辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理

图3-44c D1档行星齿轮变速装置转矩传动仿真图
辛普森行星齿轮变速装置 结构与工作原理
1）D1档转矩传动分析
•
从表3-3可知，D1档时C0、C1、F0、F2工作。其具体传动情况如图3-44所
示。当C0
• 与F0工作后，可把超速行星排内的行星架与太阳轮连成一体，整个行星排成
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A43D自动变速器行星齿轮变速装置总体结构
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辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）结构简图表示方法
B0 C0
F0
B1
B2
C2
C1
F1
B3 F2
图3-40辛普森式三行星排自动变N速器行星齿轮变速装置结构简图
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B0 C0
F0
B1
B2
C2
C1
F1
B3 F2
R
图3-42b倒档时行星齿轮变速装置传动结构简图
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图3-42c倒档时行星齿轮变速装置传动仿真图
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1）R档转矩传动分析
从表3-3中可知，R档时C0、C2、F0、B3工作。如图3-42所示， C0与F0工作后，使超速行星排太阳轮与行星架相连，齿圈不连自连， 超速行星排变为一个刚体，其传动比为1。又因C2离合器工作，把共 用太阳轮与超速行星排的齿圈相连，所以二、三行星排的太阳轮便在 超速行星排齿圈带动下顺时针旋转，而此时第二排行星架被B3制动， 所以在共用太阳轮主动顺时针旋转时，其轮齿必给第二排行星轮一个 作用力，二排行星轮必在行星架上逆时针自转（两齿轮外啮合），二 排行星轮逆时针自转时，必给二排齿圈轮齿一个作用力，二排齿圈必 逆时针旋转（两齿轮内啮合）而输出倒档。
• 输入与输出减速反向。第二行星排的传动比即为此变速器的R档传 动比。
• ④此时第三行星排行星架与第二行星排齿圈相连，即2n2=3n3；第三 行星排与第二行星排共用一个太阳轮，即3n1=2n1=1n2。
• 过S3向右水平画出矢量辛普3n森1（行3星n1齿=2轮n变1=速1n装2）置。过C3点向左水平画出矢 量3n （3n =2n ），连结接构矢与量工3作n原与理3n 端点，其延长线与过R 的水平
（2）D1档传动分析、转矩传动路线和传动比计算
图3-44a D位辛D普1档森齿轮行变星速齿装置轮转变矩速传装动示置意图（C0、C1、F0、F2工作） 结构与工作原理
B0 C0
F0
B1
B2
C2
C1
F1
B3 F2
1 图3-44b D1档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图
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3）R档传动比计算
①用运动方程计算R档传动比
从图3-43的传动过程可知，在R档时动力是直接由第二排传出，用第二行 星排运动方程计算传动比即可。第二行星排运动方程为 n1+a.n2－(1+a)n3=0 上式中，n1、n2、n3分别为第二排太阳轮、齿圈和行星架转速。
a= Z2齿圈齿数/Z1太阳轮齿数＞1。
R n R 辛结普构森与2行工星作齿原2轮理变2 速装置 1
n1 2
R3
2）用矢量图法计算R档传动比和传动方向
• ①R档时第一行星排运动矢量图如图3-43中第1排矢量图所示。 1n3=1n2=1n1
• ②R档时第二行星排运动矢量图如图3-43中第2排矢量图所示。因离合 器C2工作，把共用太阳轮与第一行星排的齿圈连成一体，因此 1n2=2n1。
在第三排，共用太阳轮主动顺时针旋转，而行星架被动逆时针旋转 （两齿轮外啮合），但因太阳轮转速高于行星架的转速，所以行星轮 高转速逆时针旋转，使第三排齿圈也高转速空转，但对第二排输出不 干涉。
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2）R档（倒档）转矩传动路线：
超速行星排行星架→超速行星排行星轮→超速行星排齿圈→中间轴 →C2→共用太阳轮→前行星排行星轮→前行星排齿圈（后行星架）→ 输出轴。
将n3=0代入上式中，得: n1+a.n2 =0 n1=-a·n2 n1/n2=-a＞1
即主动轴转数大于输出轴转速，是减速传动，式中的“－”号表示主被动旋 转方向相反。
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②用矢量图计算倒档传动比和传动方向
RR n1 2 11 11
αα CC n 1 1 3 1
1
表3-3三行星排辛普森式行星齿轮变速装置换档执行元件工 作表
档位 档位
离合器
制动器
单向离合器
C0
C1
C2
B0
B1
B2
B3
F0 F1
F2
P 驻车 ⊙
⊙
R 倒档 ⊙
⊙
⊙⊙
N 空档 ⊙
D
1
⊙⊙
⊙
⊙
2
⊙⊙
⊙
⊙
3
⊙
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⊙
⊙
⊙
O/D
⊙⊙⊙
⊙
2或S 1
⊙⊙
⊙
2
⊙⊙
⊙⊙
⊙⊙
3
⊙⊙⊙
⊙
⊙
L
1
⊙⊙
⊙⊙
2
⊙⊙
⊙⊙
辛普森行星齿轮变速装置
• 此时第二行星排行星架被制动器B3制动， 2n3=0。过S2向右水平画出 2n1（2n1=1n2）。连接2n1端点与C2点线段的延长线与过R2水平线相交 所确定的矢量线2n2即为倒档输出的转速和方向。
• ③根据相似三角形，2n1/-2n2=α2。2n1/2n2=-α2。即R档传动比 i=2n1/2n2=-α2
结构与工作原理
⊙⊙
2.辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）传动分析、转 矩传动路线和传动比计算 （1）R档（倒档）传动分析、转矩传动路线和传动比计算 倒档时C0、C2、F0工作，同时制动器B3也工作。
图3-42a倒档时行辛星普齿森轮变行速星装齿置传轮动变分速析装简图置（C0、C2、F0、B3工作） 结构与工作原理
S1S1 n1 1
R R R n n3
2 2
2
112
2
3
1
C C2 2
n n 3 2 3 2
C n3 3
3
R3 1 C3
α α2 2
α α 3
3
SS n n n 2 2 2 21 13 1
S S n 3
3
31
n2 1
第1排矢量图
第2排矢量图
第3排矢量图
图3—43 倒档时行星齿轮机构运动矢量图
R3
n3 2
项目（四）辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理
1.辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）结构与表示方法
A43D自动变速器行星齿轮变速装置总体结构如下图所示。 第一排亦称超速行星排。输入轴与超速行星排的行星架相连， 超速行星排的齿圈与中间轴相连，中间轴通过离合器C1或C2 与二、三行星排相连。二、三行星排共用一个太阳轮（或不 共用一个太阳轮），二行星排的齿圈与三行星排的行星架相 连并与输出轴相连。