行星齿轮式自动变速器课件讲义.

1、 行星齿轮组成与传动原理 行星机构控制部件 辛普森式动力传递 拉威挪式动力传递 腹黑小说 （一）（一） 组成：组成：主要由齿圈、行星齿轮、主要由齿圈、行星齿轮、 行星架及太阳轮等。行星架及太阳轮等。太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星轮行星轮 行星架行星架2、通过不同的限制组合，可得到不同的传动比。、通过不同的限制组合，可得到不同的传动比。（二）结构特点二）结构特点*太阳轮固定动画演示太阳轮固定动画演示*齿圈固定动画演示齿圈固定动画演示*行星架（系杆）固定动画演示行星架（系杆）固定动画演示1、行星齿轮，它既可自转，又可随行星架绕太阳轮旋转。、行星齿轮，它既可自转，又可随行星架绕太阳轮旋转。太阳轮太阳轮齿圈

2、齿圈行星轮行星轮 行星架行星架齿圈行星架太阳轮行星齿锁定内齿圈后，可以有两种传动方式：一是以太阳齿轮为主动、行星齿轮架为从动。（图5-2a）二是以行星齿轮架为主动、太阳齿轮为从动。（图5-2b）行星轮系外圈固定.exe 锁定太阳齿轮后，也可以有两种传动方式：一是以内齿圈为主动、行星齿轮架为从动（图5-3a）：二是以行星齿轮架为主动、内齿圈为从动（图5-3b）。锁定行星齿轮架后，同样可以有两种传动方式：一是以太阳齿轮为主动、内齿圈为从动（图5-4a）；二是以内齿圈为主动、太阳齿轮为从动（如图5-4b）。 经推理可得单排行星齿经推理可得单排行星齿轮机构一般运动规律的特性轮机构一般运动规律的特性方程

3、为：方程为：n1+n2 -（1+）n3=0 Z2 = Z1 太阳轮、齿圈、行星架三个元件中，任意固太阳轮、齿圈、行星架三个元件中，任意固定（或约束）一个元件，便可得到一个档位。定（或约束）一个元件，便可得到一个档位。1.太阳轮为主动，行星架为从动，齿圈被固定时太阳轮为主动，行星架为从动，齿圈被固定时i13= n1/ n3= 1+=1+Z2/ Z1 (减速同向）减速同向）行星轮行星轮 太阳轮太阳轮齿圈齿圈 行星架行星架 行星架行星架F3r3F2F1r1r2*说明：说明：F1、F2、F3分别表示分别表示4 4）行星齿轮机构的工作原理）行星齿轮机构的工作原理设设: : n n1 1 太阳轮转速太阳轮

4、转速 n n2 2 齿圈转速齿圈转速 n n3 3 行星架转速行星架转速 2.齿圈为主动，行星架为从动，太阳轮被固定时齿圈为主动，行星架为从动，太阳轮被固定时i23= n2/ n3=（ 1+）/ =1+Z1/ Z2 (减速同向减速同向)3.太阳轮为主动，齿圈为从太阳轮为主动，齿圈为从 动，行星架被固定时动，行星架被固定时i12= n1/ n2= = Z2/ Z1 (降速反向降速反向; 倒档倒档） 4.若若n1 = n2 时时三个元件中任意两个连在一起转动，则第三个元件中任意两个连在一起转动，则第三个元件必与前二者转速相等三个元件必与前二者转速相等（直接档）。（直接档）。 5.如所有元件都不受约

5、束，即都可自由转动如所有元件都不受约束，即都可自由转动 则：则： n1 = n2 = n3则：不能传递动力则：不能传递动力（空档）。（空档）。1234二、三行星排四档行星齿轮变速器工作原理二、三行星排四档行星齿轮变速器工作原理一）一）.辛普森行星齿轮变速器结构特点辛普森行星齿轮变速器结构特点（1 1）四档行星齿轮变速机构；）四档行星齿轮变速机构；（2 2）单排行星齿轮变速机构）单排行星齿轮变速机构超速档行星齿轮变速机构超速档行星齿轮变速机构；（3 3）双排行星齿轮变速机构）双排行星齿轮变速机构由共用一个太阳轮的前后由共用一个太阳轮的前后 两排行星齿轮组合而成。两排行星齿轮组合而成。 输入轴输入

6、轴 + + 超速变速机构超速变速机构（单排行星齿轮）（单排行星齿轮）+ + 三档位变速机构三档位变速机构（双排行星齿轮）（双排行星齿轮）+ + 输出轴输出轴1）辛普森行星齿轮变速器超速变速机构）辛普森行星齿轮变速器超速变速机构输入轴输入轴离合器离合器C0太阳轮太阳轮单向离合器单向离合器F0 行星架和行星齿轮行星架和行星齿轮齿圈齿圈 制动器制动器B0B0C0F0超速行星排超速行星排输入轴太阳轮输出轴2）辛普森行星齿轮变速器三档变速机构）辛普森行星齿轮变速器三档变速机构前传动轴前传动轴 离合器离合器C1离合器离合器C2制动器制动器B1制动器制动器B3制动器制动器B2单向离合器单向离合器F1单向离合

7、器单向离合器F2前行星排前行星排后行星排后行星排输出轴输出轴后传动轴后传动轴C1C2B1B2F1B3F2输入轴与超速排行星架连接，超速行星排齿圈则与前传动轴连接输入轴与超速排行星架连接，超速行星排齿圈则与前传动轴连接 并作为超速行星排的输出。并作为超速行星排的输出。超速排离合器超速排离合器C C0 0与超速单向离合器与超速单向离合器F F0 0连接超速行星排太阳轮与行星连接超速行星排太阳轮与行星 架，架，C C0 0用于控制两者的接合与分离，用于控制两者的接合与分离，F F0 0用于防止行星架逆时针转动。用于防止行星架逆时针转动。超速档制动器超速档制动器B B0 0连接壳体与太阳轮，用于制动太

8、阳轮。连接壳体与太阳轮，用于制动太阳轮。超速行星排齿圈输出的前传动轴作为三档位行星排（前、后行星超速行星排齿圈输出的前传动轴作为三档位行星排（前、后行星排）的动力输入。排）的动力输入。离合器离合器C C1 1连接前、后传动轴和后排齿圈；连接前、后传动轴和后排齿圈； 离合器离合器C C2 2连接前传动轴与公用太阳轮。连接前传动轴与公用太阳轮。制动器制动器B B1 1连接变速器壳体与公用太阳轮，用于制动公用太阳轮。连接变速器壳体与公用太阳轮，用于制动公用太阳轮。制动器制动器B B2 2用于固定单向离合器用于固定单向离合器F F1 1的外圈，阻止公用太阳轮逆时针转的外圈，阻止公用太阳轮逆时针转 动（

9、从变速器输入轴端看），即太阳轮逆转时动（从变速器输入轴端看），即太阳轮逆转时, ,由于由于B B2 2将将F F1 1的外圈固的外圈固 定定, ,则则F F1 1阻止了太阳轮逆转。阻止了太阳轮逆转。制动器制动器B B3 3连接壳体与前行星架，用于制动前行星架连接壳体与前行星架，用于制动前行星架; ; 单向离合器单向离合器F F2 2用于阻止前行星架逆时针转动。用于阻止前行星架逆时针转动。后传动轴与后排齿圈相连接；后传动轴与后排齿圈相连接； 输出轴分别与前排齿圈及后排行星架相连接。输出轴分别与前排齿圈及后排行星架相连接。 1 ）换档手柄位于换档手柄位于“N”N”或或“P”P”位时：位时：二）二）

10、.辛普森三行星排四档行星齿轮变速器工作原理辛普森三行星排四档行星齿轮变速器工作原理驻车锁止机构将输出轴锁止。驻车锁止机构将输出轴锁止。 超速行星排因超速行星排因 C C0 0工作，超速工作，超速行星排为直接档。但行星排为直接档。但C C1 1、C C2 2不工不工作，动力切断（空档或停车）。作，动力切断（空档或停车）。当换档手柄位于当换档手柄位于“P”P”位时位时: :输出轴外齿圈输出轴外齿圈变速器壳变速器壳锁止凸轮锁止凸轮锁止棘爪锁止棘爪输出轴输出轴 因因 C C0 0、F F0 0、 C C2 2工作，工作，B B3 3制动，制动， 超速行星排为直超速行星排为直接档；接档； 2 ）换档手柄

11、为于换档手柄为于“R” R” 位时：位时： C C2 2将动力传给前排太阳轮将动力传给前排太阳轮, , B B3 3将前排行星架制动，将前排行星架制动，前排齿圈减速并前排齿圈减速并反转（倒档）反转（倒档）。 3 ）换档手柄为于换档手柄为于“D1” D1” 位时位时: : 因因C C0 0、C C1 1、 F F0 0、F F2 2工作，超速行星排为直接档；工作，超速行星排为直接档； 后排行星轮绕其轴顺转，致使其前后排太阳轮逆转；后排行星轮绕其轴顺转，致使其前后排太阳轮逆转； 后排行星架也顺转后排行星架也顺转,将来自前传动轴的部分动力将来自前传动轴的部分动力传给传给输出轴。输出轴。 前行星齿轮绕

12、其轴顺转同时相对于前排齿圈内壁逆前行星齿轮绕其轴顺转同时相对于前排齿圈内壁逆转，因转，因F2阻止前排行星架逆转，阻止前排行星架逆转，则则前排行星轮迫使前排前排行星轮迫使前排齿圈减速并顺转齿圈减速并顺转, ,并将动力传给输出轴；并将动力传给输出轴； 4）换档手柄为于换档手柄为于“D2” D2” 位时位时: : 因因C C0 0、C C1 1、 F F0 0、F F1 1工作，工作，B B2 2制动，超速行星排为直制动，超速行星排为直接档；接档； 后排齿圈通过后排行星轮使后排行星架减速并顺转后排齿圈通过后排行星轮使后排行星架减速并顺转, ,直接将动力传给输出轴。直接将动力传给输出轴。 C C1 1

13、将使后排齿圈和后排行星齿轮顺转将使后排齿圈和后排行星齿轮顺转, , 则则前后排太前后排太阳轮被固定；阳轮被固定； 5）换档手柄为于换档手柄为于“D3” D3” 位（直接档）时位（直接档）时 因因C C0 0、C C1 1、 C C2 2、F F0 0工作，工作，B B2 2制动，超速行星排和后制动，超速行星排和后行星排均为直接档并顺转；行星排均为直接档并顺转； 由于前由于前行星排的三元件均无约束，行星排的三元件均无约束，则则后行星架直接后行星架直接将动力传给输出轴，传动比为将动力传给输出轴，传动比为1 1，此时为直接档；，此时为直接档； 注意：注意：B B2 2虽然工作但不传递动力。虽然工作但

14、不传递动力。 6）换档手柄为于换档手柄为于“D4” D4” 位时位时: : 因因C C1 1、C C2 2工作，工作，B B0 0、B B2 2制动，制动，B B0 0将超速行星排的太阳将超速行星排的太阳轮制动，则超速行星排为增速顺转输出；轮制动，则超速行星排为增速顺转输出； 后行星排因后行星排因C1C1、C2C2锁止为直接档；锁止为直接档； 由前由前行星排的三元件均无约束，行星排的三元件均无约束，则则后行星架直接后行星架直接将动力传给输出轴，但总传动比小于将动力传给输出轴，但总传动比小于1 1，此时为超速档。，此时为超速档。 注意：注意：B B2 2虽然工作但不传递动力。虽然工作但不传递动力

15、。n三三.两排四档齿轮变速器两排四档齿轮变速器n 两个行星齿轮排加八个换档执行元两个行星齿轮排加八个换档执行元件，可以得到四个前进档件，可以得到四个前进档.一个倒档一个倒档.一个一个空档。空档。 改进后的拉威挪式3挡行星齿轮变速器结构与工作原理 拉威挪式4挡行星齿轮变速器结构与工作原理改进后的拉威挪式3挡行星齿轮变速器各换挡执行元件在不同挡位的工作情况见表5-6。 改进后的拉威挪式3挡行星齿轮变速器，在输入轴和后太阳轮之间增加了一个离合器和一个单向超越离合器，使2挡和3挡也有两种状态，即通过操纵手柄的位置可以选择无发动机制动或有发动机制动。图5-12为改进后的拉威挪式3挡行星齿轮变速器结构。这种行星齿轮变速器在不同挡位下各换挡执行元件的工作情况见表5-7。齿圈齿圈大太阳轮大太阳轮小太阳轮小太阳轮行星架行星架长行星轮长行星轮短行星轮短行星轮一长短行星齿共用一个行星架二长行星齿和大太阳轮、短行星齿、齿圈同时啮合三、短行星和小太阳轮、长行星齿啮合长行星齿短行星齿小太阳轮大太阳轮一长短