拉维娜式自动变速器

1、拉维娜式行星齿轮机构的受力分析拉维娜式行星齿轮机构的受力分析现代汽车自动变速器上现代汽车自动变速器上使用的行星齿轮机构，还使用的行星齿轮机构，还有一种有一种双排行星齿轮机双排行星齿轮机构构双排行星齿轮机构在双排行星齿轮机构在小太阳轮和齿圈之间有两小太阳轮和齿圈之间有两组互相啮合的行星齿轮，组互相啮合的行星齿轮，其中有长行星轮和大太阳其中有长行星轮和大太阳轮和齿圈啮合，短行星齿轮和齿圈啮合，短行星齿轮和小太阳轮和长行星轮轮和小太阳轮和长行星轮啮合啮合拉维娜式行星拉维娜式行星齿轮机构齿轮机构如图所示如图所示2设小太阳轮设小太阳轮1 1的半径为的半径为r1,r1,齿齿圈的半径为圈的半径为r2,r2,

2、短行星轮的半径短行星轮的半径为为rd;rd;长行星轮的半径为长行星轮的半径为rc;rc;齿圈齿圈的半径为的半径为r2.r2. 1 1、 以短行星轮为研究对象，则以短行星轮为研究对象，则有：有：作用在太阳轮作用在太阳轮1 1上的力矩为：上的力矩为： r r1 1作用在长行星轮上的力矩为作用在长行星轮上的力矩为: : F Fx x（2r2rd d+r+r1 1) )作用在行星架上的力矩为作用在行星架上的力矩为: : Fa(r Fa(r1 1+ r+ rd d) )假设小太阳轮顺时针旋转假设小太阳轮顺时针旋转, ,则短行星轮逆时针旋转则短行星轮逆时针旋转, ,长行星长行星轮顺时针旋转轮顺时针旋转,

3、,齿圈顺时针旋转齿圈顺时针旋转. .右图所示右图所示. .图上标出了两行星轮图上标出了两行星轮的受力情况的受力情况. .拉维娜式行星齿轮机构的受力分析拉维娜式行星齿轮机构的受力分析、 以长行星轮为研究对象，则以长行星轮为研究对象，则有：有：作用在短行星轮作用在短行星轮1上的力矩为：上的力矩为： r1 1作用在长行星轮上的力矩为作用在长行星轮上的力矩为: Fx x（2 rd d+r1 1)作用在行星架上的力矩为作用在行星架上的力矩为: Fa(r1 1+ rd d)拉维娜式行星齿轮机构的受力分析拉维娜式行星齿轮机构的受力分析 设齿圈的齿数与太阳轮的齿数设齿圈的齿数与太阳轮的齿数之比为：之比为：12

4、12/rr1222rbar2/ )(12rrba 由受力平衡条件可得：由受力平衡条件可得：21FFFXbXaFFFFF21222拉维娜式行星齿轮机构的受力分析拉维娜式行星齿轮机构的受力分析 太阳轮力矩太阳轮力矩M M1 1、齿圈、齿圈力矩力矩M M2 2、行星架力矩、行星架力矩M M3 3分别分别为：为：)2()()22(11312222111rcrrFrrFMrcrrFrFMrFMdbdad拉维娜式行星齿轮机构的受力分析拉维娜式行星齿轮机构的受力分析 根据能量守恒定律，太阳轮、根据能量守恒定律，太阳轮、齿圈和行星架上的输入与输出功齿圈和行星架上的输入与输出功率的代数和应等于零。即率的代数和应

5、等于零。即0MM321M0n) 1(nn0n)r2rr (2F)rr (2FnrFnrF0n)r2rr (F)rr (FnrFnrF3213cd111d12221113cd1b1da2221110n)1 (nn321 因此有拉维娜式行星齿轮机构的运动特性方程为：因此有拉维娜式行星齿轮机构的运动特性方程为：设小太阳轮、齿圈、行星架的转设小太阳轮、齿圈、行星架的转速分别为：速分别为：n1、n2、n3 ，则有：，则有：一、结构特点一、结构特点F一个单行星轮行星排，一个双行星轮行星排组成一个单行星轮行星排，一个双行星轮行星排组成.F长行星轮共用，齿圈共用，行星架共用。长行星轮共用，齿圈共用，行星架共用

6、。二、运动方程二、运动方程F前排：前排：F后排：后排：三、优点：三、优点： 尺寸小，传动比范围大，两排可以实现四档。尺寸小，传动比范围大，两排可以实现四档。0)1 (321nnn0)1 (321nnn四、四、拉维娜式行星齿轮机构拉维娜式行星齿轮机构变速器原理变速器原理o结构原理图结构原理图涡轮轴涡轮轴泵轮轴泵轮轴拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析一、一、D1档档 1.传动路线：涡轮传动路线：涡轮输入轴输入轴 离合器离合器K1 小太阳轮小太阳轮 短行星轮短行星轮长行星轮，此时长行星轮，此时F0作用限制行星轮架逆转作用限制行星轮架逆转齿圈齿圈输出齿输出齿轮。轮。拉维娜式各档的传动分析拉维

7、娜式各档的传动分析 2. 传动比传动比 行星架固定（行星架固定（F0 作用使其没作用使其没 有逆转而被固定），只有后排工作。有逆转而被固定），只有后排工作。 式中式中03n00)1 (3321nnnn21nni12拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析 二、二、D2档档 1. 1. 传动路线：输入轴传动路线：输入轴离合器离合器K1 K1 小太阳轮小太阳轮短行星轮短行星轮长长行星轮，此时行星轮，此时B B2 2工作大太阳轮制动。动力从齿圈工作大太阳轮制动。动力从齿圈输出齿轮。输出齿轮。 拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析 2. 传动比传动比 大太阳轮固定大太阳轮固定 01n0)1

8、 (0)1 (323211nnnnnn121nni拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析1、传动路线：、传动路线： 涡轮轴涡轮轴离合器离合器K1 小太阳轮顺转小太阳轮顺转短、长行星轮短、长行星轮 泵轮轴泵轮轴离合器离合器K3 行星架顺转行星架顺转长行星轮长行星轮齿圈顺转齿圈顺转 输出齿轮。输出齿轮。三、三、D3档档 拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析 2.传动比传动比 K1K3同时工作，使得两太阳轮成一体，同时工作，使得两太阳轮成一体，长短行星轮成一体，因此两排成一体。长短行星轮成一体，因此两排成一体。 1i拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析四、四、D4档档 1、传动

9、路线：泵轮轴、传动路线：泵轮轴离合器离合器K3 行星架行星架 长行星轮，由长行星轮，由于于B2工作，使得大太阳轮固定，动力从齿圈工作，使得大太阳轮固定，动力从齿圈输出齿轮。输出齿轮。拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析 2、传动比、传动比 B2作用，则有作用，则有 又又 01n22nn 33nn 0)1 (321nnn132nni拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析五五、2位位2位一档与位一档与D1档的传动比相同，前者有发动机制动档的传动比相同，前者有发动机制动（B1作用），而后者没有发动机制动。作用），而后者没有发动机制动。 传动比传动比拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析六、六、L 档档 1.传动路线：涡轮轴传动路线：涡轮轴离合器离合器K1 小太阳轮小太阳轮短短行星轮行星轮长行星轮，此时制动长行星轮，此时制动B1工作，制动行星工作，制动行星架架齿圈齿圈输出齿轮。输出齿轮。拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析 2. 传动比传动比 L位一档与位一档与D1档的传动比相同，前者有发动机制动档的传动比相同，前者有发动机制动（B1作用），而后者没有发动机制动。作用），而后者没有发动机制动。 传动比传动比21nni拉维娜式各档的传动分析拉维娜式各档的传动分析 六、六、R档档 1. 传动路线：涡轮轴传动路线：涡轮轴