单排行星齿轮机构
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。
单排双级式行星齿轮机构的速比计算
种前部输入轴输入、前部行星架输出 的结构。
变速器的执行元件有：前进档离 合器 C1、倒档离合器 C2、惯性离合器 C3、超速档离合器 C（ 4 图 1 中的 C0）、 2/4 档制动器 B（ 1 可带动和制动两太 阳轮）、1/倒档制动器 B2、单向离合器 F（ 0 可带动后齿圈）和 F（ 1 可带动或制 动前齿圈）。前、后两排的传动系数 为：
系列讲座 AUTOMOBILE MAINTENANCE
单排双级式行星齿轮机构的速比计算
□上海/邓正思
一、单排双级式（有惰轮）行星齿 和。因此，在单级式行星齿轮机构中，
轮机构的速比计算
使用的是太阳轮项加上齿圈项等于
单排双级式（有惰轮）行星齿轮 行星架项。行星架的相当齿数为“I＋
机构由于太阳轮与齿圈的连接行星 S”。单级式行星齿轮机构的方程为：
45 汽车维修 2009.1
系列讲座 AUTOMOBILE MAINTENANCE
解得：N1＝－（α－1）N3 减速比为：i＝－（α－1）
动变速器，它有 3 个档位（1 档、倒档 和超速档）是双级式行星齿轮机构工
由上式可知，它们的旋转方向 作，现详细介绍如下。
相反，但其转速关系比较复杂，可以
赛欧 轿 车 装 备 的 AF13 型 自 动
表 1 单排双级式行星齿轮机构各元件之间的关系
固定件 主动件 从动件
转速关系
旋转方向
太阳轮 行星架 齿圈
减速 ★
同向
太阳轮 齿圈 行星架
增速 ★
同向
齿圈 （3）
当 I－S＞S 时：增速 行星架 太阳轮 当 I－S＝S 时：等速 ★ 反向 ★
当 I－S＜S 时：减速 ★
齿圈 （4）
当 I－S＜S 时：减速 太阳轮 行星架 当 I－S＝S 时：等速 ★ 反向 ★
汽车底盘构造与维修电子教案 项目3 自动变速器结构与维修
《自动变速器结构与维修》课程单元教学方案设计一、首页二、教学活动设计三、考核评价标准1、能分析行星齿轮组成的能力2、能分辨行星齿轮基本变速原理的能力3、能描述汽车自动变速机构的能力4、能认识和简单分析行星齿轮在变速器上应用的能力四、主要知识点一、行星齿轮变速机构的结构·液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩，但变矩比不大，变速范围不宽，远不能满足汽车使用工况的需要。
为进一步增大扭矩，扩大其变速范围，提高汽车的适应能力，在液力变矩器后面又装一个辅助变速器――有级式齿轮变速器。
该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。
·行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执行元件组成。
行星齿轮机构通常由多个行星排组成．行星排的多少与档数的多少有关，其基本结构和工作原理，可用最简单的单排行星齿轮机构说明。
单排行星齿轮机构的结构组成（1）单排行星齿轮机构的三个基本元件是：太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架。
（2）太阳齿轮位于中心位置；几个行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星齿轮架上，这些行星齿轮与太阳齿轮相啮合，并一般均匀布置在太阳齿轮周围；外面是同行星齿轮相啮合的齿圈。
（3）单排行星齿轮机构通过固定不同的元件或改变联锁关系，可得出不同的传动状态。
二、行星齿轮工作原理(1)行星齿轮机构运动规律·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Z1、Z2、Z3；齿圈与太阳轮的齿数比为α。
则根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式：·n1+αn2-(1+α)n3=0 和 Z1+Z2=Z3（2）行星齿轮机构各种运动情况分析·由上式可看出，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在太阳轮、齿圈和行星架这三个基本构件中，任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一元件固定不动(即使该元件转速为0)，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。
单排行星齿轮机构
太阳轮 行星架
行星小齿轮 主动齿圈
谢谢观赏
2014/06/17
转速和传动比
从动齿轮齿数
传动比 = 主动齿轮齿数
例如，如果两个齿轮齿数相等，传动比即为1:0。当这些齿轮其 中之一旋转时，另一个齿轮即以相同转速旋转。如果主动齿轮 有10个齿，而从动齿轮有20个齿，其传动比为2:1，在主动齿轮 旋转1整圈时，从动齿轮旋转1/2圈。
单排行星齿轮机构
特点 行星齿轮机构在结构方面具有下列特点： ①太阳轮、行星架和齿圈都是同心的，即围绕公共轴线
旋转。这能够取消诸如手动变速器所使用的中间轴和中间 齿轮。
②所有齿轮始终相互啮合，换档时无需滑移齿轮，因此 摩擦磨损小，寿命较长。
③结构简单、紧凑，其载荷被分配到数量众多的齿上， 强度大。
④可获得多个传动比
变速原理及传动比
• 设上图所示行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈、行星架的转 速分别为n1、n2、n3, 太阳轮、齿圈的齿数分别为z1、 z2，齿圈与太阳轮的齿数比为α 。根据能量守恒定律，可 得单一行星齿轮机构一般运动规律特性方程式
• i32＝n3/n2＝ α/(1＋α)<1 • 同向增速，超速档
固定太阳轮
主动行星架
行星小齿轮 从动齿圈
• 4) 齿圈制动，行星架主动，太阳轮从动，则n2＝0，故传 动比
• i31＝n3/n1＝ 1 /(1＋α)<1 • 同向增速，超速档
从动太阳轮
主动行星架
行星小齿轮 固定齿圈
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 5) 行星架制动，太阳轮主动，齿圈从动，则n3＝0，故传 动比
• i12＝n1/n2＝－α<0 • 反向减速，倒档
主动太阳轮
固定行星架
单排单行星齿轮机构一般运动规律方程式
单排单行星齿轮机构一般运动规律方程式1. 引言1.1 概述在现代机械领域中，齿轮传动作为一种常见的传动方式，被广泛应用于各种机械装置和设备中。
单排单行星齿轮机构作为其中的一类特殊结构，在其简洁紧凑的设计和高效率的工作原理下取得了广泛关注。
本文将深入研究单排单行星齿轮机构的运动规律方程式，以揭示其运转过程中的内部性质与特点。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
引言部分（第1节）简要介绍了撰写这篇长文的背景，并对文章所涉及内容进行了预览。
接下来是单排单行星齿轮机构的介绍（第2节），包括其定义和组成部分、工作原理以及应用领域。
之后是关键部分，即单排单行星齿轮机构的运动规律方程式（第3节），包括转速比计算公式推导、输入输出转矩计算方法以及齿轮传动效率分析与优化。
第4节将通过实例分析与研究结果展示来验证前面提到的方程式和方法的可行性，并介绍运动规律的仿真验证与实际应用案例。
最后，文章将在结论与进一步研究建议部分（第5节）总结研究结果并提出未来扩展研究的建议。
1.3 目的本文的目的在于通过深入研究单排单行星齿轮机构的运动规律方程式，揭示其内部传动特性和工作原理。
通过对转速比计算公式推导、输入输出转矩计算方法以及齿轮传动效率分析与优化等方面进行详细探讨，旨在为工程师提供一个全面且系统的了解和应用指南。
同时，本文还将通过实例分析与研究结果展示验证所提出的方程式和方法，并展示其在实际应用中的有效性和可行性。
最后，本文将总结当前研究结果，并提出进一步扩展研究方向的建议，以促进该领域未来更深入而宏观的发展。
2. 单排单行星齿轮机构的介绍2.1 定义和组成部分单排单行星齿轮机构是一种常见的传动装置，由一个太阳齿轮、多个行星齿轮和一个内六角环齿轮组成。
其中，太阳齿轮位于中心，行星齿轮与太阳齿轮相互啮合，并通过内六角环齿轮将力传递到外部。
2.2 工作原理在单排单行星齿轮机构中，太阳齿轮为输入端，通过其旋转驱动行星齿轮运动。
简述单排行星齿轮机构的结构及其变速原理
简述单排行星齿轮机构的结构及其变速原理单排行星齿轮机构是一种常见的变速机构，由太阳轮、行星轮、内齿轮和输入输出轴组成。
其变速原理是通过改变行星轮与内齿轮的结构时发生的相对运动来实现变速。
单排行星齿轮机构的结构包括太阳轮、行星轮、内齿轮和输入输出轴。
太阳轮位于机构中心，是与输入轴连接的固定元件；行星轮围绕太阳轮运动，由卫星装置悬挂在非固定太阳轮上，是与太阳轮、内齿轮之间的齿轮配对；内齿轮位于机构最外层，与行星轮的齿轮配对，同时也是与输出轴连接的固定元件；输入输出轴则将外部输入的动力转化为机构内部的动力，实现传动。
变速原理主要是通过改变行星轮与内齿轮的结构时发生的相对运动来实现变速。
具体来说，当太阳轮以一定的转速旋转时，行星轮会绕太阳轮转动，并与内齿轮相连。
根据齿轮传动原理，当行星轮通过卫星装置转动时，内齿轮也会转动。
当内齿轮的齿数大于行星轮时，内齿轮的转速将比输入轴转速慢，即为减速。
反之，当内齿轮的齿数小于行星轮时，内齿轮的转速将比输入轴转速快，即为加速。
在单排行星齿轮机构中，通过改变行星轮与内齿轮之间的转速比，可以实现不同的变速效果。
这是通过改变内齿轮的齿数或者行星轮的齿数来实现的。
当太阳轮和内齿轮固定，改变行星轮的齿数时，即可实现不同的输出速度。
反之，当太阳轮和行星轮固定，改变内齿轮的齿数时，同样可以实现不同的输出速度。
总之，单排行星齿轮机构是一种常见的变速机构，通过改变行星轮与内齿轮之间的结构时发生的相对运动来实现变速。
其结构包括太阳轮、行星轮、内齿轮和输入输出轴。
通过改变行星轮和内齿轮的齿数，可以实现不同的变速效果。
自动变速器电子教案10单排行星齿轮机构原理
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。
单排行星轮
一、单排行星齿轮机构的组成如图4－19所示，单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮（或称为中心轮）、一个带有若干个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成。
图4－19 单排行星齿轮机构1－太阳轮2－齿圈3－行星架4－行星轮齿圈又称为齿环，制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。
太阳轮位于机构的中心，行星轮与之外啮合，行星轮与齿圈内啮合。
通常行星轮有3～6个，通过滚针轴承安装在行星齿轮轴上，行星齿轮轴对称、均匀地安装在行星架上。
行星齿轮机构工作时，行星轮除了绕自身轴线的自转外，同时还绕着太阳轮公转，行星轮绕太阳轮公转，行星架也绕太阳轮旋转。
由于太阳轮与行星轮是外啮合，所以二者的旋转方向是相反的；而行星轮与齿圈是内啮合，则这二者的旋转方向是相同的。
二、单排行星齿轮机构的运动规律根据能量守恒定律，由作用在单排行星齿轮机构各元件上的力矩和结构参数，可以得出表示单排行星齿轮机构运动规律的特性方程式n1+αn2-(1+α)n3=0式中，n1为太阳轮转速；n2为齿圈转速；n3为行星架转速；α为齿圈齿数z2与太阳轮齿数z1之比，即α=z2/z1，且α>1。
由于一个方程有三个变量，如果将太阳轮、齿圈和行星架中某个元件作为主动（输入）部分，让另一个元件作为从动（输出）部分，则由于第三个元件不受任何约束和限制，所以从动部分的运动是不确定的。
因此为了得到确定的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星架三者中的某个元件的运动进行约束和限制。
三、单排行星齿轮机构不同的动力传动方式如图4－20所示，通过对不同的元件进行约束和限制，可以得到不同的动力传动方式。
图4－20 单排行星齿轮机构的动力传动方式1-太阳轮2-齿圈3-行星架4-行星轮(1)齿圈为主动件（输入），行星架为从动件（输出），太阳轮固定,如图4－20a)所示。
此时，n1＝0，则传动比i23为：i23＝n2/n3＝1＋1/α>1由于传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速档。
(2)太阳轮为主动件（输入），行星架为从动件（输出），齿圈固定,如图4－20c)所示。
单排行星齿轮机构的组成
单排行星齿轮机构是一种常见的传动装置，由多个组件组成。
下面我将为你详细介绍单排行星齿轮机构的组成，以及它们的功能和作用。
一、太阳轮（Sun Gear）太阳轮是行星齿轮机构中的主要驱动元件，通常位于中间位置。
它是一个圆盘状的零件，上面具有一定数量的齿轮。
太阳轮通过输入轴或其他驱动装置来提供动力，驱动整个行星齿轮机构的运动。
二、行星轮（Planet Gear）行星轮是太阳轮的周围环绕着的一组小齿轮，通常有3个或更多。
每个行星轮都有自己的轴承，可以在太阳轮上自由旋转。
行星轮的齿轮与太阳轮齿轮相互啮合，形成传动。
三、行星架（Planet Carrier）行星轮通过行星架连接在一起，行星架是一个中空的结构，具有用于安装行星轮的支撑点。
行星架固定在外壳上，并且可以围绕太阳轮旋转。
行星架的运动使得行星轮能够自由旋转，并且与太阳轮和环形齿轮之间的传动发生变化。
四、环形齿轮（Ring Gear）环形齿轮是行星齿轮机构的外部齿轮，它与行星轮的齿轮相互啮合。
环形齿轮固定在机构的外壳上，通过行星架的运动驱动行星轮的旋转。
五、输出轴（Output Shaft）输出轴是行星齿轮机构的输出端，将机构的旋转运动转化为有用的输出力或速度。
它通常位于环形齿轮的中心，并且通过输出轴承来支撑和固定。
以上就是单排行星齿轮机构的主要组成部分。
当输入力施加在太阳轮上时，太阳轮的旋转会带动行星架的移动，进而使行星轮和环形齿轮发生相应的运动。
最终，输出轴通过行星轮的旋转实现力或速度的输出。
总结一下，单排行星齿轮机构由太阳轮、行星轮、行星架、环形齿轮和输出轴组成。
这些组件之间的配合使得行星齿轮机构能够实现高效的传动和输出。
这种机构广泛应用于各种机械设备中，具有结构简单、传动比可变等优点，在工业领域中得到了广泛应用。
单排行星齿轮机构变速原理
单排行星齿轮机构变速原理当然，我可以帮你探讨单排行星齿轮机构变速原理。
首先，我们可以从这玩意儿的基本构造开始说起。
想象一下，一个齿轮箱就像是汽车的“变速箱”，但这里的“齿轮”可是有点特别。
单排行星齿轮机构可不是普通的齿轮，它就像个星星，围着中心的“太阳齿轮”转。
这个机构的魅力在于，它能让动力的传递变得更加灵活，简直就像你在开车时，能够根据路况随时切换档位一样。
1. 基础知识1.1 什么是单排行星齿轮机构？简单来说，单排行星齿轮机构就是有一个中心齿轮（太阳齿轮）和若干个小齿轮（行星齿轮），这些小齿轮围着中心转。
听起来是不是有点像“跑马圈地”？哈哈，没错，就是这样的感觉！这些小齿轮还能与一个外圈齿轮（环齿轮）相啮合，形成一种完美的互动。
1.2 工作原理当你给中心齿轮加上动力，它就会开始转动。
这时候，那些小齿轮就像小朋友在游乐场里转圈圈一样，围着它不停地转。
通过这些转动，小齿轮能够把动力传递给外圈齿轮。
这就实现了不同的速度和扭矩输出，简直是车子变速的“秘密武器”！2. 实际应用2.1 在汽车中的作用说到实际应用，你可能会想到汽车。
单排行星齿轮机构在汽车变速箱中可谓是不可或缺的角色。
就像我们生活中有不同的角色一样，这个齿轮机构能让车子在高速公路上飞驰，也能在城市里慢慢前行，真是“游刃有余”！2.2 优点分析为什么这么多汽车制造商都爱用这个机构呢？首先，它的体积小，重量轻，简直就是为汽车量身定做的！其次，效率高，能让动力损失降到最低，真是“节能减排”的好帮手！还有，工作平稳，噪音小，不像某些机械传动系统那样“噪音扰民”。
3. 未来展望3.1 技术发展未来，单排行星齿轮机构可能会有更多的进化。
随着科技的发展，我们可能会看到更智能的变速系统，甚至实现自动驾驶。
这就好比给你的车装上了“智能大脑”，让它能够更聪明地选择最佳的行驶方式。
3.2 生活中的影响想象一下，如果每辆车都能用上这种高效的变速机构，交通将会变得多么顺畅！省油、环保，还能减少拥堵，真是一举多得，简直是“好事成双”啊！我们未来的出行，可能会变得更加轻松，坐在车里就像在家里沙发上看电视一样惬意。
行星齿轮机构练习答案
一、填空题。
1、单排行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮（一般3-6个）组成的，成为一个行星排。
2. 行星齿轮机构一般由太阳轮、行星齿轮、行星架和齿圈四个基本构件组成。
3.双排辛普森式行星齿轮变速器通常具有四个独立元件，分别是前排齿圈、前后太阳轮组件、后排行星架、前行星架和后齿圈组件。
4.拉维娜行星齿轮机构的主要组成有大太阳轮、小太阳轮、长行星轮、短行星齿轮和齿圈。
5、传动比等于从动齿轮的齿数除以主动齿轮的齿数。
6、倒档的实现是通过在两个齿轮之间附加一个惰轮。
7、当一个小齿轮驱动一个大齿轮时，转矩增大而转速降低。
8、在行星齿系中，如果齿圈固定和以太阳齿轮为主动件，则可以形成减速档。
9、如果行星齿轮机构中任意两元件以相同转速和相同方向转动，则第三元件与前二者一起同速转动，而形成直接档。
10、双行星轮式行星齿轮机构：太阳轮和齿圈之间有两组互相啮合的行星齿轮，其中外面一组行星齿轮和齿圈啮合，里面一组行星齿轮和太阳轮啮合。
二、简答题。
1. 简述单排行星齿轮机构的结构及其变速原理.
答：单排行星齿轮机构是由太阳轮,行星架(含行星轮),齿圈组成.固定其中任意一个件其它两个件分别作为输入输出件就得到一种传动比,这样有8种组合方式;当其中任两件锁为一体时相当于直接挡,一比一输出;当没有固定件时相当于空挡,无输出动力。
2、请画出单排行星齿轮机构简图。
3、请画出辛普森式行星齿轮机构简图。
4-前后太阳轮组件；5-后行星轮；6-后行星架。
行星齿轮机构的主要结构、类型和传动原理
辛普森（Simpson）行星齿轮机构
特点:两个行星排共用1个太阳轮。（前排齿圈与后排的行星架 相连作为输出，太阳轮和齿圈可作动力输入）
行星齿轮 后行星架
前行星架和 后齿圈组件
行星齿轮 前齿圈
后行星架
太阳轮组件
前齿圈
前行星架和 后齿圈组件
太阳轮组件
丰田A43D： 前圈与后行 星架相连作 为输出；
丰田A340E： 前行星架 与后圈相 连作为输 出
输入n2 制动n1
输出n3
二）、减速：传动比=（1+α）/α ★ 条件：主动件-齿圈，被动件-行星架，固定件-太阳轮。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n1=0 传动比=n2/n3=（1+α）/α
三、减速反向传动★
输出n2
输入n1
制动n3
减速反向：传动比=-α 条件：主动件-太阳轮，被动件-齿圈，固定件-行星架。 n1+αn2-(1+α) n3 = 0 n3=0 传动比=n1/n2=-α
前后排
“D”-4档传动路线简图
B1 B2 B3
B0
C0
C2
F1 F2
C1
F0 输入
输出
C0-超速速离合器；C1-前进离合器；C2-直接离合器
B0-超速离合器；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）
F0-超速 单向离合器；F1-B2作用时固定太阳轮，防反转；F2-固定前行星 架，防反转
B0
C0
C2
F0 输入
B1 B2 B3
F1 F2
C1
输出
“D-1”档传动路线
c0 c1
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。
行星齿轮机构
本堂课主要 讲了汽车行星齿 轮机构的结构和 原理及换挡执行 机构的结构与原 理。
思考题：
行星齿轮机构的结构与原理？
2）带式制动器
①、组成： 由制动带、制 动鼓、液压缸及活 塞等组成。
②、工作原理：
当液压缸无油压时，制动带与鼓之间要有一定的间隙，制动 鼓可随与它相连的行星排元件一同转动。 当液压缸通油压时，作用在活塞上油压力推动活塞，使之克 服回位弹簧的弹力而移动，活塞上的推杆随之向外伸出，将制动 带压紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定而不能转动，此时，制动 器处于制动状态。
（5）行星架固定，太阳 轮主动，齿圈被动 i ＞1 ，倒档，降速档。 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 i ＜ 1,倒档，升速档。 升速传动，传动比一 般为0.25～0.67，转向相 反。
（7）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 轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主 动件，齿圈作为被动件的运动情况，行星齿轮间没有 相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相 同。汽车上常用此种组合方式组成直接档。
（2）齿圈固定，行星 架主动，太阳轮被动 i＜1，前进超速档。 升速传动，传动比一 般为0.2～0.4，转向相 同。
（ 3 ）太阳轮固定， 齿圈主动，行星架被 动 i＞1,前进降速档。 降速传动，传动比一 般为1.25～1.67，转向 相同。
（4）太阳轮固定，行 星架主动，齿圈被动 i＜ 1,前进超速档。 升速传动，传动比一 般为0.6～0.8，转向相 同。
2、简单行星齿轮机构工作原理
单排行星齿轮机构运动特性方程： n1+α n2-(1+α )n3=0 式中: n1----太阳轮转速 n2----齿圈转速 n3----行星架转速 α =Z2/Z1 Z1----太阳轮齿数 Z2----齿圈齿数
第4节 单排行星齿轮机构
3. 行星齿轮传动规则 固定件 主动件 齿圈 行架 太阳轮 行架 太阳轮 从动件 行架 齿圈 行架 太阳轮 齿圈 i 1 ＋α ／α α ∕1 ＋ α 1 ＋α 1 ∕1 ＋ α α 序号 1 2 3 4 5
太 阳 轮 齿 圈 行 架
齿圈
太阳轮
1∕α
1 0
6
7 8
任两件刚接→整体钢化 三件均不约束→不传递动力
无固定件
行星齿轮传动规则
固定件 太 阳 轮 齿 圈 行 架 主动件 齿圈 从动件 行架 i 1 ＋α ／α 序号 1
行架
太阳轮 行架
齿圈
行架 太阳轮
α ∕1 ＋ α
1＋α 1 ∕1 ＋ α
2
3 4
太阳轮
齿圈
齿圈
太阳轮
α
1∕α
5
6 7
任两件刚接→整体钢化
1 0
三件均不约束→不传递动力
8
B
C
Ⅰ: C：i＝1，直接档 Ⅱ: B：i＝α∕1＋α，超速档
第2章 自动变速器AT §1 §2 §3 自动变速器类型、组成 液力变矩器 执行器
§4 §5
§6 §7 §8
单排行星齿轮变速机构 典型行星齿轮自动变速器
液压系统 电控系统 其他类型自动变速器简介
§3 单排行星齿轮变速机构
1. 组成与简图 2. 运动特性方程 3. 变速原理
1. 组成、特点
齿圈
C1
C2
B2
B1
Ⅰ: C1、C2： i＝1，直接档 Ⅱ: C1、B2：i＝α∕1＋α，超速档 R: B1、C2：i＝﹣α，倒档
多星排的组合 B、C的组合
B
C
C
实验一
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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：平行轴式（如：本田雅阁）
行星齿轮式（如丰田、奥迪等绝大多数） 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
平行轴式齿轮变速机构
平行轴式齿轮变速机构
单排行星齿轮机构的传动比
减速倒档：传动比=-α
单排行星齿轮机构的传动比
增速倒档：传动比=-1/α
单排行星齿轮机构的传动比
直接传动：传动比=1
单可有７种不同的传动。实际上， 有些传动方案是不宜采用的。通常单排行 星机构，只能采用两个档位。
自动变速器通常采用多个单排行星齿轮机 构进行串、并联或换联主从动构件的办法 来扩大档位数目。
车轮制动抱死时的 瞬心位置
矢量分析在行星排上的应用
单排行星齿轮机构的传动比
空挡：三个元件自由转动，无动力输出
单排行星齿轮机构的传动比
减速：传动比=1+α
单排行星齿轮机构的传动比
减速：传动比=（1+α）/α
单排行星齿轮机构的传动比
增速：传动比=α/（1+α）
单排行星齿轮机构的传动比
增速：传动比=1/（1+α）
行星齿轮机构的结构
行星 齿轮
太阳 轮
行星 架
齿圈
组装 图
单排行星齿轮机构的结构
单排行星齿轮机构的结构
单排行星齿轮机构的运动分析
F3
r3
3
1
F2
F1
2
r1
r2
单排行星齿轮机构的自由度
矢量分析在行星排上的应用
车轮纯滚动时的 瞬心位置
车轮（纯滚动）上 各点的线速度
矢量分析在行星排上的应用
车轮制动过程的瞬 心转移
两排行星机构通常采用增加一个离合器的 方式来换联主动元件。
三排行星机构组成的自动变速器，采用其 中一排与另两排串联的方法来获得更多的 档位。