第3章_行星齿轮变速器结构与工作原理
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6）将行星架固定，以内齿圈为主动件，太阳轮 为从动件，i=﹣1/α。是3）的逆传动，可获增 速反向传动。
结论 1 外啮合齿轮传动方向相反，内啮合相同 2太阳轮固定：齿圈顺时针，则行星架顺时针 3齿圈固定：太阳轮顺时针，则行星架顺时针 4 行星架固定:太阳轮顺时针，齿圈逆时针 5任何两个元件固定连接，三个元件同速同方向
3.2.1 行星齿轮机构的组成
图3-5 单排行星齿轮机构 1-太阳轮；2-行星轮；3-齿圈；4-太阳轮输入轴；5-行星轮轴；6-行星架；7-行星架输出轴
行星齿轮机构的分类： 按行星架上所安装的行星齿轮的组数
不同，分为单行星排和双行星排； 按行星齿轮组数不同，分为单排行
星齿轮机构和多排行星齿轮机构。
，称为直接挡
表3-1 行星齿轮机构传动方案选配表
序 传动特性 方案 固定
号
主动
从动
应用
1 大减速比 (a)
齿圈
各种减速机，汽车变速器 太阳轮 行星架
等。
2 大增速比 (d)
齿圈 行星架 太阳轮
应用相对较小。
3 小减速比 (e) 太阳轮 齿圈 行星架 汽车自动变速器减速挡。
4 小增速比 (b) 太阳轮 行星架 齿圈 汽车自动变速器超速挡。
α=Z2/Z1 因 Z2>Z1,所以 α>1, 行星齿轮机构的一般运动规律可表达为：
n1—太阳轮转速；n2—齿圈转速； n3—行星架转速； α—齿圈与太阳轮的齿数比。
① 太阳轮为主动件，行星架为从动件 ，齿圈固定。
如图所示，特性方程中n2
＝0，因此有：
n1－(1+α ) n3＝0，
传动比：
ί= n1 / n3= 1 + α
传动比ί大于１且为正值，因 此同向降速。
④ 太阳轮为主动件，齿圈为从动
件，行星架固定
如图所示，特性方程中n
３ ＝0， 因此有：
n１ + α n２ ＝0
传动比：
ί = n１ / n２ ＝－α
因传动比为负值，所以反向 传力。
② 齿圈为主动件，行星架为从动件，太阳轮 固定
如图所示，特性方程中n１ ＝0，因此有：
1 传动比小于1且为正值，因此同
向增速。
⑤ 任意两元件互相连接
•
任意两元件互相连
接， 也就是说n１=n２或n ２=n３ ，则由运动特性方
程可知，第三个基本元件
的转速必与前两个基本元
件的转速相同，即行星排
按直接挡传动，传动比ί =1。
• 视频1
• 视频2
• 视频3
1）将内齿圈固定，以太阳轮为主动件，行星架为从动件， 传动比为1+α。即可获得减速传动，且α>2.
α n２－(1+α ) n３＝0
传动比：
ί = n ２ / n ３ = (1 + α ) ／α
传动比大于1且为正值，因此同 向降速。
③ 行星架为主动件，齿圈为从动件，太阳 轮固定
如图所示，特性方程中n１ ＝0， 因此有：
αn２ －(1+α )n３ ＝0
传动比：
ί = n３ / n２ ＝α／1+α＜
为了解决这一难题，采用行星齿轮机构，唯一的缺点是 增加了工装匹配难度。
3.1.3 齿轮的传动规律
渐开线齿轮传动的可分性：渐开线 齿轮的传动比不受实际中心距的影响。
迄今为止可分性是渐开线齿轮所独 有的特性，这对渐开线齿轮的加工、安 装和使用维护都是十分有利的。
3.2 行星齿轮机构的结构与传动原 理
传动比i >1 (较大)
约等1 >1 (较小) 无传动
<-1 无传动
1 1
3.2.5 行星齿轮传动的优缺点：
优点：
⑴体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。 ⑵传动效率高 ⑶传动比较大，可实现运动的合成与分解 ⑷运动平稳
缺点：
材料价格高、结构复杂、制造安装困难
3.3 行星齿轮变速器的换挡执行机 构的工作原理
2)将太阳轮固定，以行星架为主动件，内齿圈为从动件， i=α/(1+α).即可获得增速传动，0.5<i<1。
3)将行星架固定，以太阳轮为主动件，内齿圈为从动件， i=α，即可获得减速反向传动。
4）将内齿圈固定，以行星架为主动件，太阳轮为从动件， 可获得增速传动，i<0.5。
5）将太阳轮固定，以内齿圈为主动件，行星架 为从动件， i=1+（1/α)，是2）的逆传动，即 可获得减速传动， 0.5<i<1。
5 减速反向 (c) 行星架 太阳轮 齿圈 汽车自动变速器倒挡。
6 增速反向 (f) 行星架 齿圈 太阳轮
应用相对较小。
3.2.4 多排行星齿轮机构
图3-7 多排行星齿轮机构 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
表3-2 双排行星齿轮机构传动方案特性表
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
3.1 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
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
输出元件
固定元件
前行星架及后齿圈
件4
后行星架
件4
后齿圈
件6
后齿圈
件6Βιβλιοθήκη Baidu
前行星架及后齿圈 后行星架
缺点：制造、加工成本高
3.1.1 齿轮传动的组成
组成：主动齿轮与从动齿轮 齿轮传动要求准确平稳，即要求在传
动过程中，瞬时传动比保持不变，以免 产生冲击振动和噪声。
3.1.2 齿轮的速比与传动比
从公式可以获知，若想获得大的传动比，必须相互啮合 的齿轮所拥有的齿数相差较大，又由于相互啮合的齿轮模数 相同，所以，必然两个齿轮尺寸相关较大，这必然占据较大 的布置空间，给机械设计带来一定难度。
3.2.2 单排行星齿轮机构的运动规律
无任何元件固定，无固定传动比 固定某一元件，有固定传动比 固定两元件，三元件一同旋转
3.2.3 行星齿轮机构的变速原理
图3-6 单排行星齿轮机构各种传动方案
在单排行星齿轮机构中，行星轮只起中间轮作用， 因此单排行星齿轮机构的传动比取决于太阳轮齿数Z1和 内齿圈齿数Z2，与行星齿轮的齿数无关。 即内齿圈与太阳轮的齿数比为：
结论 1 外啮合齿轮传动方向相反，内啮合相同 2太阳轮固定：齿圈顺时针，则行星架顺时针 3齿圈固定：太阳轮顺时针，则行星架顺时针 4 行星架固定:太阳轮顺时针，齿圈逆时针 5任何两个元件固定连接，三个元件同速同方向
3.2.1 行星齿轮机构的组成
图3-5 单排行星齿轮机构 1-太阳轮；2-行星轮；3-齿圈；4-太阳轮输入轴；5-行星轮轴；6-行星架；7-行星架输出轴
行星齿轮机构的分类： 按行星架上所安装的行星齿轮的组数
不同，分为单行星排和双行星排； 按行星齿轮组数不同，分为单排行
星齿轮机构和多排行星齿轮机构。
，称为直接挡
表3-1 行星齿轮机构传动方案选配表
序 传动特性 方案 固定
号
主动
从动
应用
1 大减速比 (a)
齿圈
各种减速机，汽车变速器 太阳轮 行星架
等。
2 大增速比 (d)
齿圈 行星架 太阳轮
应用相对较小。
3 小减速比 (e) 太阳轮 齿圈 行星架 汽车自动变速器减速挡。
4 小增速比 (b) 太阳轮 行星架 齿圈 汽车自动变速器超速挡。
α=Z2/Z1 因 Z2>Z1,所以 α>1, 行星齿轮机构的一般运动规律可表达为：
n1—太阳轮转速；n2—齿圈转速； n3—行星架转速； α—齿圈与太阳轮的齿数比。
① 太阳轮为主动件，行星架为从动件 ，齿圈固定。
如图所示，特性方程中n2
＝0，因此有：
n1－(1+α ) n3＝0，
传动比：
ί= n1 / n3= 1 + α
传动比ί大于１且为正值，因 此同向降速。
④ 太阳轮为主动件，齿圈为从动
件，行星架固定
如图所示，特性方程中n
３ ＝0， 因此有：
n１ + α n２ ＝0
传动比：
ί = n１ / n２ ＝－α
因传动比为负值，所以反向 传力。
② 齿圈为主动件，行星架为从动件，太阳轮 固定
如图所示，特性方程中n１ ＝0，因此有：
1 传动比小于1且为正值，因此同
向增速。
⑤ 任意两元件互相连接
•
任意两元件互相连
接， 也就是说n１=n２或n ２=n３ ，则由运动特性方
程可知，第三个基本元件
的转速必与前两个基本元
件的转速相同，即行星排
按直接挡传动，传动比ί =1。
• 视频1
• 视频2
• 视频3
1）将内齿圈固定，以太阳轮为主动件，行星架为从动件， 传动比为1+α。即可获得减速传动，且α>2.
α n２－(1+α ) n３＝0
传动比：
ί = n ２ / n ３ = (1 + α ) ／α
传动比大于1且为正值，因此同 向降速。
③ 行星架为主动件，齿圈为从动件，太阳 轮固定
如图所示，特性方程中n１ ＝0， 因此有：
αn２ －(1+α )n３ ＝0
传动比：
ί = n３ / n２ ＝α／1+α＜
为了解决这一难题，采用行星齿轮机构，唯一的缺点是 增加了工装匹配难度。
3.1.3 齿轮的传动规律
渐开线齿轮传动的可分性：渐开线 齿轮的传动比不受实际中心距的影响。
迄今为止可分性是渐开线齿轮所独 有的特性，这对渐开线齿轮的加工、安 装和使用维护都是十分有利的。
3.2 行星齿轮机构的结构与传动原 理
传动比i >1 (较大)
约等1 >1 (较小) 无传动
<-1 无传动
1 1
3.2.5 行星齿轮传动的优缺点：
优点：
⑴体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。 ⑵传动效率高 ⑶传动比较大，可实现运动的合成与分解 ⑷运动平稳
缺点：
材料价格高、结构复杂、制造安装困难
3.3 行星齿轮变速器的换挡执行机 构的工作原理
2)将太阳轮固定，以行星架为主动件，内齿圈为从动件， i=α/(1+α).即可获得增速传动，0.5<i<1。
3)将行星架固定，以太阳轮为主动件，内齿圈为从动件， i=α，即可获得减速反向传动。
4）将内齿圈固定，以行星架为主动件，太阳轮为从动件， 可获得增速传动，i<0.5。
5）将太阳轮固定，以内齿圈为主动件，行星架 为从动件， i=1+（1/α)，是2）的逆传动，即 可获得减速传动， 0.5<i<1。
5 减速反向 (c) 行星架 太阳轮 齿圈 汽车自动变速器倒挡。
6 增速反向 (f) 行星架 齿圈 太阳轮
应用相对较小。
3.2.4 多排行星齿轮机构
图3-7 多排行星齿轮机构 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
表3-2 双排行星齿轮机构传动方案特性表
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
3.1 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
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
输出元件
固定元件
前行星架及后齿圈
件4
后行星架
件4
后齿圈
件6
后齿圈
件6Βιβλιοθήκη Baidu
前行星架及后齿圈 后行星架
缺点：制造、加工成本高
3.1.1 齿轮传动的组成
组成：主动齿轮与从动齿轮 齿轮传动要求准确平稳，即要求在传
动过程中，瞬时传动比保持不变，以免 产生冲击振动和噪声。
3.1.2 齿轮的速比与传动比
从公式可以获知，若想获得大的传动比，必须相互啮合 的齿轮所拥有的齿数相差较大，又由于相互啮合的齿轮模数 相同，所以，必然两个齿轮尺寸相关较大，这必然占据较大 的布置空间，给机械设计带来一定难度。
3.2.2 单排行星齿轮机构的运动规律
无任何元件固定，无固定传动比 固定某一元件，有固定传动比 固定两元件，三元件一同旋转
3.2.3 行星齿轮机构的变速原理
图3-6 单排行星齿轮机构各种传动方案
在单排行星齿轮机构中，行星轮只起中间轮作用， 因此单排行星齿轮机构的传动比取决于太阳轮齿数Z1和 内齿圈齿数Z2，与行星齿轮的齿数无关。 即内齿圈与太阳轮的齿数比为：