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行星齿轮机构在汽车自动变速器中的应用

第三节+行星齿轮变速机构

第三节行星齿轮变速机构 1、简单的行星齿轮机构的特点１、行星齿轮机构机构传动的基本原理自动变速器的变速机构建立在齿轮传动原理基础上，它包括齿轮和轴以及为变速器提供各种传动比的变速执行元件多片离合器。制动箍带和伺服油缸、单向离合器等部件。行星齿轮机构在绝大多数的自动变速器中被广泛使用，但日本本田公司的变速机构采用平行轴斜齿轮布置。变速机构可以提供不同的传动比，在整个驱动范围内，为汽车的动力性和经济性的提高创造了条件。齿轮传动的变速器的传动比都是有级的，传动比可以由驾驶员手动选择或由液压控制系统通过变速执行元件的作用和释放自动选择。简单（单排）的行星齿轮机构是变速机构的基础，通常自动变速器的变速机构都由两排或三排以上行星齿轮机构组成。简单行星齿轮机构包括一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈，其中行星齿轮由行星架的固定轴支承，允许行星轮在支承轴上转动。行星齿轮和相邻的太阳轮、齿圈总是处于常啮合状态，通常都采用斜齿轮以提高工作的平稳性（如图9．l 所示）。图9．2表示了简单行星齿轮机构，位于行星齿轮机构中心的是太阳轮，太阳轮和行星轮常啮合，两个外齿轮啮合旋转方向相反。正如太阳位于太阳系的中心一样，太阳轮也因其位置而得名。行星轮除了可以绕行星架支承轴旋转外，在有些工况下，还会在行星架的带动下，围绕太阳轮的中心轴线旋转，这就像地球的自转和绕着太阳的公转一样，当出现这种情况时，就称为行星齿轮机构作用的传动方式。在整个行星齿轮机构中，如行星轮的自转存在，而行星架则固定不动，这种方式类似平行轴式的传动称为定轴传动。齿圈是内齿轮，它和行

星轮常啮合，是内齿和外齿轮啮合，两者间旋转方向相。行星齿轮的个数取决于变速器的设计负荷，通常有三个或四个，个数愈多承担负荷愈大。简单的行星齿轮机构通常称为三构件机构，三个构件分别指太阳轮、行星架和齿圈。这三构件如果要确定相互间的运动关系，一般情况下首先需要固定其中的一个构件，然后确定谁是主动件，并确定主动件的转速和旋转方向，结果被动件的转速、旋转方向就（确定了。下面分别讨论三种情况。 ①见图9．3（a），齿圈固定，太阳轮为主动件且顺时针转动，而行星架则为被动件。太阳轮顺时针转动，则行星轮应为逆时针转动，但由于齿圈固定，因此行星轮要逆时针转动只有行星架同时实现顺时针转动方可实现，结果行星轮不仅存在逆时针自转，并且在行星架的带动下，绕太阳轮中心轴线顺时针公转。在这种状态下，就出现了行星齿轮机构作用的传动方式，而且被动件行星架的旋转方向与主动件同方向。在这里，太阳轮是主动件而且是小齿轮，被动件行星架没有具体齿数的传动关系，因此定义行星架的当量齿数等于太阳轮和齿圈齿数之和。这样，太阳轮带动行星架转动仍属于小齿轮带动最大的齿轮，是一种减速运动且有最大的传动比。 ②见图9．3（b），太阳轮固定，行星架为主动件且顺时针转动，齿圈为被动件。当行星架顺时转动时，势必造成行星轮的顺时针转动，结果行星轮带动齿圈顺时针转动。在这里，主动件行星架的旋转方向和被动件齿圈相同。由于行星架是一个当量齿数最大齿轮，因此被动的齿圈以增速的方式输出，两者间传动比小于1。 ③见图9．3（C），行星架固定，太阳轮为主动件且顺时针转动，而齿圈则作为被动件。由于行星架被固定，则机构就属于定轴传动，太阳轮顺时针转动，行星轮则逆时针转动，而行星轮又带齿圈同方向转动，结果齿圈的旋转方向和太阳轮相反。在定轴传动中，行星轮起了过渡轮的作用，改变了被动件齿圈的旋向。

行星齿轮机构变速原理

汽车技术系教案 2014 /2015 学年第2 学期课程名称：汽车构造（二）授课教师：陈检龙

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阳轮与行星轮），也包含内啮合（齿圈与行星轮）二、行星齿轮机构的变速原理（一）行星齿轮机构的结构 1、一个最简单的行星齿轮机构的结构组成一个最简单的行星齿轮机构也叫一个行星排。由包括一个太阳轮（位于中心）、一个内齿圈（位于最外）、一个行星加架、一组 3-4 个行星轮（支承于固定在行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮及内齿圈相啮合）所组成。我们把一个最简单的行星齿轮传动机构，称为一个“行星齿轮排”，简称“行星排”。 ★小知识：在这里， “排”有点像“竹排”中的“排” ，表示“自成体系”的特定结构。 2、一个行星排的结构特点：（1）一个行星排的三个基本功能元件是：太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架。它们是必不可少的元件。（2）行星轮虽然只是在空转，但也是传动及运动平衡元件，最少得有一组 3 个，才能保证机构的平稳运行。（3）基本功能元件（太阳轮、齿圈及行星架）的回转轴线重合；般均匀布置在太阳齿轮周围；（4）太阳齿轮位于中心位置；几个行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星齿轮架上，这些行星齿轮同时与太阳齿轮和内齿圈相啮合，并一（5）当行星齿轮机构运转时，行星轮既可以绕着自己的轴线来自转，又可以随行星架一起绕太阳轮公转。 3、行星排的种类行星排种类较多，常用的有：单行星排、双行星排和复合行星排。重点介绍： ·要求掌握行星齿轮变速机构的变速原理 ·利用实物和动画演示的方式重点讲解一个单行星排的变速原理

数控机床主传动齿轮变速机构及工作原理

数控机床主传动齿轮变速机构及工作原理为简化数控机床齿轮变速机构，现以沈阳机床股份有限公司沈一车床厂的电磁离合器变速机构为例，说明其结构设计及工作原理。标签：电磁离合器;变速机构;传动比;扭矩;装配与调整现有数控机床的齿轮变速操纵机构基本有以下三种形式：（1）手动操纵机构。（2）液压变速机构。（3）电磁离合器变速机构。其中第三种电磁离合器变速机构是属于我厂的发明专利，跟原始的手动操作机构和复杂的液压变速机构相比较，其结构简单、制造成本低、使用方便、灵活性好，具有很好的市场竞争力和广泛的应用前景。 1 电磁离合器变速机构的结构设计及工作原理 CAK6150主轴电磁离合器变速机构上图为CAK6150主轴电磁离合器变速机构简易图，其基本结构是由：（1）螺母（2）螺杆（3）电磁离合器（4）主轴（5）平衡杆（6）拨叉（7、8）双联组合齿轮（9）花键轴等组成。它的基本工作原理是当给数控系统输入代码换档指令，系统通过对输入指令的处理后，给变频器输出一个较小的模拟电压而带动主电机正转或者反转，主电机通过皮带轮把动力传给主轴（4），此时只要离合器（3）吸合，便可把主轴（4）的动力传给螺杆（2），螺杆（2）的正反转可以带动与其配合的螺母（1）来回移动，镶嵌在螺母（1）上的拨叉（6）就可以带动双联齿轮（7、8）在花键轴（9）上来回移动，双联齿轮与其它轴上的齿轮相啮合，形成不同的传动比，以达到主轴变档变速的目的，在主轴变速过程中，我们可以利用平衡杆（5）上装有的接近开关检测双联齿轮（7、8）是否到达我们所需要的正确位置，换挡完成后，双联齿轮和拨叉之间不能粘连在一起，应有一定的间隙，装配时需要满足工艺要求。 2 实现主轴电磁离合器变速（换挡）应具备的条件（1）电磁离合器在吸合时其吸盘转矩需大于阻力矩（阻力矩是由螺杆与螺母和拨叉以及双联齿轮在花键移上移动时相加后力矩之和），否则主轴无法实现变速（变档），下面用扭矩与时间的关系来说明这一重要原理。

自动变速器行星齿轮传动机构设计

自动变速器行星齿轮传动机构设计发表时间：2019-01-15T12:42:31.890Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：朱本超 [导读] 汽车变速器，是用于协调发动机转速和车轮实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。本文以拉维娜式四挡自动变速器为例，就自动变速器行星齿轮传动机构设计展开探讨。朱本超山东理工职业学院山东济宁 272067 摘要：汽车变速器，是用于协调发动机转速和车轮实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。本文以拉维娜式四挡自动变速器为例，就自动变速器行星齿轮传动机构设计展开探讨。引言行星齿轮机构是自动变速器的核心部件，它的优化设计一直都是研究的重点，目前主要的优化方法有:基于体积或质量最小，基于振动最小、基于强度最大或等强度，基于传动平稳性最好以及基于可靠度最高等等。 1自动变速器概述自动变速器分为行星齿轮式和定轴式，在实际应用中，相比于定轴式，行星齿轮式的传动比范围更大，传动效率更高;在结构上，行星齿轮式的齿轮集中在中间，其动力通过多个模数较小的行星轮来传递，实现了结构上的简化，空间体积和重量也有了很大的降低。 2换挡执行机构设计 2.1结构组成及作用本文以拉维娜式四挡自动变速器为例，设计的换挡执行机构包括三个离合器（C1，C2，C3），两个制动器（B1，B2），一个单向离合器（F），具体结构见图1所示。其中：n21为小太阳轮转速，等于输入转速ni；n22为齿圈转速，等于输出转速n0；n23为行星架转速，此时为0；α2为齿圈齿数和小太阳轮齿数之比。故传动比由上式可得为 ②二挡：离合器C1接合，制动器B2制动大太阳轮。此时动力传递路线为：泵轮→涡轮→涡轮→离合器C1→小太阳轮→短行星轮→长行星轮围绕不动的大太阳轮公转并驱动齿圈输出。对于前排行星轮有对于后排行星轮有由以上两式可得传动比为 ③三挡（直接挡）：锁止合器C0接合，液力变矩器锁死，离合器C1，C2，C3接合，使行星齿轮传动机构被锁止，则该系统成为一个整体转动。此时动力传递路线为：泵轮→锁止离合器→离合器和整个行星轮副转动输出动力。

辛普森式行星齿轮变速器的结构与工作原理[1]

辛普森式行星齿轮变速器的结构与工作原理 [图片] 辛普森式行星齿轮变速器是由辛普森式行星齿轮机构和相应的换档执行元件组成的，目前大部分轿车自动变速器都采用这种行星齿轮变速器。辛普森行星齿轮机构是一种十分著名的双排行星齿轮机构，根据这两排在变速器中的位置，分别称之为前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，这两组齿轮机构由共用的太阳轮相连接。前后行星轮机构有两种连接方式，一种是前行星齿轮机构的齿圈和后行星齿轮机构的行星架相连，称为前齿圈和后行星架组件，输出轴通常与前齿圈和后行星架组件连接。另一种是前行星齿轮机构的行星架和后行星齿轮机构的齿圈相连，称为前行星架和后齿圈组件，输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。经过上述组合，该机构成为一种具有四个独立元件的行星齿轮机构。根据前进档的档数不同，可将辛普森式行星齿轮变速器分为三速和四速两种在辛普森式行星齿轮机构中设置了二个离合器、二个制动器和一个单向离合器，共有五个换档执行元件，即可使之成为一个具有三个前进档和一个倒档的行星齿轮变速器，各换档执行元件的功能见下表。来自输入轴的动力由前进离合器C1输入到后齿圈或由高、倒档离合器C2传至前后太阳轮组件，不同工况下，各换档元件起作用，使动力经前齿圈和后行星架输出至输出轴。辛普森式三速行星齿轮变速器换档执行元件功能表辛普森式三速行星齿轮变速器的工作规律由表可知:当行星齿轮变速器处于停车档和空档之外的任何一个档位时，五个换档执行元件中都有两个处于工作状态，即接合、制动或锁止状态，其余三个不工作，即分离、释放或自由状态。处于工作状态的两个换档执行元件中至少有一个是离合器C1或C2，以便使输入轴和行星排

汽车自动变速器行星齿轮速比分析

自动变速器拉维纳行星齿轮典型结构速比分析【摘要】汽车自动变速器行星齿轮的基本结构之一为拉维纳（Ravigneavx）结构。大众01V自动变速器齿轮机构的结构包括一组拉维纳齿系和一个输出齿轮组（单行星排），拉维纳齿系和单行星排共齿圈，可实现5个前进速比。汽车自动变速器行星齿轮的基本结构之一为拉维纳（Ravigneavx）结构。如图-1所示，拉维纳行星排的结构特点是：？？？拉维纳行星排的传动规律：？？？大众01V自动变速器齿轮机构的结构如图—1所示，包括一组拉维纳齿系和一个输出齿轮组（单行星排），并且，拉维纳齿系和单行星排共齿圈。换挡执行机构包括：4个离合器、3个制动器和1个单向离合器。离合器C1、C2 和C3用于拉维纳行星齿轮组，C1用于将动力传给拉维纳齿系小太阳轮；C2用于将动力传给拉维纳齿系大太阳轮；C3用于将动力传给拉维纳齿系行星架。C4用于接合输出单行星排的齿圈和太阳轮。制动器Bl用于制动拉维纳齿系大太阳轮；制动器B2用于制动拉维纳齿系行星架；B3用于制动输出单行星排的太阳轮。单向离合器F用于单向阻止拉维纳行星架的逆时针（逆向曲轴转动方向）转动。

C2 C1C3F B2C4 B3 B1 C 1 C 2 C 3 C 4 B 1 B 2 B 3 F 1档 √ √ √ 2档 √ √ √ 3档 √ √ √ 4档 √ √ √ √ 5档 √ √ √ R 档 √ √ √ √----工作图—1 大众01V 自动变速器拉维纳结构与传动规律速比分析： N 1+α?N 2=（1+α）N 3 α= Z 2 /Z 1 N 4?β?N 2=（1+β）N 3 β= Z 2 /Z 4 N 01+γ?N 02=（1+γ）N 03 γ= Z 02 /Z 01 N 02= N 2 其中： N 1为拉维纳齿系大太阳轮的转速； Z 1为拉维纳齿系大太阳轮的齿数； N 2为拉维纳齿系齿圈的转速； Z 2为拉维纳齿系齿圈的齿数；

拉维萘尔赫式行星齿轮变速器的结构与工作原理

辛普森式行星齿轮变速器是由辛普森式行星齿轮机构和相应的换档执行元件组成的

辛普森式行星齿轮变速器是由辛普森式行星齿轮机构和相应的换档执行元件组成的，目前大部分轿车自动变速器都采用这种行星齿轮变速器。辛普森行星齿轮机构是一种十分著名的双排行星齿轮机构，根据这两排在变速器中的位置，分别称之为前行星齿轮机构和后行星齿轮机构，这两组齿轮机构由共用的太阳轮相连接。前后行星轮机构有两种连接方式，一种是前行星齿轮机构的齿圈和后行星齿轮机构的行星架相连，称为前齿圈和后行星架组件，输出轴通常与前齿圈和后行星架组件连接。另一种是前行星齿轮机构的行星架和后行星齿轮机构的齿圈相连，称为前行星架和后齿圈组件，输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。经过上述组合，该机构成为一种具有四个独立元件的行星齿轮机构。根据前进档的档数不同，可将辛普森式行星齿轮变速器分为三速和四速两种在辛普森式行星齿轮机构中设置了二个离合器、二个制动器和一个单向离合器，共有五个换档执行元件，即可使之成为一个具有三个前进档和一个倒档的行星齿轮变速器，各换档执行元件的功能见下表。来自输入轴的动力由前进离合器C1输入到后齿圈或由高、倒档离合器C2传至前后太阳轮组件，不同工况下，各换档元件起作用，使动力经前齿圈和后行星架输出至输出轴。辛普森式三速行星齿轮变速器换档执行元件功能表辛普森式三速行星齿轮变速器的工作规律

注：○-接合、制动或锁止；由表可知:当行星齿轮变速器处于停车档和空档之外的任何一个档位时，五个换档执行元件中都有两个处于工作状态，即接合、制动或锁止状态，其余三个不工作，即分离、释放或自由状态。处于工作状态的两个换档执行元件中至少有一个是离合器C1或C2，以便使输入轴和行星排连接。当变速器处于任一前进档时，离合器C1都处于接合状态，此时输入轴与行星齿轮机构的后齿圈接合，使后齿圈成为主动件，因此，离合器C1也称前进离合器。倒档时，离合器C2接合，C1分离，此时输入轴与行星齿轮机构的前后太阳轮组件接合，使前后太阳轮组件成为主动件。另外，离合器C2在三档时也接合，因此离合器C2也称高、倒档离合器。制动器B2仅在二档时才工作，称为二档制动器。制动器B3 在一档和倒档时都工作，称为低、倒档制动器。由此可知，换档执行元件的不同组合决定了行星齿轮变速器所处的档位。下面分析辛普森式三速行星齿轮变速器各档的动力传递情况。 1）一档当将选档杆置于“D”位，此时车速较低而节气门阀开度较大，也就是需要较大加速力时，前进离合器C1和单向离合器F1起作用。来自液力变扭器的发动机动力经输入轴、前进离合器C1传给后齿圈，使后齿圈朝顺时针方向转动。在后行星排中，由于后行星架经输出轴0

齿轮变速机构

齿轮变速机构变速级数和变速范围大的变速器，可将几组变速机构串联或并联使用。如采用交换齿轮变速机构时，应尽可能放在传动系统的前面，即接近动力源处，可使结构紧凑、调整方便；如需工作中自动变速时，应采用电磁或液压操纵离合器接通的齿轮变速机构。 (1)滑移齿轮变速机构 1)滑移齿轮应满足的要求 ①在滑移齿轮变速机构中，只有当一对齿轮完全脱开后，另一对齿轮才能进入啮合，故一个滑移齿轮变速组的最小轴向长度，不应小于表1中数值。 ②为了避免两传动轴上任意两个齿轮的齿顶相碰，三联滑移齿轮的最大和次大齿轮的齿数差应大于4(模数相同时)。否则，可采用表1中的分组式排列或亚宽式排列；或采用带牙嵌式离合器的滑移齿轮传动；也可采用变位齿轮或增加齿数和等措施。 ③为缩小轴向尺寸，可采用窄式排列，分组式排列等。 ④为了减轻滑移齿轮重量及其操纵力，滑移齿轮应尽可能装在高速轴上。 2)滑移齿轮变速机构的轴向排列 ①一个变速组内齿轮轴向排列方式(见表2)，影响其轴向尺寸、轴的受力状态、齿数差的大小、操纵机构以及结构复杂程度等。 ②两个变速组内齿轮轴向排列方式(见表3)可选用表2中任两种排列方式组合而成，两个变速组间采用公用齿轮后，轴向尺寸缩短，齿轮个数减少。若采用双公用齿轮时，因两变速组互相制约，齿数和及径向尺寸可能增大；若采用三公用齿轮时，配齿困难。公用齿轮既是前一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，啮合时间长，磨损快，故公用齿轮的材料要好，精度要高。 3)多联齿轮的结构形式齿轮变速器中采用的多联齿轮的结构形式有两种：整体式(表4)和装配式(5)。设计时应根据齿轮的精度要求、工艺方法和结构尺寸要求等选择，其特点是： ①整体式的优点：结构简单；齿轮间相互位置精度高。缺点：齿轮材料相同，有的齿轮安全系数偏大；损坏一个齿轮不能单独更换；结构限制齿部的加工方法；单件加工生产率低。②装配式的优点：各齿轮可用不同材料制造；齿轮损坏可单独更换；可多件加工，生产率高；齿部加工不受限制，加工精度高；结构紧凑，轴向尺寸小。缺点：结构复杂，零件数多，加工面多，加工、装配劳动量大。 (2)交换齿轮变速机构安装位置及应用特点见表6。 (3)离合器接通的齿轮变速机构 1)特点及应用常用的变速离合器有：牙嵌式、齿轮式等啮合型离合器和多片式摩擦离合器(操纵可为机械式、电磁式、气动或液压式)。啮合型离合器的体积小，使用维护方便，成本低；但在运转中接合时有冲击，一般需在静态或低速下接合。多片式摩擦离合器接合平稳，可在运转中接合，便于实现自动化，有过载保护作用；但有相对滑动，磨损及发热量大，需经常调整间隙；尺寸较大，结构复杂，成本高。 2)设计要求离合器应尽量装在转速较高的轴上，可减小其尺寸；离合器安装位置要适当，避免出现加速倒传动现象；安装位置要便于调整。 3)常用的离合器接通的齿轮变速机构见表7。表1滑移齿轮变速组的最小轴向长度

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