行星齿轮传动机构
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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
行星齿轮机构的三个基本元件
行星齿轮机构的三个基本元件
行星齿轮机构是一种常见的传动机构，由三个基本元件组成，分别是行星轮、太阳轮和内齿圈。
1. 行星轮：行星轮是行星齿轮机构中的一个轮子，通常固定在一个轴上并绕着太阳轮旋转。
行星轮通常有多个齿，与太阳轮和内齿圈相配合，实现传动。
2. 太阳轮：太阳轮是行星齿轮机构中的另一个轮子，通常位于中间，不旋转而是固定在机构的中心轴上。
太阳轮与行星轮和内齿圈相配合，实现传动。
3. 内齿圈：内齿圈是行星齿轮机构中的第三个轮子，通常是一个环形结构，内部有齿。
内齿圈不旋转而是固定在机构中，与太阳轮和行星轮相配合，实现传动。
这三个基本元件相互配合，构成了行星齿轮机构，可以实现高效的传动和变速。
行星齿轮机构广泛应用于各种机械和设备中，如汽车变速器、机床传动装置等。
行星齿轮传动机构
5)行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动。
此种组合为降 速传动，传动 比一般为1.5～4， 转向相反。
6)行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动。
此种组合为升速 传动，传动比一 般为0.25～0.67， 转向相反。
注意以下情况：
1)把三元件中任意两元件结合为一体的情况： 当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳
当发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动自动变速器油一
起旋转，在离心力的作用下，自动变速器油从叶片的内缘向外 缘流动。
冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动， 冲击到导轮叶片，然后沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一 个循环。
我们把从泵轮、涡轮、导轮又 到泵轮的液体流动叫涡流。
自动变速器油在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线 旋转，我们把液体绕轴线旋转的流动，称为环流。
（三）典型液力变矩器 它包含锁止离合器和单向离合器
1、单向离合器
1) 单向离合器的组成： 由外座圈，内座圈、保持架、
楔块等组成。
2) 工作原理： 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。
液力变矩器的工作原理
液力变矩器的工作原理
用空气传递动力会有能量损失，且电风扇B的转速永远小 于A的转速。如果我们将电风扇A与B用一个轴连接在一起， 此时电风扇A可直接带动B同速转动，就没有能量损失。
此时的电风扇A相当于液力变矩器的泵轮，电风扇B相当
于涡轮，导管相当于导环，空气相当于自动变速器油，连接 轴相当于锁止离合器。
行星齿轮传动机构
三、行星齿轮传动机构换档控制元件 1、单向自由轮 2、离合器（液压执行元件） 3、制动器（液压执行元件）
行星齿轮机构的结构与传动原理
四、直接传动★
n1
n2 刚性联接3
直接传动：传动比=1 条件：任何两元件被刚性联接。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n3= n1或n3= n2或n1= n2 传动比=1
五、增速传动
制动n1
输出n2 输入n3
一）、 ★增速传动：传动比=α/（1+α ） 条件：主动件-行星架，被动件-齿圈，固定件-太阳轮。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n1=0 传动比=n3/n2=α/ （1+α ）
三、带式制动器
带式制动器结构：
1-变速器壳体 2-制动带 3-制动鼓 4-活塞 5-液压缸施压腔 6-液压 缸端盖 7-液压缸释放腔 8-推杆 9-调整螺钉 10-回位弹簧
带式制动器工作过程：
间隙如何测量、调整？
1.2.3、单向离合器
常见类型有：棘轮式、滚柱斜槽式 和 楔块式单向（超越）离合器 作用：连锁作用，固定作用，改善换档的平稳性。
1、滚柱斜槽式单向（超越）离合器
1-外环 2-内环 3-滚柱 4-弹簧。
二、楔块式单向（超越）离合器
1-外环 2-内环 3-楔块。
三、棘轮式单向（超越）离合器
1-外轮 2-棘爪 3-棘轮 4-叶片弹簧。
四、单向离合器作用
(1) 连锁作用 ---将二元件直接连接使之一起运动。
(2) 固定作用—将行星齿轮机构中某一元件与壳体相连，使该元件被固定。
制动n2
输出n1
输入n3
二）、增速传动：传动比=1/ （1+α ） 条件：主动件-行星架，被动件-太阳轮，固定件-齿圈。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n2=0 传动比=n3/n1=1/ （1+α ）
双排行星齿轮工作原理
双排行星齿轮工作原理
双排行星齿轮是一种常见的齿轮传动机构，它由两个行星齿轮和一个太阳齿轮组成。
它的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 太阳齿轮：太阳齿轮位于两个行星齿轮之间，它与传动输入轴相连。
当太阳齿轮转动时，会产生动力输入。
2. 行星齿轮：行星齿轮是两个，并且它们的齿轮数相同。
行星齿轮上有多颗齿与太阳齿轮咬合，行星齿轮可以绕自身轴线旋转，并且可以绕太阳齿轮转动。
3. 轴：行星齿轮的轴即为输出轴，通过与齿轮连接，实现输出扭矩和转速。
工作原理如下：
1. 开始时，太阳齿轮和行星齿轮静止不动。
2. 动力输入：当太阳齿轮开始转动时，由于行星齿轮与太阳齿轮的咬合，行星齿轮也会开始绕太阳齿轮旋转。
3. 输出：行星齿轮的旋转会带动输出轴一起旋转，从而实现输出扭矩和转速。
4. 变速：通过改变太阳齿轮的转速和行星齿轮的咬合方式，可以实现不同的变速比。
需要注意的是，双排行星齿轮传动具有高效、扭矩稳定、结构紧凑等优点，广泛应用于各种机械传动系统中。
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
自动变速器电子教案10单排行星齿轮机构原理
若太阳轮作为主动部件按顺时针方向旋转，行星架为输 出时，小齿轮按反时针方向围绕小齿轮轴旋转，使行星架有 顺时针，内齿圈有逆时针旋转的趋势。
但由于行星架为输出且与车身相连，阻力较大不能转 动，因此，全部转矩加在齿圈上，使齿圈逆时针空转，不可 能有转矩从齿轮架输出。
行星齿轮机构在此状态下处于空档状态 。
4）行星齿轮传递的动力被分配到数 量众多的啮合齿上。与手控变速器 相比结构更为小型、紧凑。
4、传动比计算：
1）行星架等效齿数： Z圈——内齿圈齿数 Z太——太阳轮齿数 Z行架——行星架架齿数
行星小齿轮在传动过程始终用作中间齿轮，它们的齿数与 行星齿轮机构的传动比无关，行星齿轮机构的传动比只取决 于齿轮架、内齿圈和太阳轮的齿数，齿轮架并非齿轮因此没 有实际齿，在计算传动比时对行星齿轮架指定一个想像的齿
4）同向、增速(前进档的超速档状态)：
①同向增速状态a 固定——内齿圈 主动——行星架 从动——太阳轮
内齿圈被固定后，当齿轮架顺时针方向旋转输入时，迫使 小齿轮在内齿圈内按顺时针方向公转，同时又绕小齿轮轴反时 针方向自转，使太阳轮必定按顺时针方向旋转输出。
传动比 i=从动齿齿数/主动齿齿数 = Z太/ Z行架
单排行星齿轮传动机构
影像
1、三基本元件：
太阳轮
组
成
一
齿圈
个 行
星
行星轮和行星轮架
排
2、各部件相互关系:
太阳轮：
是一个具有外部齿的齿轮，可以绕自身轴线旋转，同行星齿 轮外啮合。
齿圈：
是一个具有内齿的齿圈，可以绕自身轴线旋转，同行星齿轮 内啮合。
行星轮和行星轮架：
行星轮通过轴安装在行星轮架上，在轴上能绕固定轴转动， 即自转，还可以同行星轮架一起绕太阳轮转动，即，公转； 行星轮的内端同太阳轮外啮合，外端同齿圈内啮合。
但由于行星架为输出且与车身相连，阻力较大不能转 动，因此，全部转矩加在齿圈上，使齿圈逆时针空转，不可 能有转矩从齿轮架输出。
行星齿轮机构在此状态下处于空档状态 。
4）行星齿轮传递的动力被分配到数 量众多的啮合齿上。与手控变速器 相比结构更为小型、紧凑。
4、传动比计算：
1）行星架等效齿数： Z圈——内齿圈齿数 Z太——太阳轮齿数 Z行架——行星架架齿数
行星小齿轮在传动过程始终用作中间齿轮，它们的齿数与 行星齿轮机构的传动比无关，行星齿轮机构的传动比只取决 于齿轮架、内齿圈和太阳轮的齿数，齿轮架并非齿轮因此没 有实际齿，在计算传动比时对行星齿轮架指定一个想像的齿
4）同向、增速(前进档的超速档状态)：
①同向增速状态a 固定——内齿圈 主动——行星架 从动——太阳轮
内齿圈被固定后，当齿轮架顺时针方向旋转输入时，迫使 小齿轮在内齿圈内按顺时针方向公转，同时又绕小齿轮轴反时 针方向自转，使太阳轮必定按顺时针方向旋转输出。
传动比 i=从动齿齿数/主动齿齿数 = Z太/ Z行架
单排行星齿轮传动机构
影像
1、三基本元件：
太阳轮
组
成
一
齿圈
个 行
星
行星轮和行星轮架
排
2、各部件相互关系:
太阳轮：
是一个具有外部齿的齿轮，可以绕自身轴线旋转，同行星齿 轮外啮合。
齿圈：
是一个具有内齿的齿圈，可以绕自身轴线旋转，同行星齿轮 内啮合。
行星轮和行星轮架：
行星轮通过轴安装在行星轮架上，在轴上能绕固定轴转动， 即自转，还可以同行星轮架一起绕太阳轮转动，即，公转； 行星轮的内端同太阳轮外啮合，外端同齿圈内啮合。
2K—H型行星齿轮机构传动的啮合效率分析
2K—H型行星齿轮机构传动的啮合效率分析H型行星齿轮机构是一种新型的传动机构，具有许多优点，例如传动效率高、结构紧凑等。
啮合效率是评价传动机构性能的重要指标之一，本文将对2K—H型行星齿轮机构的啮合效率进行详细分析。
首先，我们需要了解2K—H型行星齿轮机构的结构。
2K—H型行星齿轮机构由一个太阳轮、两个行星轮和一个内啮合的外齿圈组成，其中每个行星轮上分别有两个齿轮。
当输入轴驱动太阳轮转动时，通过行星轮上的齿轮和外齿圈的啮合，实现输出轴的转动。
为了分析啮合效率，我们首先需要确定啮合损失。
啮合损失主要包括啮合瞬时速度失配损失、摩擦损失和轴向力损失。
啮合瞬时速度失配损失是由于齿轮啮合时速度不同导致的能量损失，摩擦损失是由于齿轮啮合摩擦产生的能量损失，轴向力损失是由于齿轮啮合时的轴向力引起的能量损失。
其次，我们需要计算2K—H型行星齿轮机构的传动效率。
传动效率可以通过下式计算得出：其中，\(P_{out}\)为输出轴功率，\(P_{in}\)为输入轴功率。
传动效率与啮合效率直接相关，啮合效率越高，传动效率也就越高。
最后，我们可以通过仿真软件对2K—H型行星齿轮机构的啮合效率进行分析。
通过建立相应模型，设定合适的工作参数，进行仿真计算得出啮合效率，进而评估传动效率。
通过不断调整参数，优化设计，可以提高传动效率，使其更加稳定可靠。
总之，对2K—H型行星齿轮机构的啮合效率进行分析是非常重要的。
通过深入研究，我们可以更好地了解其工作原理，找出影响啮合效率的关键因素，进一步提高传动效率，实现更好的性能表现。
希望本文的分析能够为相关领域的研究和工程实践提供参考和帮助。
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）
第4章行星齿轮机构(9)
减速传动，可以作为降速 档。 • 对比：由于i13 > i23，虽 然都为降速档，但i13是降
1-太阳轮 2-齿圈 3-行星架 4-行星轮
速档中的低档，而i23为降
速档中的高档。
（3）太阳轮固定：行星架 主动，齿圈从动
• 行星架为主动件，齿 圈为从动件，太阳轮 固定（ n1＝ 0）。
• 此时《n1+αn2= （1+α)n3 》，，则 传动比i32为： • i32＝n3/n2＝α/(1＋ α)<1 • 由于传动比小于1，说 明为增速传动，可以 作为超速档。
1）行星轮系（自动变速器）
自动变速器
自动变速器的机械部分是由多排行星齿轮组成的， 换挡方式由离合器、制动器、单向离合器组成的执行 机构实施。
7 手 动、 脚 踩 控 制 系 统
太阳轮、齿圈、行星架
齿轮变速机构 执行元件 换档控制
执行元件（B、C） 换档阀
控制油压
电磁阀
手控阀
控制信号
二次调压阀
主油路调压阀
主油路
运 动 部 件 变矩器 冷油器
油泵 油底壳
1、简单行星齿轮机构
•简单行星齿轮机构由太阳轮、齿圈和装有行星齿轮的行星架 三元件组成 。 •设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分 别为zl、z2和z3，齿圈与太阳轮的齿数比为α 。根据能量守恒 定律，可得单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式:
D位2挡
前进离合器C2结合，使前排齿圈成 为输入元件； 二挡制动器B1将太阳轮固定； 动力经第一轴、前排齿圈和行星架 输出给第二轴。
3）辛普森式4挡行星齿轮变速器
• 辛普森式4挡行星齿轮变速器，它的最高挡4挡是传动比 小于1的超速挡。 • 这种自动变速器燃油经济性好，发动机可以经常处于较 低转速范围运转，因而运转噪声小，可以延长发动机的 使用寿命。 • 因此带超速挡的这种自动变速器被许多品牌高挡轿车所 采用。 • 辛普森式行星齿轮变速器从20世纪70年代开始被通用、 福特、克莱斯勒、丰田、日产等多家公司用于汽车自动 变速器上。一直广泛为世界各国所采用；我国的CA774、 通用公司的THM 25C、日产3N71B等均是这种结构。
1-太阳轮 2-齿圈 3-行星架 4-行星轮
速档中的低档，而i23为降
速档中的高档。
（3）太阳轮固定：行星架 主动，齿圈从动
• 行星架为主动件，齿 圈为从动件，太阳轮 固定（ n1＝ 0）。
• 此时《n1+αn2= （1+α)n3 》，，则 传动比i32为： • i32＝n3/n2＝α/(1＋ α)<1 • 由于传动比小于1，说 明为增速传动，可以 作为超速档。
1）行星轮系（自动变速器）
自动变速器
自动变速器的机械部分是由多排行星齿轮组成的， 换挡方式由离合器、制动器、单向离合器组成的执行 机构实施。
7 手 动、 脚 踩 控 制 系 统
太阳轮、齿圈、行星架
齿轮变速机构 执行元件 换档控制
执行元件（B、C） 换档阀
控制油压
电磁阀
手控阀
控制信号
二次调压阀
主油路调压阀
主油路
运 动 部 件 变矩器 冷油器
油泵 油底壳
1、简单行星齿轮机构
•简单行星齿轮机构由太阳轮、齿圈和装有行星齿轮的行星架 三元件组成 。 •设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分 别为zl、z2和z3，齿圈与太阳轮的齿数比为α 。根据能量守恒 定律，可得单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式:
D位2挡
前进离合器C2结合，使前排齿圈成 为输入元件； 二挡制动器B1将太阳轮固定； 动力经第一轴、前排齿圈和行星架 输出给第二轴。
3）辛普森式4挡行星齿轮变速器
• 辛普森式4挡行星齿轮变速器，它的最高挡4挡是传动比 小于1的超速挡。 • 这种自动变速器燃油经济性好，发动机可以经常处于较 低转速范围运转，因而运转噪声小，可以延长发动机的 使用寿命。 • 因此带超速挡的这种自动变速器被许多品牌高挡轿车所 采用。 • 辛普森式行星齿轮变速器从20世纪70年代开始被通用、 福特、克莱斯勒、丰田、日产等多家公司用于汽车自动 变速器上。一直广泛为世界各国所采用；我国的CA774、 通用公司的THM 25C、日产3N71B等均是这种结构。
行星齿轮机构的主要结构、类型和传动原理
(3）改善换档的平稳性。
连锁作用
锁止作用
单向离合器会装反吗？ 单向离合器装反会如何？
一、行星齿轮机构
小结
n1+αn2-(1+α) n3 = 0
1档 2档 倒档 超速或4档
3档
小结
二、换档执行机构
常见有多片离合器，制动器(制动带)及单向离合器三种 离合器单向阀作用：防止高速运转时，不作用的离合器被压紧。
三、带式制动器
带式制动器结构：
1-变速器壳体 2-制动带 3-制动鼓 4-活塞 5-液压缸施压腔 6-液压 缸端盖 7-液压缸释放腔 8-推杆 9-调整螺钉 10-回位弹簧
带式制动器工作过程：
间隙如何测量、调整？
1.2.3、单向离合器
常见类型有：棘轮式、滚柱斜槽式 和 楔块式单向（超越）离合器 作用：连锁作用，固定作用，改善换档的平稳性。
四、直接传动★
n1
n2 刚性联接3
直接传动：传动比=1 条件：任何两元件被刚性联接。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n3= n1或n3= n2或n1= n2 传动比=1
五、增速传动
制动n1
输出n2 输入n3
一）、 ★增速传动：传动比=α/（1+α ） 条件：主动件-行星架，被动件-齿圈，固定件-太阳轮。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n1=0 传动比=n3/n2=α/ （1+α ）
连锁作用
连接作用
C0 C1
C2
C2
C1
C1
C2
C2 C1 连接作用与连锁作用
1.2.2、制动器
一、作用与种类 作用：固定作用—将行星齿轮机构中某一元件与壳体相连，使 该元件固定。 种类：带式和多片式制动器。 固定作用
行星齿轮机构的传动原理和结构_图文
2.单排单级行星齿轮机构的组成及变速原理
（1）单排单级行星齿轮机构的组成
单排单级行星齿轮机构由太阳轮、行 星齿轮架及行星轮和齿圈组成。
齿圈制有内齿，其余齿 轮均为外齿，太阳轮位于 机构中心，行星轮一般有 3个或4个，空套（或装滚 针轴承）在行星齿轮轴上 ，行星齿轮轴均布地固定 在行星架上。
行星轮即可绕行星轴自 转，又可绕太阳轮公转。 太阳轮与行星轮是外啮合 ，二者旋转方向相反；行 星轮与齿圈是内啮合，二 者旋转方向相同。行星齿 轮系统的齿轮均采用斜齿 常啮合状态
（3）单排双级行星齿轮机构传动分析和传动比计算
1）单排双级行星齿轮机构传动分析 单排双级行星齿轮机构必须将太阳轮、齿圏和行星架三个元件中的一 个加以固定，或者将某两个元件互连接在一起，输入与输出才能获得一定的 传动比。改变各元件的运动状态，可获得多个传动比。
2）单排双级行星齿轮机构动力传动比计算 ①用运动方程计算传动比
图3-12行星架与齿圈相连，行星排成一体输出图与结构简图
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，由于将 行星架与齿圈连成一体n1=n2，该运动方程变为n2+αn2－ (1+α)n3=0 得n2/n3=1即传动比i= n2/n3=1 （或n1+αn1－ (1+α)n3=0 得n1/n3=1即传动比i= n1/n3=1）即该单排行星齿 轮机构不论齿圈输入还是行星架输入，太阳轮输出，转向相 同，转速相同。
（2）齿圈输入，太阳轮制动，行星架输出 1）转矩传动分析
如图3-6所示，当齿圈输入顺时针旋转时，使行星齿轮也顺时针旋转（两 齿轮內啮合），因太阳轮制动，使行星轮必绕太阳轮顺时针转动，行星轮 在行星架上自转，它必须带着行星架绕太阳轮旋转，于是行星架便被动顺 时针旋转而输出动力。
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。
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
拉维娜式行星齿轮机构工作原理
拉维娜式行星齿轮机构工作原理引言：拉维娜式行星齿轮机构是一种常见的传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
它由太阳轮、行星轮、内部齿圈和行星架等部件组成，通过它们之间的相互作用，实现动力的传递和转换。
本文将详细介绍拉维娜式行星齿轮机构的工作原理。
一、太阳轮的作用太阳轮是拉维娜式行星齿轮机构的主动轮，它通过输入的动力源（如电机）提供动力。
太阳轮的齿轮数通常为较大值，其齿轮与行星轮的齿轮相互啮合，从而传递动力。
二、行星轮的作用行星轮是拉维娜式行星齿轮机构的被动轮，它通过与太阳轮和内部齿圈的齿轮相互啮合，实现动力的传递。
行星轮由行星架支撑，可以绕着太阳轮的轴线旋转，并且自身也可以旋转。
三、内部齿圈的作用内部齿圈是拉维娜式行星齿轮机构的固定轮，它通过连接机械设备或输出轴，将动力输出。
内部齿圈与行星轮的齿轮相互啮合，形成闭合的传动回路。
四、行星架的作用行星架连接太阳轮和行星轮，使它们能够相对旋转，并且保持一定的间隙。
行星架上有若干个行星齿轮，它们与太阳轮和内部齿圈的齿轮相互啮合，实现动力的传递。
五、工作原理当太阳轮旋转时，太阳轮的齿轮将行星轮带动旋转。
由于行星架的存在，行星轮不仅绕着太阳轮的轴线旋转，而且自身也可以旋转。
行星轮的旋转使得行星齿轮与内部齿圈的齿轮发生啮合，从而将动力传递给内部齿圈。
由于内部齿圈是固定的，它将动力输出给连接的机械设备或输出轴。
六、优点和应用拉维娜式行星齿轮机构具有以下优点：1. 具有高传动比和高扭矩输出能力；2. 具有较好的传动效率和刚性；3. 可以实现多速比和逆向传动；4. 结构紧凑，体积小，重量轻。
由于其优越的性能特点，拉维娜式行星齿轮机构广泛应用于各种机械设备中，如工业机械、航空航天设备、汽车传动系统等。
结论：拉维娜式行星齿轮机构通过太阳轮、行星轮、内部齿圈和行星架之间的相互作用，实现动力的传递和转换。
它具有高传动比、高扭矩输出能力、高效率和紧凑的结构等优点，因此在各种机械设备中得到广泛应用。
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• 由式(2-2)得
• nR1+α nR2=0 (2-3) • 则nR1=-α nR2 • 因为(由结构条件可知)nL1=nR1且nL3=nR2
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
图2-4
D位HINE PRESS
• (4)D位3档(直接档) 直接档离合器C2和前/倒档离合器C1均处于接合状态,动力同时由直 接档离合器C2和前/倒档离合器C1输入左齿圈和太阳轮。根据行星齿轮机构的运动规律 “三元件中的任意两个元件转速相同将形成直接档传动”可知,左排齿圈和太阳轮与输入 轴连成一体后,左排行星架将与齿圈、太阳轮一同转动而形成直接档传动,其传动路线与 齿轮旋向如图2-5所示。
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
• 任务一
认识辛普森式行星齿轮变速器的结构与工作原理
• 辛普森(Simpson)式行星齿轮变速机构被广泛应用于汽车自动变速器,它是以其设计者霍 华德·辛普森(Howard Simpson)的名字命名的。辛普森式行星齿轮机构由两排单行星齿 轮机构复合而成,能够提供三个前进档和一个倒档。其特点是:由一个长太阳轮将前后两 个行星轮机构连成一体,前行星架与后齿圈共同作为输出轴。辛普森式行星齿轮变速器结 构如图2-1所示。其长太阳轮结构确定了前后行星齿轮机构的尺寸及齿轮齿数,其尺寸和 齿轮的齿数决定了该行星机构的实际传动比。
图2-2 三速辛普森式行星齿轮变速器结构 a)结构解剖图 b)结构简图 c)运用简化功能符号和元件的轴测简图构成的示意图 C1—前/倒档离合器 C2—前进档离合器 B1—二档制动器 B2—低、倒档制动器 OC—单向离合器 P1、P2—前、后行星齿轮组
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
图2-5
D位3档传动路线
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
图2-6
R位(倒档)传动路线
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
• (6)汽车的滑行与发动机制动 自动变速器的低速档位有两个传动状态:滑行与发动机制 动。滑行指汽车达到一定的运行速度,积聚了一定势能后,可借助惯性向前滑行一段距离。 这时,发动机的低速运转不应成为汽车滑行的阻力。在搭载手动变速器的汽车上用空档阻 断车轮与发动机的联系,实现惯性滑行。在良好路况和高速行驶时,合理利用滑行可以提 高汽车燃油及使用的经济性。 • 发动机制动是指汽车在保持传动系统可靠连接状态行驶中,当发动机低速运转时,汽车在 惯性力作用下欲保持发动机的较高运行转速,从而形成对发动机的逆向拖转的现象。低速 运转的发动机做功会阻碍汽车的惯性运行,而降低汽车行驶速度。这种利用发动机低速运 转以降低汽车行驶速度的现象称为发动机制动。发动机制动会迅速消耗汽车已经获得的 高速动能。汽车经常用发动机制动辅助汽车行车制动,特别是在下坡路行驶时,利用低速 档发动机产生的制动力矩减少制动器的负担,防止频繁制动出现制动器过热引起的制动材 料的热衰退现象。发动机制动在汽车低速档突然减小节气门行驶时会造成剧烈的减速现 象,影响汽车平顺性和经济性。
图2-1
辛普森式行星齿轮变速器结构
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
• 但是,仅仅依靠图2-1的辛普森式行星齿轮机构还不能实现自动变速器传动比的改变,还要 通过离合器、制动器和单向离合器等换档执行元件,执行一定的动作规律改变发动机动力 的传递路线,最终获得与道路条件匹配的驱动力。所以自动变速器的机械结构是个传动整 体,而且还要由其他的系统进行控制(液压系统、电子控制系统)。其中任一环节出现问题, 都会阻碍可靠的动力传递。了解辛普森式行星齿轮的传动结构和换档原理,可以清楚地了 解行星齿轮组的工作特点和动力传递路线,为理解自动变速器的换档过程提供帮助,为学 习自动变速器换档控制奠定基础,也为探究整体传动中的问题分析提供思路。
• 1.会分析辛普森式、拉维娜式行星齿轮变速器的动力传动并计算传动比。
• 2.能按照操作手册正确拆装辛普森式、拉维娜式行星齿轮变速器。
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• 由于液力变矩器的变矩系数尚无法满足汽车行驶需要,液力机械式自动变速器通常都采用 齿轮式变速器作为其主要的变速装置,行星齿轮传动是最常采用的结构形式。行星齿轮变 速器由行星齿轮机构和换档执行机构两部分组成。行星齿轮机构的作用是改变传动比和 传动方向,即构成不同的档位。换档执行机构的作用是自动实现档位的变换。 • 行星齿轮式变速器具有结构简单、体积小,不需要中间轴和中间齿轮;操纵容易,各齿轮处 于常啮合状态,不存在换档啮合冲击;传动比范围大等突出优点,因此行星齿轮式机构在现 代轿车液力自动变速器上得到广泛应用。
机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
• 一、辛普森式行星齿轮变速器的结构
• 辛普森式行星齿轮自动变速器由两排行星齿轮机构 和换档执行机构组成,图2-2a所示为三速自动变速器 结构解剖图。由图2-2a可见,该机构采用两排齿轮齿 数和尺寸相同的行星齿轮P1、P2,分别被称为前、后 行星齿轮 , 构成改变传动比的基本结构。前离合器 (C1) 、后离合器 (C2) 、单向离合器 (OC) 、前制动器 (B1)和后制动器(B2)被称为换档执行元件,作用是分 别控制行星齿轮机构的不同元件,按照特定的控制逻 辑将动力输入或将元件制动,以实现传动比的改变。
• 图2-2b所示为辛普森式行星齿轮自动变速器结构简图,可将复杂的机械结构用简化的功能 符号表示,表达不同元件的结构关系。图2-2c是运用简化功能符号和元件的轴测简图构成 的示意图,可用来表现元件间的传动与驱动关系。
• 一般不同的汽车制造厂的自动变速器,结构与动作规律也不同。尽管自动变速器机械元件 的基本功用相同,但在行星齿轮的主动件、从动件和固定件的设计,换档执行元件的设计 有许多差别。要全面了解自动变速器,还要借助自动变速器换档执行元件动作规律表(见 表2-1),才能了解哪个离合器或制动器工作时自动变速器进入哪个传动比,了解传动路线。 • 自动变速器换档执行元件动作规律表现的是动力传递路线的变化和该档位下必须由哪几 个执行元件来实现动力传递或元件制动。该表是了解自动换档、进行传动路线分析和传 动故障分析的重要依据。
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图2-8 P位(驻车)锁止机构的结构 a)变速杆处于P位以外的其他位置 b)变速杆处于P位
• 现代汽车大多数都采用带有超速档(即4档)的行 星齿轮自动变速器,以提高汽车的动力性和燃油 经济性。使用辛普森式行星齿轮机构的变速器 要实现四档,需要在辛普森式行星齿轮机构的基 础上再增设一个单行星齿轮机构。图2-9所示是 一种带超速档的辛普森式行星齿轮传动结构。 该自动变速器由三排行星齿轮组成的两个行星 齿轮组构成。其中,左面的行星齿轮排P0和换档 执行元件构成变速器的超速档;右面的行星齿轮 排 P1 、 P2 和换档执行元件为典型辛普森式行星 齿轮结构,构成自动变速器的 1 、2、3 档。该自 动变速器总的传动比为两个行星齿轮组的传动 比的乘积,即i=i0i1。该自动变速器换档执行元 件动作规律见表2-2。
选档与档位 P R N 1 D4 2 3 4 1 D3 2 3 2-L 1 ○ ○ ○ ○ ○ C0 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ C1 C2 B0 B1 B2 B3 F0 OC1 OC2
图2-9 带超速档的辛普森式行星齿轮传动结构 C0—超速离合器 C1—前/倒档离合器 C2—直接档离合器 B0—超速档制动器 B1—2档滑行制动器 B2—2档制动器 B3—低/倒档制动器 OC—单向离合器 P— 行星齿轮排
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表2-2 四档辛普森自动变速器换档执行元件动作规律
• 假设发动机转速为零,因右行星架被制动器B2锁止不能运动,汽车惯性力驱动行星齿轮组 以图示方向旋转,则此时的发动机对传动结构形成阻力,可有效抑制机构旋转。
图2-7
带发动机制动时1档传动路线
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• (7)P位(驻车档) 大多数自动变速器都是通过锁止输出轴实现驻车(停车)。驻车锁止机 构的结构如图2-8所示,由锁止棘轮1、锁止棘爪3、锥销4和输出轴2组成。锁止棘爪一端 与固定在变速器壳体上的支承销相连。锁止棘轮与输出轴为一体。锥销通过拉杆与变速 杆连接。 • 当变速杆处于P位以外的任一位置时,连杆机构与弹簧将拉动锥销,棘爪在回位弹簧作用下 脱离锁止棘轮,使变速器输出轴可以旋转,如图2-8a所示。 • 当变速杆拨到P位时,连杆机构与弹簧推动锥销将锁止棘爪推向输出锁止棘轮,锁止棘爪的 凸齿嵌入棘轮的齿槽中,使输出轴与变速器壳体连成一体而无法转动,如图2-8b 所示。
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表2-1 3档辛普森式行星变速器换档执行元件动作规律
选档与档位 P R N ○1 ○ C1 C2 B1 B2 OC
1 D 2
3 2 L(1) ○
○ ○
○ ○ ○ ○ ○
○ ○
注:○表示换档执行元件工作。 机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS
• 二、实用辛普森式行星齿轮变速机构传动分析 • (1)N或P位时(空档) 辛普森式行星齿轮组的各执行元件均不工作,前后行星排所有元件 均不受约束,变速机构无法传递动力,变速器输出轴不能输出动力。 • (2)D位1档 直接档离合器C2处于接合状态,使输入轴与左排齿圈连接成一体而成为输入 元件。单向离合器OC产生制动作用,使右排行星架固定不动。输入动力可以经两条途径到 达输出轴,传动路线与齿轮旋向如图2-3所示。一条途径是经左齿圈-左行星轮-左行星架输出轴;另一途径是经左齿圈-左行星轮-长太阳轮-右行星轮-右齿圈-输出轴。
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