合器、制动器、单向离合器统称为自动变速器行 星齿轮机构换档执行元件或施力元件。
3.4 典型行星齿轮传动原理及工 作分析
3.4.1 拉威娜式行星齿轮传动原理
图3-13 拉威娜式行星齿轮变速机构 1-小（前）太阳轮；2-行星架；3-短行星轮；4-长行星齿轮；5-齿圈；6-大（后）太阳轮
工作过程：
1）小太阳轮输入，行星架固定
3）D位3档传动路线
C1、C2同时接合，
F2锁止，使输入轴同
时和小、大太阳轮相
行星齿轮机构的传动原理和结构通用课件
行星齿轮机构。
制造工艺流程
1 2 3
铸造
行星齿轮机构的部分或全部零件可以通过铸造工 艺制造出来，铸造工艺能够生产出形状复杂的零 件。
切削加工
对于一些形状简单的零件，可以通过切削加工工 艺制造出来，切削加工工艺能够保证零件的精度 和表面质量。
组装与调试
行星齿轮机构的所有零件制造完成后，需要进行 组装和调试，以确保其传动性能和稳定性。
行星齿轮机构的传动效率
效率计算
行星齿轮机构的传动效率可以通 过计算各齿轮副的效率来获得， 考虑齿轮副的摩擦、轴承摩擦等
因素。
效率影响因素
行星齿轮机构的传动效率受到多种 因素的影响，如齿轮精度、润滑情 况、轴承摩擦等。
效率优化
通过优化设计行星齿轮机构的结构 和参数，可以提高传动效率，减少 能量损失。
如果发现行星齿轮机构有异常声响或振动 ，可能是齿轮磨损严重，需要更换磨损的 齿轮。
轴承损坏会导致行星齿轮机构运转不平稳 ，需要更换损坏的轴承。
润滑不良
安装问题
如果发现行星齿轮机构温度过高或者运转 声音异常，可能是润滑不良引起的，需要 检查润滑系统并进行调整。
安装不正确会导致行星齿轮机构运转不平 稳或者产生振动，需要重新检查并调整安 装状态。
相啮合。
行星齿轮机构的分类
差动行星齿轮机构
差动行星齿轮机构是一种常见的行星齿轮机构，其特点是行星架 的转速等于两个转动元件（太阳轮和内齿圈）转速之和。
差速器行星齿轮机构
差速器行星齿轮机构是汽车中常用的行星齿轮机构，其特点是能够 实现左右轮的差速。
复合行星齿轮机构
复合行星齿轮机构是由两个或多个行星齿轮机构组合而成的，能够 实现更复杂的传动比关系。
制造过程中的质量控制
制造工艺流程
1 2 3
铸造
行星齿轮机构的部分或全部零件可以通过铸造工 艺制造出来，铸造工艺能够生产出形状复杂的零 件。
切削加工
对于一些形状简单的零件，可以通过切削加工工 艺制造出来，切削加工工艺能够保证零件的精度 和表面质量。
组装与调试
行星齿轮机构的所有零件制造完成后，需要进行 组装和调试，以确保其传动性能和稳定性。
行星齿轮机构的传动效率
效率计算
行星齿轮机构的传动效率可以通 过计算各齿轮副的效率来获得， 考虑齿轮副的摩擦、轴承摩擦等
因素。
效率影响因素
行星齿轮机构的传动效率受到多种 因素的影响，如齿轮精度、润滑情 况、轴承摩擦等。
效率优化
通过优化设计行星齿轮机构的结构 和参数，可以提高传动效率，减少 能量损失。
如果发现行星齿轮机构有异常声响或振动 ，可能是齿轮磨损严重，需要更换磨损的 齿轮。
轴承损坏会导致行星齿轮机构运转不平稳 ，需要更换损坏的轴承。
润滑不良
安装问题
如果发现行星齿轮机构温度过高或者运转 声音异常，可能是润滑不良引起的，需要 检查润滑系统并进行调整。
安装不正确会导致行星齿轮机构运转不平 稳或者产生振动，需要重新检查并调整安 装状态。
相啮合。
行星齿轮机构的分类
差动行星齿轮机构
差动行星齿轮机构是一种常见的行星齿轮机构，其特点是行星架 的转速等于两个转动元件（太阳轮和内齿圈）转速之和。
差速器行星齿轮机构
差速器行星齿轮机构是汽车中常用的行星齿轮机构，其特点是能够 实现左右轮的差速。
复合行星齿轮机构
复合行星齿轮机构是由两个或多个行星齿轮机构组合而成的，能够 实现更复杂的传动比关系。
制造过程中的质量控制
自动变速器PPT-第3章行星齿轮变速器结构与工作原理
第三章 行星齿轮变速器结构与工作原理
学习目标：
掌握行星齿轮机构变速原理 掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的
结构及自动换挡原理 掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的
结构及自动换挡原理 掌握自动变速器施力装置的结构及工作原
理
*** 齿轮传动的一般规律
齿轮传动的特点：
优点：传动平稳、可靠、效率高、寿命长、 结构紧凑、传动速度和功率范围广
图3-6 单排行星齿轮机构各种传动方案
运动规律分析：
表3-1 行星齿轮机构传动方案选配表
序号 1 2 3 4 5 6
传动特性 大减速比 大增速比 小减速比 小增速比 减速反向 增速反向
方案 (a) (d) (e) (b) (c) (f)
固定 齿圈 齿圈 太阳轮 太阳轮 行星架 行星架
主动 太阳轮 行星架
*** 离合器 1、离合器的作用 ⑴变速器动力的输出或输出 ⑵连接行星齿轮机构中的两个部件
2、离合器的组成
图3-8 自动变速器离合器
3、离合器的工作过程
*** 制动器 1、制动器的分类及组成 ⑴湿式多片制动器
图3-9 片式制动器结构及工作原理
⑵带式制动器
图3-10 带式制动器结构
制动器分类： ①单边式和双边式 ②直接作用式和间接作用式
表3-2 双排行星齿轮机构传动方案特性表
序号 输入端
1
件1
2
件1
3
件1
4
件1
5
件4
6
件4
7 件1及件4
8 件1及件4
输入元件 前齿圈 前齿圈 前齿圈 前齿圈
共用太阳轮 共用太阳轮 前齿圈/太阳轮 前齿圈/太阳轮
输出端 件3 件6 件3 件6 件3 件6 件3 件6
学习目标：
掌握行星齿轮机构变速原理 掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的
结构及自动换挡原理 掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的
结构及自动换挡原理 掌握自动变速器施力装置的结构及工作原
理
*** 齿轮传动的一般规律
齿轮传动的特点：
优点：传动平稳、可靠、效率高、寿命长、 结构紧凑、传动速度和功率范围广
图3-6 单排行星齿轮机构各种传动方案
运动规律分析：
表3-1 行星齿轮机构传动方案选配表
序号 1 2 3 4 5 6
传动特性 大减速比 大增速比 小减速比 小增速比 减速反向 增速反向
方案 (a) (d) (e) (b) (c) (f)
固定 齿圈 齿圈 太阳轮 太阳轮 行星架 行星架
主动 太阳轮 行星架
*** 离合器 1、离合器的作用 ⑴变速器动力的输出或输出 ⑵连接行星齿轮机构中的两个部件
2、离合器的组成
图3-8 自动变速器离合器
3、离合器的工作过程
*** 制动器 1、制动器的分类及组成 ⑴湿式多片制动器
图3-9 片式制动器结构及工作原理
⑵带式制动器
图3-10 带式制动器结构
制动器分类： ①单边式和双边式 ②直接作用式和间接作用式
表3-2 双排行星齿轮机构传动方案特性表
序号 输入端
1
件1
2
件1
3
件1
4
件1
5
件4
6
件4
7 件1及件4
8 件1及件4
输入元件 前齿圈 前齿圈 前齿圈 前齿圈
共用太阳轮 共用太阳轮 前齿圈/太阳轮 前齿圈/太阳轮
输出端 件3 件6 件3 件6 件3 件6 件3 件6
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换档执行元件工作规律 D-1/2-1档 C0，F0，C1，F2 (无发动机 制动） L-1档 C0，F0，C1，B3，F2 （有） -------------------------------------------D-2档 C0，F0，C1，B2，F1（无） 2-2档 C0，F0，C1，B1，B2，F1（有） -------------------------------------------D-3档 C0，F0，C1，C2，B2（有） -------------------------------------------D-4档 B0，C1，C2，B2（有） -------------------------------------------R-档 C0，F0，C2，B3（有）
大众车系变速器行星齿轮结构
四.两排四档齿轮变速器(AXODE)
手柄位置 OD
工作档位
CF
Cin O O O
CD
BL
BO
BR
FF
FD
1
2 3 4 1 D 2 3 L R 1 R
O
O O O-
O
O
O
O O
O O O O O O O O O
O O O O
O O O O O
五.拉维娜式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一 个空档。(KM177)
二.换档执行元件 1.离合器 （1） 作用：传递、连接。 （2） 类型：湿式多片式离合器。 （3） 结构： 主动部分：离合器鼓.钢片等 从动部分：离合器毂.摩擦片等， 压紧机构：油缸.活塞等， 分离机构：回位弹簧等。
二.换档执行元件 1.离合器
离合器工作原理示意图
二.换档执行元件
（5）自由间隙
换档执行元件名称
编号 C0 B0 F0 C1 C2 B1 B2 B3 F1 F2 名 超速离合器 超速制动器 超速单向离合器 前进离合器 高倒档离合器 二档强制制动器 二档滑行制动器 低倒档制动器 二档滑行单向离合器 一档单向离合器 称
四.两排四档齿轮变速器 两个行星齿轮排加八个换档执行元件，可以得到四个 前进档.一个倒档.一个空档。
6.AT出现故障时如何牵引？
7.AT各档位的含义是什么？ 8.如何测量ATF油的平面，ATF油的多少对AT有何影响？
（1）齿圈固定，太阳轮带动行星齿轮架 ZC i1=----- > 1 (减速同向) Z1
（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮 Z1 i2=----- < 1 （增速同向） ZC
（3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架 ZC i3=----- >固定，行星齿轮架带动齿圈 Z2 i4=----- < 1 （增速同向） ZC
带式制动器工作原理
3 、单向离合器： 作用：单向连接或单向制动。 特点：只要改变传递方向就可以改变单向 离合器的工作状态，不需要液压控制装置的 控制。但有方向性，不能装反。 类型：滚柱斜槽式.楔块式.棘轮棘爪。
滚柱斜槽式
楔块式单向离合器
三、三排四档行星齿轮变速器 三个行星齿轮排加十个换档执行元件，可以得到四个 前进档.一个倒档.一个空档。
五.拉维娜式行星齿轮变速器
手柄 位置
工作 档位
(KM177) C3 B1 B2 F1
C1
C2
1
D
O O
O O O O O O O O O O O
O O
2
3 4
2 1 R
1 2 1 R
O O
思考题
1.AT由几个部分组成？ 2.液力变矩器的作用是什么？ 3.换档执行元件有几种型式？ 4.纯液压式AT的换档控制原理是什么？ 5.电液控制式AT的换档控制原理是什么？
（5）行星齿轮架固定，太阳轮带动齿圈 Z2 i5=----- > 1 (减速反向) Z1
（6）行星齿轮架固定，齿圈带动太阳轮 Z1 i6=----- < 1 （增速反向） Z2
（7）没有固定，二元件相连后带动另一个
i7=1
(直接传动)
（8）没有固定，一个为主动，一个为从动
i8=0 （没有输出）
行星齿轮机构的传动规则： 行星齿轮架作从动件-----1档或2档 二元件连接后带动另一个元件-----3档 行星齿轮架作主动件-----O/D档 行星齿轮架固定-----倒档。
汽车自动变速器
第二节 行星齿轮变速器
齿轮变速器 = 齿轮传动机构 + 换档执行机构 齿轮传动机构：获得各档动力传递
形式：固定轴式（如：本田雅阁）
行星齿轮式（如丰田.奥迪等绝大多数 AT） 换档执行机构：改变齿轮机构中各元件的状态， 获得档位之间的变化。
形式：离合器，制动器， 单向离合器。
一.单排行星齿轮机构 1.组成： 太阳轮（斜齿，圆柱形，外齿 轮） 齿 圈（斜齿，圆环形，内齿 轮） 行星齿轮架（带有若干个行星 齿轮）
离合器的摩擦片与钢片之间间隙的积累一般为
0.5-2.0mm根据不同的摩擦片数与钢片数，间 隙大小对结合过程的影响： 过大：结合过程长，结合不实，打滑 过小：结合过程短，分离不彻底
二、换档执行元件 （6）、回位弹簧形式 周布弹簧，中央弹簧，膜片弹簧等
（7）、活塞防松球（单向止回球阀）
2、制动器 作用：将行星齿轮机构中的某元件固定， 将其它执行元件的某部分固定。 类型：湿式多片式（与离合器相同） 带式。 带式结构： 旋转元件：制动鼓， 固定元件：制动带， 促动装置：油缸.活塞。
2.特点：
三元件同轴， 行星齿轮既有公转又有自转， 采用斜齿常啮合，结构紧凑， 改变各元件的运动状态，可获得多个传动比。 3.传动比 太阳轮的齿数为Z1，齿圈的齿数为Z2 ， 将行星齿轮架视作一个齿轮，则其齿数ZC= Z1 + Z2，称作行星齿轮架的当量齿数。
基本规则：行星齿轮机构的传动比与太阳轮 齿数Z1.齿圈齿数Z2和行星齿轮架的当量齿 数有关，而与行星齿轮的齿数无关。