自动变速器行星齿轮机构(上)
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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
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
行星齿轮变速器
行星齿轮变速器
3、组成
行星齿轮机构和换挡执行元件
4、行星齿轮机构特点
这种行星齿轮总是处于常啮合状态，可 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。
行星齿轮变速器
二、行星齿轮机构
1、结构
单排行星齿轮机构由 一个太阳轮(中心轮)、 一个行星架、一个齿圈 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
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。
行星齿轮变速器
新课小结 1、行星轮机构的组成
2、行星轮机构的工作情况
行星齿轮变速器
作业
行星齿轮机构的工作情况表
状态 档位 固定部件 输入部件 输出部件 旋转方向
n2—齿圈转速； n3—行星架转速； α—齿圈与太阳轮的齿数比。
行星齿轮变速器
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、齿圈 和行星架这三者中的任一元件作为主动 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，再将第三个元 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。
行星齿轮变速器
1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动
太阳轮带动行 星齿轮沿静止的齿 圈旋转，从而带动 行星架以较慢的速 度与太阳轮同向旋 转，传动比为：
i13=1 +α
为前进降速挡， 减速相对较大。
行星齿轮变速器
2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动
传动比为 ：
i31=1/(1 +α)
为前进超速挡， 增速相对较大。
行星齿轮变速器
3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动
3、组成
行星齿轮机构和换挡执行元件
4、行星齿轮机构特点
这种行星齿轮总是处于常啮合状态，可 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。
行星齿轮变速器
二、行星齿轮机构
1、结构
单排行星齿轮机构由 一个太阳轮(中心轮)、 一个行星架、一个齿圈 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
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。
行星齿轮变速器
新课小结 1、行星轮机构的组成
2、行星轮机构的工作情况
行星齿轮变速器
作业
行星齿轮机构的工作情况表
状态 档位 固定部件 输入部件 输出部件 旋转方向
n2—齿圈转速； n3—行星架转速； α—齿圈与太阳轮的齿数比。
行星齿轮变速器
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、齿圈 和行星架这三者中的任一元件作为主动 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，再将第三个元 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。
行星齿轮变速器
1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动
太阳轮带动行 星齿轮沿静止的齿 圈旋转，从而带动 行星架以较慢的速 度与太阳轮同向旋 转，传动比为：
i13=1 +α
为前进降速挡， 减速相对较大。
行星齿轮变速器
2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动
传动比为 ：
i31=1/(1 +α)
为前进超速挡， 增速相对较大。
行星齿轮变速器
3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动
朱明-自动变速器构造与维修4-1行星齿轮机构
授人以鱼不如授人以渔
34
二、机械变速机构
朱明工作室
zhubob@
⒉单排行星齿轮机构 ⑷工作原理 行星齿轮的动作(每个部件的转速和方向) 取决于给定的条件。 行星齿轮的一种典型动作是行星齿轮的旋转， 1.当行星齿轮在内齿圈内“行走”并在其轴 上旋转时，小齿轮围绕太阳齿轮旋转。 即是:齿轮架围绕太阳齿轮旋转。 在行星齿轮中，太阳齿轮相似于太阳，行 星齿轮相似于地球，齿轮架相似于地球的轴心。 这类动作只在内齿圈或太阳齿轮固定时才发生， 当齿轮架固定时则不可能围绕太阳齿轮旋转。
朱明工作室
zhubob@
授人以鱼不如授人以渔
2
齿轮变速器
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）
朱明工作室
zhubob@
授人以鱼不如授人以渔
3
朱明工作室
zhubob@
授人以鱼不如授人以渔
5
朱明工作室 基本规则：行星齿轮机构的传动比与太阳轮齿数Z1. zhubob@ 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。
（1）齿圈固定，太阳轮带动行星齿轮架
ZC i1=----- > 1 Z1
(减速同向)
（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮 Z1 i2=----- < 1 （增速同向） ZC
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室
zhubob@
36
⒉单排行星齿轮机构
⑷工作原理
行星齿轮在各种条件下的基本动作如 下∶ ① 状态1 齿轮架为从动部件： 内齿圈固定； 太阳为齿轮主动部件。
状态1： 小带大
朱明工作室
zhubob@
34
二、机械变速机构
朱明工作室
zhubob@
⒉单排行星齿轮机构 ⑷工作原理 行星齿轮的动作(每个部件的转速和方向) 取决于给定的条件。 行星齿轮的一种典型动作是行星齿轮的旋转， 1.当行星齿轮在内齿圈内“行走”并在其轴 上旋转时，小齿轮围绕太阳齿轮旋转。 即是:齿轮架围绕太阳齿轮旋转。 在行星齿轮中，太阳齿轮相似于太阳，行 星齿轮相似于地球，齿轮架相似于地球的轴心。 这类动作只在内齿圈或太阳齿轮固定时才发生， 当齿轮架固定时则不可能围绕太阳齿轮旋转。
朱明工作室
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2
齿轮变速器
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）
朱明工作室
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3
朱明工作室
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授人以鱼不如授人以渔
5
朱明工作室 基本规则：行星齿轮机构的传动比与太阳轮齿数Z1. zhubob@ 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。
（1）齿圈固定，太阳轮带动行星齿轮架
ZC i1=----- > 1 Z1
(减速同向)
（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮 Z1 i2=----- < 1 （增速同向） ZC
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36
⒉单排行星齿轮机构
⑷工作原理
行星齿轮在各种条件下的基本动作如 下∶ ① 状态1 齿轮架为从动部件： 内齿圈固定； 太阳为齿轮主动部件。
状态1： 小带大
朱明工作室
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自动变速器行星齿轮机构ppt课件
第三节 齿轮变速器（机械传动系统）
1
第三节 齿轮变速器
作用：具备普通手动变速器所有的作用。 （1）改变传动比； （2）实现到车行驶； （3）中断动力传递。
结构组成：变速齿轮机构和换档执行机构。
典型的齿轮变速机构的形式：平行轴式（或称定轴式、 普通齿轮式）和行星齿轮式（包括有辛普森式、拉维 娜式、串联式等）。
片式制动器
• 9-弹簧 • 10-活塞 • 11-内外O形密
封圈 • 12-壳体 • 13-滚针轴承 • 14-推力轴承 • 15-密封环52
制动器 53
带式制动器的结构与工作原理
制动器间隙由调 整螺钉调整。
54
带式制动器
伺服机构的形式有： 直杆式、杠杆式、钳形式等。
55
3、单向离合器
作用：利用单向锁止的原理实现对单排元 件的固定或者是单排中两个元件的锁止或 者前后两个单排元件的连接。
8
一、单排行星齿轮机构分析
传动方案：有8种。
9
一、单排行星齿轮机构分析
档位设置： 行星齿轮架作从动件---------1档或2档 两元件连接后带另一元件-----3档 行星齿轮架作主动件---------O/D档 行星齿轮架固定-------------倒档。
10
二、行星排的组合
现代轿车自动变速器所采用的行星齿轮机构包括复合 式行星齿轮机构和串联式行星机构。
23
三、行星排的表达方式
捷豹JX波箱
24
三、行星排的表达方式
4HP20
25
三、行星排的表达方式
09G变速器结构
26
三、行星排的表达方式
09G变速器结构
27
三、行星排的表达方式
1
第三节 齿轮变速器
作用：具备普通手动变速器所有的作用。 （1）改变传动比； （2）实现到车行驶； （3）中断动力传递。
结构组成：变速齿轮机构和换档执行机构。
典型的齿轮变速机构的形式：平行轴式（或称定轴式、 普通齿轮式）和行星齿轮式（包括有辛普森式、拉维 娜式、串联式等）。
片式制动器
• 9-弹簧 • 10-活塞 • 11-内外O形密
封圈 • 12-壳体 • 13-滚针轴承 • 14-推力轴承 • 15-密封环52
制动器 53
带式制动器的结构与工作原理
制动器间隙由调 整螺钉调整。
54
带式制动器
伺服机构的形式有： 直杆式、杠杆式、钳形式等。
55
3、单向离合器
作用：利用单向锁止的原理实现对单排元 件的固定或者是单排中两个元件的锁止或 者前后两个单排元件的连接。
8
一、单排行星齿轮机构分析
传动方案：有8种。
9
一、单排行星齿轮机构分析
档位设置： 行星齿轮架作从动件---------1档或2档 两元件连接后带另一元件-----3档 行星齿轮架作主动件---------O/D档 行星齿轮架固定-------------倒档。
10
二、行星排的组合
现代轿车自动变速器所采用的行星齿轮机构包括复合 式行星齿轮机构和串联式行星机构。
23
三、行星排的表达方式
捷豹JX波箱
24
三、行星排的表达方式
4HP20
25
三、行星排的表达方式
09G变速器结构
26
三、行星排的表达方式
09G变速器结构
27
三、行星排的表达方式
行星齿轮机构
3、单向离合器
①、作用： 在一定条件下固 定行星排的某一元 件，进行锁止。 ②、类型： 滚柱斜槽式 楔块式
1）滚柱式单向离合器
①、组成： 由外座圈、 内座圈、滚柱 及回位弹簧等 组成。
②、工作原理：
当涡轮转速较低，与泵轮转速差较大时，从涡轮流出的液体 冲向导轮叶片，力图使导轮顺时针转动，但由于滚柱楔紧在滚道 的窄端，导轮同单向离合器外座圈卡紧在内座圈上，使变矩器的 输出扭矩增加；当涡轮的转速升高到一定程度时，液流对导轮的 冲击力反向，导轮带滚柱滚向楔槽的宽端，单向离合器的锁止作 用解除，导轮与涡轮同向转动。
1、离合器
作用：用于输入轴、中间 轴、输出轴、行星齿轮机构 中元件的连接，实现扭矩的 传递。
1）组成：
离合器鼓、离合器花键毂、离合器活塞、回位弹簧、弹簧 座、主动片、从动片及密封圈等。
2）工作原理：
离合器分离时，控制油压通过原来的管路排出，由于回位弹簧 的作用，活塞回到初始的位置，摩擦片和钢片分离，动力不能传 递。 离合器结合时，控制油压通过输入轴中心孔进入活塞，克服 回位弹簧力将钢片和摩擦片压紧，产生摩擦力。这时动力从输入 轴经过离合器传到输出轴。
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。
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？
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。
第三节 行星齿轮变速机构
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
8
4.变速原理（减速）
当齿圈固定，
太阳轮输入，
行星架输出时 为减速传动， 传动比为：
2.5~5
行星架和太阳 轮转向相同。
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
9
5.变速原理（减速）
当太阳轮固 定齿圈输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为： 齿圈和行星架 转向相同。
第三节 行星齿轮变速机构
行星齿轮变速器的结构组成
行星齿轮变速器的工作原理 行星齿轮机构在自动变速器上的应用
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
1
一、行星齿轮机构
行星 齿轮
第四章 自动变速器
中心 齿轮
行星 架
《汽车底盘构造》
齿圈
组装 图
2
行星齿轮机构动画
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
3
行星齿轮机构的组成
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
13
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
4
二、行星齿轮变速原理
F1=F2 F3=-2F2 r M1=F1r1 M2=iF1r1 M3=-(i+1)F1r1 M1w1+Mw2+Mw3=0
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
5
1.行星齿轮机构变速比计算
传动比i=从动件齿
数/主动件齿数
n1+in2-(1+i)n3=0
1.25》
10
6.变速原理（倒挡）
当行星架固定， 太阳轮输入， 齿圈输出时， 为减速传动， 传动比为： 太阳轮和齿圈 转向相反。
1.5~4
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
8
4.变速原理（减速）
当齿圈固定，
太阳轮输入，
行星架输出时 为减速传动， 传动比为：
2.5~5
行星架和太阳 轮转向相同。
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
9
5.变速原理（减速）
当太阳轮固 定齿圈输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为： 齿圈和行星架 转向相同。
第三节 行星齿轮变速机构
行星齿轮变速器的结构组成
行星齿轮变速器的工作原理 行星齿轮机构在自动变速器上的应用
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
1
一、行星齿轮机构
行星 齿轮
第四章 自动变速器
中心 齿轮
行星 架
《汽车底盘构造》
齿圈
组装 图
2
行星齿轮机构动画
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
3
行星齿轮机构的组成
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
13
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
4
二、行星齿轮变速原理
F1=F2 F3=-2F2 r M1=F1r1 M2=iF1r1 M3=-(i+1)F1r1 M1w1+Mw2+Mw3=0
第四章 自动变速器 《汽车底盘构造》
5
1.行星齿轮机构变速比计算
传动比i=从动件齿
数/主动件齿数
n1+in2-(1+i)n3=0
1.25》
10
6.变速原理（倒挡）
当行星架固定， 太阳轮输入， 齿圈输出时， 为减速传动， 传动比为： 太阳轮和齿圈 转向相反。
1.5~4
第四章 自动变速器
《汽车底盘构造》
自动变速器行星齿轮机构的组成
自动变速器行星齿轮机构的组成
自动变速器行星齿轮机构由以下几部分组成：
1. 太阳齿轮（Sun Gear）：太阳齿轮位于行星齿轮机构的中央，它是整个系统的驱动齿轮，与引擎输出轴相连。
2. 行星齿轮（Planetary Gear）：行星齿轮是围绕太阳齿轮旋转的一组齿轮，它们的轴线固定在一个行星齿轮架上。
3. 行星齿轮架（Planetary Gear Carrier）：行星齿轮架是固定
行星齿轮的结构，它通过一个轴连接到自动变速器的输出轴，使得行星齿轮能够绕太阳齿轮旋转。
4. 环形齿轮（Ring Gear）：环形齿轮是行星齿轮机构的外圈，它与行星齿轮的外齿啮合，固定在自动变速器的外壳上。
5. 载星器（Carrier）：载星器是连接行星齿轮架和输入轴的组件，它使得行星齿轮架能够绕载星器以及输入轴旋转。
通过太阳齿轮、行星齿轮、行星齿轮架、环形齿轮和载星器的组合运动，行星齿轮机构实现了多种不同的齿轮传动比例，从而实现汽车自动变速器的变速功能。
行星齿轮机构
汽车底盘电子控制系统
湖南生物机电职业技术学院
奥迪09E 自动变速器行星齿轮机构的结构如图 1-43 所示。 该变速器上使用了所谓 Lepelletier –行星齿轮组， 这是它的一个新特点，因而变速器只用五个换档元件 （三个离合器和两个制动器）就可以实现六个前进档和 一个倒档。
汽车底盘电子控制系统
汽车底盘电子控制系统
湖南生物机电职业技术学院
图1-45
01L与09E自动变速器传动比对比
汽车底盘电子控制系统
湖南生物机电职业技术学院 三、奥迪09E自动变速器各档动力传递路 线
1. 一档的动力传递（图1-46） 涡轮轴驱动初级行星齿轮组的内齿圈H1。 内齿圈 H1驱动行星齿轮 P1，P1在固定不动的太 阳论 S1 上滚动，于是行星齿轮托架 PT1 被驱动起来。 离合器A将PT1与太阳轮S3联在一起，于是就将 扭矩传到次级行星齿轮组上了。 制动器 D将行星齿轮托架 PT2制动住不动，扭矩 从太阳轮S3传到短行星齿轮P3，从这再传到长行星 齿轮 P2 。在行星齿轮托架 PT2 的作用下，扭矩被传 到内齿圈H2上，H2是与输出轴联在一起的。 为了清楚起见，扭矩的传递采用方框示意图来 表示。
二、奥迪09E自动变速器行星齿轮机构结构
ZF公司与Audi公司的变速器开发部门合作，将变 速器与四轮驱动结构作了适配，并针对Audi车作了相 应调整和改进，研制出了新型6档多级自动变速器09E 电子控制多级自动变速器，结构如图1-42所示。
汽车底盘电子控制系统
湖南生物机电职业技术学院
图1-42 奥迪09E自动变速器结构
图1-40
单排行星齿轮机构的基本结构
汽车底盘电子控制系统
湖南生物机电职业技术学院
行星齿轮机构的齿轮啮合方式主要有两种方式： 一是太阳轮齿轮和行星齿轮间的外啮合方式； 二是行星齿轮和齿圈的内啮合方式； 如图1-41所示。
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。
自动变速技术2-2行星齿轮机构
第2章 液力自动变速器
行星齿轮机构组成
1-太阳轮 2-齿圈 3-行星架 4-行星齿轮 5-行星齿轮轴
第2章 液力自动变速器
第2章 液力自动变速器
行星齿轮机构分类
按照齿轮的排数不同，分为单排行星齿轮机构 和多排行星齿轮机构——多排可以比单排得到 更多的挡位，汽车自动变速器中的行星齿轮变 速器采用的就是多排行星齿轮机构。 按照太阳轮和齿圈之间行星齿轮的组数不同， 行星齿轮机构分为单星行星排和双星行星排— —双星行星排在太阳轮和齿圈之间有两组互相 啮合的行星齿轮，其中外面一组行星轮与齿圈 啮合，里面的一组行星轮与太阳轮啮合。
第2章 液力自动变速器
§2 行星齿轮变速器
一、齿轮传动的一般规律 二、行星齿轮机构的结构和工作原理 • 行星齿轮机构组成 • 单排行星齿轮机构的运动规律 三、行星齿轮变速器的换挡执行机构工作原 理 四、行星齿轮变速器的基本工作原理 五、典型行星齿轮变速器工作分析
第2章 液力自动变速器
AT使用行星齿轮变速器的必要性
• 太阳轮1和齿圈2为主动件， 情况4 行星架3为从动件。 • 当太阳轮与齿圈以相同转速、 按相同方向旋转时，行星轮 被夹住，不能绕其轴转动。 因此，太阳轮、齿圈、行星 轮和行星架成为一体，各元 件之间没有相对运动，从而 形成直接挡。 • 若使三元件中的任何两个元 件连成一体旋转，则第三个 元件的转速必与前二者转速 n1 n1 n3 n1 n2 相等，即行星排按直接挡传 1 动。
根据能量守恒定律： （输入输出的功率的代数和为零） M 11 M 22 M 33 0 即n1 n2 (1 )n3 0
第2章 液力自动变速器
单排行星齿轮机构一般运动规律
• 表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式 ：
行星齿轮机构组成
1-太阳轮 2-齿圈 3-行星架 4-行星齿轮 5-行星齿轮轴
第2章 液力自动变速器
第2章 液力自动变速器
行星齿轮机构分类
按照齿轮的排数不同，分为单排行星齿轮机构 和多排行星齿轮机构——多排可以比单排得到 更多的挡位，汽车自动变速器中的行星齿轮变 速器采用的就是多排行星齿轮机构。 按照太阳轮和齿圈之间行星齿轮的组数不同， 行星齿轮机构分为单星行星排和双星行星排— —双星行星排在太阳轮和齿圈之间有两组互相 啮合的行星齿轮，其中外面一组行星轮与齿圈 啮合，里面的一组行星轮与太阳轮啮合。
第2章 液力自动变速器
§2 行星齿轮变速器
一、齿轮传动的一般规律 二、行星齿轮机构的结构和工作原理 • 行星齿轮机构组成 • 单排行星齿轮机构的运动规律 三、行星齿轮变速器的换挡执行机构工作原 理 四、行星齿轮变速器的基本工作原理 五、典型行星齿轮变速器工作分析
第2章 液力自动变速器
AT使用行星齿轮变速器的必要性
• 太阳轮1和齿圈2为主动件， 情况4 行星架3为从动件。 • 当太阳轮与齿圈以相同转速、 按相同方向旋转时，行星轮 被夹住，不能绕其轴转动。 因此，太阳轮、齿圈、行星 轮和行星架成为一体，各元 件之间没有相对运动，从而 形成直接挡。 • 若使三元件中的任何两个元 件连成一体旋转，则第三个 元件的转速必与前二者转速 n1 n1 n3 n1 n2 相等，即行星排按直接挡传 1 动。
根据能量守恒定律： （输入输出的功率的代数和为零） M 11 M 22 M 33 0 即n1 n2 (1 )n3 0
第2章 液力自动变速器
单排行星齿轮机构一般运动规律
• 表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式 ：
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
行星齿轮式自动变速器结构原理
辛普森行星齿轮机构传动方程：
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。
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。
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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单行星排运动分析（变速原理）
对于相对运动，也就是站在行星架上观察时，各轮传 动如定轴轮系，存在一定的转速关系，如下式所示：
由上式可得行星排转速特性方程式。
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单行星排运动分析（变速原理）
对于单行星，上式取负值，得
对于双行星，上式取正值，得
方程式反映了行星排是两自由度机构。它与一个自由度的定轴 齿轮传动不同，定轴齿轮传动旋转构件之间有固定的转速关系，而 行星排三元件中任二元件之间无固定的转速关系，他们之间的转速 关系是随行星架转速的变化而变化，要使行星排的任二元件间有确 定的转速关系，必须再增加一个关系式（如对行星架进行制动，使 等于零，或者使行星架有一个固定的转速）。
第三节 齿轮变速器（机械传动系统）
.
第三节 齿轮变速器
作用：具备普通手动变速器所有的作用。 （1）改变传动比； （2）实现到车行驶； （3）中断动力传递。
结构组成：变速齿轮机构换档执行机构。
典型的齿轮变速机构的形式：平行轴式（或称定轴 式、普通齿轮式）和行星齿轮式（包括有辛普森式、 拉维娜式、串联式等）。
捷豹JX波箱
.
三、行星排的表达方式
4HP20
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三、行星排的表达方式
09G变速器结构
.
三、行星排的表达方式
09G变速器结构
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
NISSAN TIIDA（颐达）变速箱（4档箱）
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三、行星排的表达方式
ZF6HP系列
.
三、行星排的表达方式
.
组成
.
工作原理
.
离心平衡式离合器
工作原理： 就是取消了离合器上的单向球阀，在油
缸工作腔前边增加了一个静态液压补偿腔。 因为作用于离合器液压缸和液压补偿腔
内的ATF的离心力相互抵消，也就消除了离 合器鼓的转速产生的离心力的影响。
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回位弹簧形式
中央弹簧式
膜片弹簧式
.
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1-离合器及行星排 2-活塞 3-内外O形密封圈 4-弹簧 5-弹簧座 6-卡环 7-钢片 8-摩擦片 9、10-卡环 11-挡圈 12-单向离合器 13-单向离合外座圈 14-垫片 15-推力轴承 16-行星架及行星齿 轮 17-制动器传动毂 18-卡环 19-垫片
固定是将单排行星齿轮的元件与外壳连接，使 元件固定而不能旋转。
锁止是将单排中的两个元件连接在一起，从而 获得直接传动。
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1、离合器的结构与原理
形式：多片湿式离合器。 作用：连接变速器输入轴与单排的某个基本
元件，或者连接前后两个单排的元件，或者 连接单排的某两个基本元件。（连接、锁止） 组成：离合器鼓（外鼓）、离合器毂（内 鼓）、离合器片（包括一组钢片、一组摩擦 片或者主动片、从动片）、离合器活塞、回 位弹簧、弹簧座、油缸、活塞、挡圈/卡环、 密封圈。 回位弹簧的形式：中央螺旋弹簧、周布弹簧、 膜片弹簧、波形弹簧等。
复合式行星齿轮机构的特点是两排或多排行星齿轮 机构连在一起，用以满足汽车行驶及各种工况下所 需要的多种传动比。常见的类型有两种：一种是辛 普森式行星齿轮机构，它有两排行星齿轮，公用一 个太阳轮。另一种是拉维纳时行星齿轮机构，它有 两个太阳轮，两排行星轮共用一个齿圈。
串联式行星齿轮机构的特点是前排行星机构的行星 架与后排行星机构的齿圈为同一构件，则前排行星 机构的齿圈与后排行星机构的行星架为同一构件。
换档执行机构的形式：离合器、制动器和单向离合 器。
工作原理：基本结构和工作原理都可通过最简单的 单排行星齿轮机构来说明。
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第三节 齿轮变速器
单排行星齿轮机构分析 行星排组合 行星排表达方式 换档执行元件 传力路线
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单排行星齿轮机构分析
组成： 是由一个太阳轮、
一个齿圈、一个行星 架和支承在行星架上 的几个行星齿轮组成 的，称为一个行星排。
三元件：太阳轮、 齿圈、行星架。
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一、单排行星齿轮机构分析
结构形式： 按照太阳轮和齿圈
之间的行星齿轮组数 不同，可分为单行星 齿轮式和双行星齿轮 式两种。（单星式、 双星式、单级式、双 级式）
双行星齿轮机构 在太阳轮和齿圈之间 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。它 与单行星行星排在其 他条件相同的情况下 相比，齿圈可以得到 反向传动。
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离合器
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离合器的磨擦片与钢片
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离合器自由间隙
离合器自由间隙一般为0.5~2.0mm。 离合器自由间隙标准的大小取决于离合器摩擦片的片数和工 作条件。 通常离合器片数越多或该离合器的交替工作越频繁，其自由 间隙就越大。离合器和制动器采用多片湿式磨擦片扩大力距传递 范围。
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一、单排行星齿轮机构分析
工作原理（变速原理）： （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 （3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架 （4）太阳轮固定，行星齿轮架带动齿圈 （5）行星齿轮架固定，太阳轮带动齿圈 （6）行星齿轮架固定，齿圈带动太阳轮 （7）没有固定，二元件相连后带动另一个 （8）没有固定，一个为主动，一个为从动
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三、行星排的表达方式
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行星齿轮机构
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行星架
太
圈齿
阳
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ZF5HP19FLA零件图
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三、行星排的表达方式
采埃孚(ZF)全新8挡自动变速器8HP
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三、行星排的表达方式
下图是奥迪A4的自动变速器。绿色圆圈中的部分 就是多片离合器式的行星齿轮制动机构。
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三、行星排的表达方式
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一、单排行星齿轮机构分析
传动方案：有8种。
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一、单排行星齿轮机构分析
档位设置： 行星齿轮架作从动件---------1档或2档 两元件连接后带另一元件-----3档 行星齿轮架作主动件---------O/D档 行星齿轮架固定-------------倒档。
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二、行星排的组合
现代轿车自动变速器所采用的行星齿轮机构包括复 合式行星齿轮机构和串联式行星机构。
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三、行星排的表达方式
01M（四档箱）
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
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四、换档执行机构
组成：离合器、制动器、单向离合器。 作用：
通过对行星排基本元件进行连接、固定或锁止， 从而使行星齿轮机构获得不同的传动比，而实现档 位切换。
连接是指将输入轴与单排的某个元件连接，或 将前后两个单排的元件连接，以传递动力。
单行星排运动分析（变速原理）
对于相对运动，也就是站在行星架上观察时，各轮传 动如定轴轮系，存在一定的转速关系，如下式所示：
由上式可得行星排转速特性方程式。
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单行星排运动分析（变速原理）
对于单行星，上式取负值，得
对于双行星，上式取正值，得
方程式反映了行星排是两自由度机构。它与一个自由度的定轴 齿轮传动不同，定轴齿轮传动旋转构件之间有固定的转速关系，而 行星排三元件中任二元件之间无固定的转速关系，他们之间的转速 关系是随行星架转速的变化而变化，要使行星排的任二元件间有确 定的转速关系，必须再增加一个关系式（如对行星架进行制动，使 等于零，或者使行星架有一个固定的转速）。
第三节 齿轮变速器（机械传动系统）
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第三节 齿轮变速器
作用：具备普通手动变速器所有的作用。 （1）改变传动比； （2）实现到车行驶； （3）中断动力传递。
结构组成：变速齿轮机构换档执行机构。
典型的齿轮变速机构的形式：平行轴式（或称定轴 式、普通齿轮式）和行星齿轮式（包括有辛普森式、 拉维娜式、串联式等）。
捷豹JX波箱
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三、行星排的表达方式
4HP20
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三、行星排的表达方式
09G变速器结构
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三、行星排的表达方式
09G变速器结构
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
NISSAN TIIDA（颐达）变速箱（4档箱）
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三、行星排的表达方式
ZF6HP系列
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三、行星排的表达方式
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组成
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工作原理
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离心平衡式离合器
工作原理： 就是取消了离合器上的单向球阀，在油
缸工作腔前边增加了一个静态液压补偿腔。 因为作用于离合器液压缸和液压补偿腔
内的ATF的离心力相互抵消，也就消除了离 合器鼓的转速产生的离心力的影响。
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回位弹簧形式
中央弹簧式
膜片弹簧式
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1-离合器及行星排 2-活塞 3-内外O形密封圈 4-弹簧 5-弹簧座 6-卡环 7-钢片 8-摩擦片 9、10-卡环 11-挡圈 12-单向离合器 13-单向离合外座圈 14-垫片 15-推力轴承 16-行星架及行星齿 轮 17-制动器传动毂 18-卡环 19-垫片
固定是将单排行星齿轮的元件与外壳连接，使 元件固定而不能旋转。
锁止是将单排中的两个元件连接在一起，从而 获得直接传动。
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1、离合器的结构与原理
形式：多片湿式离合器。 作用：连接变速器输入轴与单排的某个基本
元件，或者连接前后两个单排的元件，或者 连接单排的某两个基本元件。（连接、锁止） 组成：离合器鼓（外鼓）、离合器毂（内 鼓）、离合器片（包括一组钢片、一组摩擦 片或者主动片、从动片）、离合器活塞、回 位弹簧、弹簧座、油缸、活塞、挡圈/卡环、 密封圈。 回位弹簧的形式：中央螺旋弹簧、周布弹簧、 膜片弹簧、波形弹簧等。
复合式行星齿轮机构的特点是两排或多排行星齿轮 机构连在一起，用以满足汽车行驶及各种工况下所 需要的多种传动比。常见的类型有两种：一种是辛 普森式行星齿轮机构，它有两排行星齿轮，公用一 个太阳轮。另一种是拉维纳时行星齿轮机构，它有 两个太阳轮，两排行星轮共用一个齿圈。
串联式行星齿轮机构的特点是前排行星机构的行星 架与后排行星机构的齿圈为同一构件，则前排行星 机构的齿圈与后排行星机构的行星架为同一构件。
换档执行机构的形式：离合器、制动器和单向离合 器。
工作原理：基本结构和工作原理都可通过最简单的 单排行星齿轮机构来说明。
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第三节 齿轮变速器
单排行星齿轮机构分析 行星排组合 行星排表达方式 换档执行元件 传力路线
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单排行星齿轮机构分析
组成： 是由一个太阳轮、
一个齿圈、一个行星 架和支承在行星架上 的几个行星齿轮组成 的，称为一个行星排。
三元件：太阳轮、 齿圈、行星架。
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一、单排行星齿轮机构分析
结构形式： 按照太阳轮和齿圈
之间的行星齿轮组数 不同，可分为单行星 齿轮式和双行星齿轮 式两种。（单星式、 双星式、单级式、双 级式）
双行星齿轮机构 在太阳轮和齿圈之间 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。它 与单行星行星排在其 他条件相同的情况下 相比，齿圈可以得到 反向传动。
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离合器
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离合器的磨擦片与钢片
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离合器自由间隙
离合器自由间隙一般为0.5~2.0mm。 离合器自由间隙标准的大小取决于离合器摩擦片的片数和工 作条件。 通常离合器片数越多或该离合器的交替工作越频繁，其自由 间隙就越大。离合器和制动器采用多片湿式磨擦片扩大力距传递 范围。
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一、单排行星齿轮机构分析
工作原理（变速原理）： （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 （3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架 （4）太阳轮固定，行星齿轮架带动齿圈 （5）行星齿轮架固定，太阳轮带动齿圈 （6）行星齿轮架固定，齿圈带动太阳轮 （7）没有固定，二元件相连后带动另一个 （8）没有固定，一个为主动，一个为从动
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三、行星排的表达方式
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行星齿轮机构
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行星架
太
圈齿
阳
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ZF5HP19FLA零件图
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三、行星排的表达方式
采埃孚(ZF)全新8挡自动变速器8HP
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三、行星排的表达方式
下图是奥迪A4的自动变速器。绿色圆圈中的部分 就是多片离合器式的行星齿轮制动机构。
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三、行星排的表达方式
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一、单排行星齿轮机构分析
传动方案：有8种。
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一、单排行星齿轮机构分析
档位设置： 行星齿轮架作从动件---------1档或2档 两元件连接后带另一元件-----3档 行星齿轮架作主动件---------O/D档 行星齿轮架固定-------------倒档。
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二、行星排的组合
现代轿车自动变速器所采用的行星齿轮机构包括复 合式行星齿轮机构和串联式行星机构。
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三、行星排的表达方式
01M（四档箱）
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
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三、行星排的表达方式
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四、换档执行机构
组成：离合器、制动器、单向离合器。 作用：
通过对行星排基本元件进行连接、固定或锁止， 从而使行星齿轮机构获得不同的传动比，而实现档 位切换。
连接是指将输入轴与单排的某个元件连接，或 将前后两个单排的元件连接，以传递动力。