《行星齿轮变速器》多媒体教案.pptx

,项目二行星齿轮变速器,一、概述,1、作用由于液力变矩器的扭矩变化范围窄(13倍)，无法满足汽车行驶中各种复杂工况的需要。为此，在液力变矩器后面再串联齿轮变速机构来扩大扭矩变化范围（34倍），再将发动机的动力传递给传动轴。2、形式自动变速器中的齿轮变速机构所采用的变速齿轮有平行轴式齿轮机构和行星齿轮机构两种。,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。,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,太阳轮位于系统的中心，行星齿轮与它相啮合。最外侧是同行星齿轮相啮合的齿圈。通常有36个行星齿轮，它们为均匀或对称布置。各行星齿轮借助于滚针轴承(带有或不带有保持架)和行星齿轮轴安装在行星架上，两端有止推垫片。,2、单排行星齿轮机构的运动规律的特性方程n1n2（1）n30其中：n1太阳轮转速；n2齿圈转速；n3行星架转速；齿圈与太阳轮的齿数比。,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。,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+为前进降速挡，减速相对较大。,2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动,传动比为：i31=1/(1+)为前进超速挡，增速相对较大。,3）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动,传动比为：i23=1+z2/z1=1+1/为前进降速挡，减速相对较小。,4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动,传动比为：i32=z2/(z1+z2)=/(1+)为前进超速挡，增速相对较小。,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=-为倒挡减速挡。,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/为倒挡超速挡。,7）直接传动（直接档）若三元件中的任两元件被连接在一起，则第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（空挡）若所有元件均不受约束，则行星齿轮机构失去传动作用。此种状态相当于空挡。,4、行星齿轮机构在自动变速器上的应用,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。,新课小结1、行星轮机构的组成2、行星轮机构的工作情况,作业,行星齿轮机构的工作情况表,三、行星齿轮变速器的换挡执行机构,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。,（一）离合器,(1)作用自动变速器中的湿式多片离合器是用来连接输入轴或输出轴和某个基本元件，或将行星齿轮机构中某两个基本元件连接在一起实现转矩的传递。,点击播放,离合器片,离合器,(2)构造：一般为多片摩擦式，是液压控制的执行元件。基本组成:离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、离合器片（钢片、摩擦片）、花键毂摩擦片与旋转的花键毂的齿键连接，可轴向移动，为输入端，片上有钢基粉末冶金层或合成纤维层。从动钢片与转动鼓的内花键连接也可轴向移动，可输出扭矩。活塞为环状，另外活塞上有密封圈、回位弹簧。,(3)工作情况：离合器接合：当压力油经油道进入活塞左面的液压缸时，液压力克服弹簧力使活塞右移，将所有离合器片压紧。离合器分离：当控制阀将作用在离合器液压缸的油压力撤除后，离合器活塞在回位弹簧的作用下回复原位，并将缸内的变速器油从进油孔排出。离合器自由间隙：离合器处于分离状态时，离合器片之间有一定的轴向间隙，以保证钢片和摩擦片之间无轴向压力。,工作情况,（二）制动器,制动器的功用是固定行星齿轮机构中的基本元件，阻止其旋转。在自动变速器中常用的制动器有湿式多片式制动器和带式制动器两种。,（1）片式制动器,片式制动器：其结构与片式离合器相同。不同之处是制动器从动片的外缘花键齿与固定的变速器外壳连接，可轴向移动，以便接合时将主动件制动，使行星齿轮机构改组换挡。该种制动器接合的平顺性好，间隙无须调整，其缺点是轴向尺寸大。能通过增减摩擦片数来满足不同排量发动机的要求，故小轿车使用很多。,片式制动器工作过程,（2）带式制动器,它由制动带、油缸、活塞和调整件组成。外弹簧为活塞的回位弹簧。内弹簧为旋转鼓反作用力的缓冲弹簧，防止活塞振动。调整点多在带的支撑端，可在体外调整或拆下油底调整。拧动调整螺栓来调整（旋紧再松23圈），调好后再用锁紧螺母锁紧。优点：结构简单易于安装，带式制动器轴向尺寸小可缩短变速器的长度。缺点：使变速器壳体上产生局部的高应力区；制动带磨损后需要调整间隙；工作的平顺性差，控制油路中多配有缓冲阀。,点击播放,带式制动器,（三）单向离合器,作用：单方向固定行星齿轮机构中某个基本元件的转动。常见形式：滚柱斜槽式（液力变矩器常用）和楔块式（行星齿轮变速器常用）。,单向离合器,单向离合器工作原理,四、行星齿轮变速器的结构与工作原理,（一）行星齿轮变速器的结构由于单排行星齿轮机构不能满足汽车行驶中变速变矩的需要。为了增加传动比的数目，可以通过增加行星齿轮机构来实现。在自动变速器中，两排或多排行星齿轮机构组合在一起，用以满足汽车行驶需要的多种传动比。目前，常见的复合式行星齿轮机构有：辛普森式齿轮机构和拉维娜式行星齿轮机构。,多排行星齿轮机构一般布置形式,两排行星齿轮机构共用一个太阳轮辛普森式行星齿轮机构。有两个太阳轮，两排行星齿轮共用一个齿圈拉威娜式行星齿轮机构。有些附加一套单排行星齿轮机构实现超速挡。,1.辛普森行星齿轮系统,辛普森式行星齿轮机构由4个独立的元件组成：前齿圈、前后太阳轮组件、后行星架、前行星架和后齿圈组件。辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机构，它由两个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成，能提供三个前进挡和一个倒挡。前面可以加一排超速行星齿轮机构。,辛普森式行星齿轮机构结构形式,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,辛普森式行星齿轮机构啮合形式,选档杆的档位情况P：驻车档R：倒档N：空档D：前进档2：高速发动机制动档L：低速发动机制动档,.辛普森式3挡行星齿轮变速器换档执行元件,（1）结构特点,B0：超速挡制动器F0：超速挡单向离合器C0：超速挡离合器B1：挡滑行制动器F1：挡单向离合器C1：前进挡离合器B2：挡制动器F2：低挡单向离合器C2：高挡及倒挡离合器B3：低挡及倒挡制动器,D位1挡：C0、F0、C1、F2工作，变速器处于D位1挡。,（1）换挡手柄位于“D”位时,D位2挡：C0、F0、C1、B2、F1工作，变速器处于D位2挡。,D位3挡：C0、F0、C1、C2工作，变速器处于D位3挡。,D位4挡：B0、C1、C2工作，变速器处于D位4挡。,2位1挡：C0、F0、C1、F2工作，变速器处于2位1挡。,2位2挡：C0、F0、C1、B1、B2、F1工作，变速器处于2位2挡。,换挡手柄位于“L”位时变速器只能接通1挡。,4）换挡手柄位于“R”位时C0、F0、C2、B3工作，变速器处于倒挡。,（5）换挡手柄位于“N”或“P”位时,C0工作，C2、C1都不工作，变速器处于空挡或驻车挡。,结构特点：两行星排共用行星架和齿圈，小太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个双行星轮式行星排。四个独立元件：小太阳轮、大太阳轮、行星架和齿圈。,.拉维娜行星齿轮系统,拉维娜行星齿轮系统,拉维娜行星齿轮系统,各挡传递路线为：（1）D位1挡第一轴、小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、齿圈。（2）D位2挡第一轴、小太阳轮、