行星齿轮机构

• 前排行星齿轮 ： • i2=(1+a)/a
– 齿圈顺转-行星齿轮顺转-行星架顺转-太阳轮固 定 （被B2、F1锁住） – 太阳轮固定-行星架顺转-行星齿轮顺转-齿圈顺 转处于空载运行
• 反拖时：输出轴转速＞后内齿圈转速
– 传力过程：输出轴顺转－后行星架顺转－行星齿轮逆 转－太阳轮顺转（此时F1不起作用）－前齿圈顺转－ 带动前行星架顺转（F2不起作用，前行星排相当于轴 承）－反拖力无法传倒输入轴。
• 反拖时：输出轴转速＞后内齿圈转速=太阳轮转
速
– 传力过程：输出轴顺转－后行星架顺转－后内齿圈顺 转－太阳轮顺转－反拖力传倒输入轴
• D-3档发动机制动
超速档
• C1、C2、B0、B2工作
– 传力过程：1 －15 －3－2 －5 －C1 － C2 －10
• B0制动，超速太阳轮4被固定，架15主动，圈2从
• C0的作用
TOYOTA A340E自动变速器结构简图
丰田A340自动变速器执行元件功能
空档
• B0、F0、C1、C2、B1、B2、B3、F1、F2不工作，动
力无法传递。（5与6不通，5与9不通）
D-1档
• C0、F0、C1、F2工作 • 传力过程：5－C1－6－8－11－ 9－13－7－ •
单向阀

单向阀
带式制动器B
• （1）带式制动器组成：
– 制动鼓：它与行星齿轮的某一元件相连接。 – 制动带：围在转鼓的外圆上，它的外表面是钢带， 内表面有摩擦材料，制动带的一端用锁销固定在自 动变速器壳体上，另一端与液压油缸的推杆相接触。 – 油缸：它固定在自动变速器壳体上，其内部有活塞
• （2）带式制动器的
向相反。
– nJ =0， nT +anQ= 0 – i=（ nT ／nQ ）= -a = - ZQ／ZT
行星齿轮传动方案
• 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。
– nJ =0， nT +anQ= 0 – i=（ nQ ／ nT ）= -1／a = - ZT ／ ZQ
• 1.齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动
• 为前进降速档，此种组合为降速传动，通常传
动比一般为2.5～5，转向相同。
– nQ=0， nT = （1+a）nJ – i=nT/nJ= 1+ a =（ ZT +ZQ）／ZT＞1
行星齿轮传动方案
• 2. 齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动 • 此种组合为升速传动，传动比一般为0.2～0.4，
• 优点：
– 齿轮种类少、加工量少、工艺性好、成本低； – 以齿圈输入输出，强度高，传递功率大； – 组成的元件转速低，换档平稳；
五元件SIMPSON三档变速器的缺点
• 缺点：
– 由2档换到3档时，释放制动器B1与接合离合器C2的 交换应及时，否则C2接合过早，使各元件间产生运 动干涉；B1释放太快，则使发动机出现空转、轰响， 且使换档冲击增加。
超速行星排
• 结构特点：
– 齿圈输出 – 两种输入方式，实现直接档和超速档
• F0的作用
– 防止太阳轮比行星架转速快（4 档降3 档）， 或者说，行星架不动时，太阳轮只能反转，使 太阳轮和行星架一起转动（和C0一起作用）； – 当从3档升4档时，防止超速行星排C0分离后， B0还没有制动时，动力流中断，避免换挡冲击。 – 反拖时，输出轴带动齿圈顺转，行星轮顺转， 此时F0失去锁止作用，太阳轮反转，输出轴的 动力不能传到输入轴，不能实现发动机制动。
片式制动器B
• 工作原理
– 当需要制动行星架时， 控制油压进入活塞油缸， 推动活塞压缩回位弹簧， 将摩擦片、钢片压紧， 由于钢片与自动变速器 壳体相连接，所以行星 架制动不转。 – 制动器不起作用时，控 制油液排出油缸，由于 回位弹簧的作用，活塞 回到原来位置
辛普森式行星齿轮变速机构
• 基本特点：将两个行星排中一个行星排的齿圈与
行星齿轮工作原理
• 单排行星轮机构运动
规律的特性方程为
– nT+anQ-（1+a） nJ=0 • nT — 太阳轮转速 • nQ — 齿圈转速 • nJ — 行星架转速 • a =ZQ/ZT
• 太阳轮、行星架、齿
圈三者齿数关系
– 行星架齿数=齿圈齿
– ZQ —齿圈齿数 – ZT —太阳轮齿数
行星齿轮传动方案
• 前排行星齿轮 ：
– 太阳轮逆转-行星架被Fw锁住-行星齿轮顺转-齿圈顺 转
2档时各元件旋向及动力传递
• 后排行星齿轮：
– 齿圈顺转-行星齿轮顺转-行星架顺转-太阳轮固定被B1 锁住
• 前排行星齿轮 ：
– 齿圈顺转-太阳轮固定-行星架顺转-行星齿轮顺转，空 载运行
3档时各元件旋向及动力传递
• 后排行星齿轮：
7
8
没有
没有
任意两个
不定
第三元件
不定
同向同速
不转动
变速执行机构
• 单向离合器 • 换档离合器 • 制动器
多片式离合器C
• 离合器的组成
– 卡环：它安装在输入轴转 鼓的卡环槽内，限制活塞 的行程。 – 输出转鼓：其中心有齿形 花键与输出轴相连，边缘 有键槽。 – 钢片：是光板，外缘有矩 形花键与输入轴转鼓内键 槽相连。 – 摩擦片：内圆有花键，与 行星齿轮某一元件相连接， 其表面有铜基粉末冶金层 或合成纤维层，以增大摩 擦力。钢片与摩擦片相间 排列，可轴向移动。
• D-2档无发动机制动
D－3档（直接档）：
• C0、F0、C1、C2、B2工作
– 传力过程：5－C1－6－8 – C2－9 － － 11－12－10
• 8与9同向同速度旋转，后行星排成为一个整体。
• 后排行星齿轮：
• 前排行星齿轮 ： • i3=1
– 齿圈顺转-行星齿轮不转-行星架顺转-太阳轮顺 转（B2制 动、F1起单向作用） – 太阳轮顺转-行星架顺转-行星齿轮不转-齿圈顺 转
• L-1档有发动机制动
倒档
• C0、F0、C2、B3工作
– 传力过程： 5 －C2 －9 －13－7 －12 －10
• B3制动使行星架14固定，此时后排行星齿轮机构
处于空载状态。
பைடு நூலகம்
• 后排行星齿轮
– 太阳轮顺转 – 行星架逆转 行星齿轮逆转 齿圈逆转
• 前排行星齿轮
– 太阳轮顺转 行星架固定 – 行星齿轮逆转 齿圈逆转
– 传力过程：输出轴顺转－后行星架顺转、前齿圈顺转 －前行星齿轮顺转－前行星架顺转－ 太阳轮固定（B1 作用） －后行星齿轮顺转－后齿圈顺转－反拖力传倒 输入轴。
• 2-2档有发动机制动
L－1档
• C0、F0、C1、B3、F2工作
– 传力过程：5 －C1 －6 －8 －11 － 9 －13 －7 － 10
•
另一个行星排的行星架连结； 具体结构：共太阳轮式、独立太阳轮式。
• 共太阳轮式辛普森齿系
– 共太阳轮式辛普森齿系可实现3个前进速比，若利 用共太阳轮式辛普森齿系实现4个前进速比，须增 加一个所谓的超速行星排，称为3排4速辛普森齿系。 – TOYOTA A340E自动变速器齿轮机构由共太阳轮式 辛普森齿系和超速行星排组成。
自动变速器行星齿轮机构
行星齿轮机构
• 行星齿轮机构的组成 • 行星齿轮工作原理 • 辛普森式行星齿轮变速机构 • 拉威娜式齿轮变速机构
行星齿轮机构的组成
• 它由太阳轮（中心轮）、行星齿轮、行星齿轮架
•
（简称行星架）、齿圈等组成。 行星齿轮为轴转式齿轮系统，与定轴式齿轮系统 一样，也可以变速、变矩。
五元件SIMPSON三档变速器
• 结构特点：
– 两排行星 轮结构参 数相同 – 后行星排 的齿圈与 前行星排 的行星架 连结 – 两个输入 点
各档工作元件
档位 1 2 3 C1 ○ ○ ○ ○ ○ C2 B1 B2 FW ○
R
○
○
1档时各元件旋向及动力传递
• 后排行星齿轮：
– 齿圈顺转-行星齿轮顺转-行星架顺转-太阳轮逆转
• B3制动，前行星架14固定
• 后排行星齿轮：
– 齿圈顺转 行星齿轮顺转 – 行星架顺转 太阳轮逆转
• 前排行星齿轮 ：
– 太阳轮逆转 行星架固定 – 行星齿轮顺转 齿圈顺转
• 反拖时：输出轴转速＞后内齿圈转速
– 传力过程：输出轴顺转－后行星架顺转、前齿圈顺转 －前行星架固定（B3作用） －前行星齿轮顺转－太阳 轮逆转－后行星齿轮顺转－后齿圈顺转－反拖力传倒 输入轴。
– 齿圈顺转-行星齿轮不转-行星架顺转-太阳轮顺转
• 前排行星齿轮 ：
– 齿圈顺转-行星齿轮不转-行星架顺转-太阳轮顺转
R档时各元件旋向及动力传递
• 后排行星齿轮 ：
– 太阳轮顺转-行星齿轮逆转-行星架逆转-齿圈逆转
• 前排行星齿轮：
– 太阳轮顺转-行星架固定-行星齿轮逆转-齿圈逆转
五元件SIMPSON三档变速器的优点
• 工作原理
– 当离合器结合时，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。 – 当需要离合器分离时，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。

单向阀

转向相同。
– nQ=0， nT =（1+a）nJ – i=nJ／nT = 1／（1+a）＜1
行星齿轮传动方案
• 3. 太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动 • 此种组合为降速传动，传动比一般为1.25～1.67，
转向相同。
– nT =0， anQ= （1+a）nJ – i=（ nQ ／ nJ）= （1+ a）／ a ＞1