第六章动力换档变速箱行星

第一节．概述。行星齿轮式变速箱（简称行星变速箱）是由简单行星排组成。由于行星排中有轴线旋转的行星轮，故行星变速箱只能采用动力换挡方式。行星变速箱的主要优点是：可通过的行星排中设置多个行星轮，使载荷由几对齿共同传递，减轻了每对齿上的载荷，以便选用较小的模数，从而减小齿轮体积，因此，行星变速箱在径向方向尺寸较紧凑；但轴向尺寸则与所采用的行星排数目有关，当行星排数量较多时，则轴向尺寸较大。另外，还可实现输入与输出轴同心传动。此外，变换排挡也不要求在啮合的轮齿上进行准确的速度调整；换挡是“轻松的”，易于控制。若需要，可以自动控制。另外，可以在完全摘下现用挡以前挂上新挡，这允许在换挡过程中传递发动机功率的一部分，但不是全部，这就是动力换挡。行星变速箱结构较复杂，但随着制造水平的提高，行星变速箱在工程机械上的使用也日益广泛。制动器第二节．简单行星排（单，双行星排）如图4-17所示，简单行星排是由太阳轮t、齿圈q、行星架j和行星轮x组成。由于行星轮轴线旋转与外界连接困难，故在行星排中只有太阳轮t、齿圈q和行星架j等三个元件能与外界连接，并称之为基本元件。在行星排传递运动过程中，行星轮只起到传递运动的隋轮作用，对传动比无直接关系。（行星轮的转速，受力。。。。。）图4-17简单行星排简图太阳轮t、齿圈q、行星架j行星轮x因为：(nt-nj)/(nx-nj)=Zx/Zt;(nq-nj)/(nx-nj)=Zx/Zq由行星排转速方程式4-12可见，行星排三个基本元件的转速中仅有两个是独立参数，这表示行星排具有二个自由度。当某一元件固定后，则行星排变成一自由度系统，即可由转速方程式4-12确定另外两元件的转速比（即行星排传动比）。这样，通过将行星排三个基本元件分别作为固定件、主动件或从动件，则可组成八种方案（图4-18）。由式4-12不难求得这些方案的传动比。直接档八种方案组成八种方案由上述可见，一个简单行星排可以给出八种传动方案，但其传动比数值因受特性参数值的限制，尚不能满足机械的要求，因此，行星变速箱通常是由几个行星排组合而成，以便得到所需的传动比。如；两个行星排；几个行星排组合成变速箱。分析：两个行星排：t1,j1,q1;t2,j2,q2;t1=t2；j1=q2；（两组构件连接）；余下：t1=ni,j2=no;q1制动:nq1=0Ni输入（已知）；总计1，2；两个自由度，对应俩方程。（转速方程)

例：双行星排5种方案第三却节．缓行星笋齿轮荣式变础速箱运动顽学动力蜻学分臂析一卡运动践分析（一言）（4-集17）(4腾-1臣9)为行堂星排哄特性截参数。对于赖单行虹星对于双行娇星为：故对基于单行子星得三醋基本割元件淡的转速衫关系考式为：由以节上方蛛程可日知，行星佩排的桌三个事基本唱元件撕转速扬之间久有一原个转速款方程相连暖系，故为喜一个办二自扶由度杨机构俊。要释使此堡机构菠中任昂意二强个基梦本元乡丰件间有确壁定的逮转速割关系螺，必测须再劫加一君个关典系式尾。方程怒的三个涉系数激之和将等于晕零，故箩为务其解块，即任卫意两拣个转油速相甲等时栏第三胳个转害速亦汤必和族其他哈两个体转速诉相等秩，整个析行星蛙排成暗一体叶转动怒。（结量构上突形成均一体航的为汽一个慈旋转稼构件授）（直冠接档饿）（二触）复你杂行侦星排台运动精分析-各构垒件t，j，q的转廉速及碍转动保比倒4档1转矩控分析煌（动捧力学）各构她件t，j，q的转既矩不考垮虑摩脑擦，屋等速各运动茶时，行星世排中销行星印轮对突太阳鸽轮、拣齿圈币、行搏星架硬作用驳的转呆矩称薯为理论淹内转醒矩，由行授星排睬三转您矩之掏和等殃于零动，得熟：得单踩行星破行星恐排理馆论内秩转矩约关系队式：对双闹行星冷可用鱼类似滨方法茧求得狠理论罩内转刃矩关视系式竞：（4-妖20）（4-弦21）（4-姻22）二峰动力屈学2。行雷星传冈动的忆能量救损失—传动姿效率注：隐（诸现上册16戒5-模16卧8）行星徐传动绒中，肚（1）牵连猜运动没有伶齿轮确啮合丢摩檫凯功率扒损失乘；（2）相对寻运动中通纷过齿更轮传服递，驰有损周失。（3）固奶定件煎无能量逼损失沈，所劫以分愉别考躲虑t，j，q固定心时，昨。。则：钩构件t，q，j上的孝扭矩舒低于蛛无损扬失情绳况。分析股已证届实，计及仗损失断与未慎考虑扰时，六构件t，q，j扭矩闸表达允式相当同。有表芹可查在行马星齿胆轮式某变速缘瑞箱中俭，当宋相邻校两行垂星排刃彼此圣只有悠一个蛾基本流元件口相连始，则可相把它睛分成印两组较行星盆机构胜，如趁图4-幻玉19，整氧个变眯速箱恒即可壤看作悼由这翠些组旗成部汪分串山联而温成。想图4-赤19即为塑由一刊个行潮星排负组成住的行悦星机撕构和蝇由三统个行俗星排吸组成制的行位星机纹构串联新而成。分冒析时播，可篮先将刺各组墨成分情开单椅独进招行，色然后雕再串酒联起能来考冒虑第四扯节．乎变速姜箱分眨析（在多行磁星排糕分析）(1组成扑分析;2自由都度分护析;3挡位哈数分摸析;4变速室箱传高动比书分析而；5扭矩万分析防；6循环啊功率)1．组规成分德析薪以证图4-烛19为例图4-李19图4-为202．自由汪度分哨析行星享齿轮酒变速摧箱中洞，结莲构上形成锈一体乏的为动一个雕旋转毒构件替，如图4-宴19后组环成中第供一行竞星排的行习星架革、第寇二行休星排循的齿悼圈和第摇三行啄星排央的太叨阳轮候组成一个为旋转宰构件滚。每首一旋制转构勇件仅有鸦一个原自由薪度，宣而每齐一行堪星排有一锯个转义速方戚程，桥故每谅组行祖星机右构的勾自由扫度为闯：y洪=旋转耀构件葵数m一睛行精星排武数n。例如绩上图后组赔成的自练由度孤：Y=燥5杠-鸟3损=肯2。(旋转剖构件m=葱5,即：恭。夹括弧嫌内为额一个丽旋转昌构件罚。3个转技速方含程，n=挥3)1被2挪R3.挡位当数分见析（旋转天构件搂是j津,瞎q紫,测t镇;制动债器;闭锁助离合简器的帮总称壁。）机构泰有确税定运抵动的梯条件设是只离有一伏个自棉由度薯，用勇制动侦器制溪动一膨个旋缩慧转构绑件或趁用离赵合器哲连接称两个滤旋转遮构件京都能盾使机约构减软少一锻个自夫由度斩。如图4-脱19后组物成的息自由盗度为2，有4个操找纵件(三个梳制动内器和然一个础闭锁男离合露器)，操雹纵一屈个操污纵件肢就可剥得一船传动刃比，来故可颂有4个传死动比重。前落组成收的自训由度膏亦为2，有2个操膝纵件足故可兰得2个传淹动比。因此冬，整柱个变僵速箱画可能碧实现2×绳4=续8个挡习位(传动炎比)。对于扒二自顶由度极的变所速箱闸，由贺上式本知行泛星排粗数n=沃m游-州2，而构在m(=课5)个旋起转构覆件中合除去采输入撕、输窃出构贡件外渣，可采供制档动操胃纵的刮旋转奥构件姓数b=直m-仓2=贼n(3落)。所拒以对铜于二闷自由汪度变芽速箱害，有几舍个排荷行星肆排就拾可以屈布置阴几个经制动贼操纵轨件(操纵释件=行星登排=3波;3个传轨动比务不等后于l的挡颤位)，亦即数得到蕉几个牌传动俭比不桥等于l的挡歇位。(等于1的挡小位由肾一个狮闭锁臭离合小器实现京，结淡合时烂，3个排仆刚性古联在景一起)挡位胃数=制动微操纵昏件数+闭锁宫离合录器数4．（今变速时箱）捆传动生比分伟析方法就：基呀于（1）操药纵一余个操叠纵件晕就可招得一杏个传瓜动比唱，（2）运隐动特晃性方夏程转速贸分析拒目的贯是求李各挡爹的传动霞比和各今旋转去构件插在不途同挡协位时狼的转币速。求各处基本穴元件竭的转膜速①管列出n个转赵速方仓程(以单俯行星咳为例)，法设变利速箱裙有n个行蛙星排朵共3n个基存本元凑件。方程机组中巨符号些下标1、2、…、n表示驶第几难排行暴星排粒。②走列出乌连接村方程杏（约摆束条怪件或絮约束塔方程咐）挡位呆数=传动位比=制动沟操纵私件数+闭锁醋离合挥器数图4-驻20式2代入扫式1中，求解铃得到能：各挡纲的传动橡比和各矛旋转票构件袭的转巷速。（1）（2）自由降度分辽析:前排菊：4排X睬3槐-狭6个庆连接乘条件仿（筒）-泊4（4个排诵）=质2个自霞由度炒。后排存：1个自晓由度获。坦所以3个自愚由度畅。(1排X浙3覆-揪1个连井接条潮件-侮4个排=域1个自违由度)5.扭矩忽分析（如闭给出锡输入坦扭矩宜）方法喇（1）列位出各省排扭椅矩方河程；（2）列右出扭抵矩连专接方沾程；（3）求绕解例题疑：制动T2庭,面T5时T2T5结构步特点董：前排：制冻动T2时，仅2排传换动力烟。后排：制副动T5时，4，5排共祖同传卵动力滑。公式1中M上标A表示瞎：考逃虑效涌率时柔工况制动T5时6.循环时功率循环村功率Nu的产陕生：单排疲：Mu=Mq，nu=nq；盘双排嘴：Mu=涉Mq1=耽Mt2，nu=悄nq1=Mt惑2计算职：Nu=Mu.nu;摩檫骡离合巴器动嗓力换揭挡变申速箱的缺点就在愈于它离的功疮率损贝失。羡两套新行星忆齿轮剃输出年四个踢速度完，也策就需膜要四劳个离虾合器谋。名稳义上哄，有否两个按离合撞器要愈分离惜，但谎这会叛造成戚部分夹磨擦挤损耗闸。在龟复杂贫的行取星变护速箱报上，安这些嫩损耗获，再挪加上文那些激因大量识齿轮滋空转久而造拿成的字损耗，还跑是比牢较大积的。第五删节．津结构百设计（1）．颂齿轮晌传动窃设计擦；（2）。典构件零支撑泰及浮合动件弄。(3）。亿行星且架；乐行星购轮。(4）。滥箱的环润滑奖油1．齿顺轮传贯动设喷计（1）m，Dq③汤相邻影条件④炉最小跑齿数⑤射齿轮爷的变献位（2）配旱齿条粒件③鹊相邻扶条件为保妖证相帆邻行贯星轮哀齿顶顽不干女涉并愉减少细搅油右损失歉，一般踢使齿欺顶之伞间的贿问隙仗大于5～8m边m。④横最小序齿数当α小于3时，未行星弱排中势太阳辟轮齿熟数最单小。当α大于3时，玻行星粱排中忍行星倦轮齿买数最怎小。最小测齿数希应避发免根切合并考源虑轴脸和轴究承的布祸置。辛一般详行星袄轮最何小齿您数不小丧于14～17，太怕阳轮脾考虑浴到轴固的尺舌寸最森小齿侄数应形取得膏更多扩一些溉。⑤折齿轮允的变凝位为了脂凑传例动比(n值)、避免迷根切创和提僵高齿皮轮强陕度，可迁采用邻变位赚齿轮2。构辨件支驻撑及碑浮动裕件。3。行计星架怠；行姻星轮累。4。箱旬的润属滑油附件：齿备轮变匀位系诸数的男选择也原则采用辉变位慰齿轮妹的原疼因：1）配凑痒中心填距；2）提高去齿轮番的强北度和鹅使用浩寿命航；3）降低烛齿轮还的啮肺合噪故声。变位升齿轮太主要来有两造类：双高度煤变位贵和角井度变交位。铺高度跌变位新齿轮春副的小一对灯啮合胡齿轮圣的变智位系站数之压和等走于零愤。高巴度变摩位可最增加闲小齿日轮的断齿根乌强度须，使祖它达滴到和扩大齿馋轮强比度接晓近的黎程度源。角速度变画位系嫁数之驻和不孟等于展零。捧角度载变位保可获涉得良勤好的槐啮合颂性能浴及传队动质榨量指斩标，妈故采遵用得犹较多筒。变位怜系数蛮的选勿择原押则宰：1）对于绪高挡洗齿轮顶，应匪按保灶证最习大接僚触强料度和串抗胶扫合及钳耐磨疯损最价有利主的原董则选助择变摩位系茅数。2）对于神低挡驼齿轮衫，为临提高烛小齿诞轮的他齿根酸强度缺，应怪根据娱危险韵断面箭齿厚摩相等铁的条震件来做选择舌大、削小齿悟轮的导变位昼系数衣。3）总变歇位系佣数越歉小，彼齿轮零齿根央抗弯熔强度徒越低革。但姨易于财吸收重冲击陵振动梦，噪息声要稳小一迈些。为了期降低鸽噪声侵，对荷于变佣速器馒中除承去一变、二挪挡以惨外的寄其它堂各挡竟齿轮暴的总像变位逼系数肺要选兆用较甜小一垫些的靠数值榴。一档般情执况下香，随喉着挡轿位的秒降低插，总汪变位蚂系数愚应该葡逐挡蜘增大炸。一拘、二仙挡和誉倒挡浮齿轮穷，应谎该选乐用较安大的榴值。第六犬节1，2，3，4，5，6，71，2，3，4，5，6，7方案1：5个排搜。方案2：4个排壮和1个离纳合器前F，R后排1，2，3档1，附件附件第七牺节．有结构抽设计变速课器（油吩路系励统）操纵抵机构:1.手动梨液压乎换档2.半自格动3.自动余：电怒控自妈动换狸挡变胳速器；行星魄齿轮炸变速干器的换许档执址行元龙件包脑括换旱挡离绪合器讲、换混挡制爪动器之和单社向离浪器。发换斤挡离渴合器佳为湿遭式多稠片离酬合器棕，当被液压巴使活歌塞把雀主动立片和奇从动农片压卡紧时薯，离币合器赢接合距；当广工作桨液从输活塞目缸排降出时燥，回兵位弹嗽簧使申活塞摸后退胡，使邻离合恋器分睡离。简换昌挡制煎动器尤通常夏有两辣种形角式：侧一种遥是湿存式多补片制侍动器剃，其粮结构赶与湿圣式多搂片离工合器木基本索相同旁，不虽同之旨处是谜制动骡器用僚于连翁接转蜜动件野和变等速器唉壳体递，使古转动芦件不柏能转滑动。齐换挡谱制动茶器的斗另一玻形式疾是外淋束式商带式椒制动忆器。威行呢星齿旺轮变艘速器目的单茫向离呆合器乏与液克力变油矩器关中的师单向央离合窄器结鸡构相苦同。液力哀机械桑传动糟式自淋动变狗速器魄的控袜制液压册自动额操纵薄系统通常之由供叉油、嗓手动谱选挡医、参跑数调侵节、梢换挡柱时刻皇控制叶、换任档品系质控掉制等协部分软组成地。供油绒部分根据纱节气校门开伶度和早选挡法杆位盟置的皆变化董，将结油泵拆输出姥油压舍调节冒至规闭定值败，形筝成稳稻定的荡工作繁液压肯。在液坝控液蜓动自茄动变谁速器床中，参呜数调播节部煮分主抓要有翼节气弹门压浓力调证节阀址（简税称节筑气门誉阀）中和速爷控调牛压阀帐（又嘉称调介速器狡）。绣节气向门压灾力调编节阀脱使输位出液防压的杯大小蔽能够丹反映盲节气融门开但度；赌速控雕调压载阀使图输出签液压氧的大薄小能串够反桑映车胞速的扛大小摆。换挡次时刻脾控制户部分用于怨转换国通向砖各换额挡执捉行机倘构（椅离合兰器和葡制动碰器）萍的油金路，监从而厉实现东换挡郑控制洪。雷锁定贤信号螺阀受沫电磁养阀的兼控制腿，使持液力凳变矩备器内零的锁辨止离易合器夕适时丑地接叔合与黑分离悔。换挡歼品质歪控制蓬部分的作乖用是阅使换糠挡过谈程更绢加平沿稳柔阁和。现代恐自动总变速强器采华用电液喘一体兽化的设奥计，其实包不单怕变速劣器是普这样男，现藏在很微多自痛动化效设计没都是防采用遣的电真液一太体化禁设计。所谓臭电液勾一体镜化，娇就是嘱指用命电子埋方式魔控制再液压蹲油路旗。这践样就巨省去奏了各摔种复旁杂的车液压起控制坟阀和殃控制睁管路渣，直座接用电磁偿阀取岭代液至压阀。电破磁阀吸最大览的好脉处就宁是布院置方到便，风可靠子性和翁响应抚速度翼高。槐我们考完全晓可以兔想象照，是帐布置边复杂狂的液电压回冶路容从易一铺些还打是布怒置电言线容君易一带些？嘉答案样当然盟是后灿者。电液楼一体旬化变盗速控诉制，除束了上排述优擦点以圣外，终还有湿一个炮很大款的好债处就上是控希制方色法更朗加智雁能化橡。因娘为电怕磁阀愧是直械接与巧行车投电脑疗相连邪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