自动变速器齿轮变速机构

简单的行星齿轮机构
单行星排实物单图行星排结构示意图
自动变速器齿轮变速机构
单行星排变速原理
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。
由行星轮的受力平衡条 件
F3
F2 F1
F1 F2， F3 ( F1 F2 ) 得：
力矩：
M 1 F1 r1 M 2 F1 r1
因此，它在自动变速器中的主要作用是使汽车起 步平稳，并在换挡时减缓传动系的冲击载荷。
自动变速器齿轮变速机构
汽车上采用液力变矩器与齿轮变速器串联组成的
简单的行星齿轮机构
复习：
1.什么是传动比？ 传动比＝主动轮转速 / 从动轮转速
2.传动比与转速有什么关系？
小齿轮主动时，
大齿轮主动时，
减速。i ＞1
增速。 i ＜1
自动变速器齿轮变速机构
四、换挡执行1.机多构片离合器
三元件必然与这两者以相同的转速、相同的方向 转动。
8）自由转动 若所有元件均不受约束，则行星齿轮机构失 去传动作用。此自种动变状速态器齿相轮当变速于机构空档。
单排行星齿轮机构的工作情况
状
档位
态
1
降速档
固定部件 齿圈
输入部件 太阳轮
输出部件 行星架
2
超速档
齿圈
行星架
太阳轮
3
降速档
太阳轮
齿圈
行星架
4
超速档
汽车自动变速器
齿轮变速机构
自动变速器齿轮变速机构
齿轮变速机构
• 简单的行星齿轮机构 • SIMPSON行星齿轮机构 • SIMPSON行星齿轮机构的
执行元件
自动变速器齿轮变速机构
知识回顾：
液力变矩器虽能在一定范围内自动地、无级改变 扭矩和转速比。
缺点：存在传动效率低的缺点，且变矩范围最
多只能达到２～４倍，难以满足汽车实际使用要求。
i13=1 +α
为前进降速档， 减速相对较大。
自动变速器齿轮变速机构
2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动
传动比为 ：
i31=1/(1 +α)
为前进超速档，增速相对较大。
自动变速器齿轮变速机构
3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动
传动比为：
i23 =1+1/α
为前进降速档，减速相对较小。
自动变速器齿轮变速机构
Байду номын сангаас
➢ 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，
由行星轮的受力平衡条 件
F1 F2， F3 ( F1 F2 ) 得：
➢ 将另一元件作为被动件与输出轴联结， 力矩：
M 1 F1 r1 M 2 F1 r1
M 3 ( 1)F1 r1
➢ 再将第三个根元据能量件守恒加定律，以三 约个元件束上输入制输出动功率 。这样整个行星齿
四、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)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。
➢ 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，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，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。
太阳轮
行星架
齿圈
5
倒档位
（降速）
6
倒档位
（超速）
7
直接档
行星架 行星架 没有
太阳轮 齿圈 任意两个
齿圈 太阳轮 第三元件
8
空档位
没有
不定
自动变速器齿轮变速机构
不定
旋转方向 相同方向 相同方向 相同方向 相同方向 相反方向 相反方向 同向同速 不转动
二、单行星 多排行星齿轮机构实物图
自动变速器齿轮变速机构
分别为n１、n２和n３ ，齿圈和太阳 轮的齿数比为α，则该行星齿轮的
一般运动规律的特性方程式为：
n１－αn２＋(α－1) n３＝0
它与单排行星轮机构有所不同，但 当其中一元件受约束，另外两个基 本元件一个主动，一个从动时，依 然可按照前述方法计算传动比和判 别旋转方向。
自动变速器齿轮变速机构
行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析
4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动
传动比为： i32=z2/(z1+z2)
= α/(1+ α)
为前进超速档，增速相对较小。
自动变速器齿轮变速机构
5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动
行星架固定，行星齿轮只能自转，太阳轮经行星齿轮 带动齿圈旋转输出动力。齿圈的旋转方向与太阳轮相反。 传动比为：
i12=z2/z1=- α
M 3 ( 1)F1 r1
根据能量守恒定律，三 个元件上输入输出功率
的代数和为 0，得： M 1n1 M 2n2 M 3n3 0 F1 r1n1 F1 rn2 ( 1)F1 r1n3 0 n1 n2 ( 1)n3 0
r1
r2
自动变速器齿轮变速机构
单排行星齿轮机构的传动原理
为倒档，减速档。
自动变速器齿轮变速机构
6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动
行星架固定，行星齿轮只能自转，齿圈经行星齿轮带动 太阳轮旋转输出动力。太阳轮的旋转方向与齿圈相反，传 动比为：
i21=-z1/z2 =-1/ α
为倒档，超速档。
自动变速器齿轮变速机构
7）直接传动 若三元件中的任两元件被连接在一起，则第
主从动齿轮等径， 等速。i =1
3.传动比与转矩是自什动么变速关器系齿？轮变速速度机构降低转矩增大
简单的行星齿轮机构
一、单行星排行星齿轮变速机
构
单排行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个带有两个和多个行 星齿轮的行星架和一个齿圈组成的。
1-太阳轮；2-齿圈；3-行星架；4-行星齿轮 自动变速器齿轮变速机构
的代数和为 0，得： M 1n1 M 2n2 M 3n3 0
轮机构即以一定的传动比传递动力。 F1 r1n1 F1 rn2 ( 1)F1 r1n3 0 n1 n2 ( 1)n3 0
自动变速器齿轮变速机构
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：
辛普森式行星齿轮机构示意图
1-前齿圈；2-前行星轮；3-前行星架和后齿圈组件 4-前后太阳轮组件；5-后行星轮；6-后行星架
自动变速器齿轮变速机构
行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析
三、双行星 单行星排齿轮变速机构
自动变速器齿轮变速机构
三、双行星 单行星排齿轮变速机构
设太阳轮、齿圈和行星架的转速