行星齿轮变速器结构与工作原理

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1、第三章行星齿轮变速器结构与工作原理学习目标：掌握行星齿轮机构变速原理掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的结构及自动换挡原理掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的结构及自动换挡原理掌握自动变速器施力装置的结构及工作原理3.1齿轮传动的一般规律齿轮传动的特点：优点：传动平稳、可靠、效率高、寿命长、结构紧凑、传动速度和功率范围广缺点：制造、加工成本高3.1.1齿轮传动的组成组成：主动齿轮与从动齿轮齿轮传动要求准确平稳，即要求在传动过程中，瞬时传动比保持不变，以免产生冲击振动和噪声。a)齿轮机构实物b)齿轮机构简化图图3-1齿轮

2、传动机构图3-2渐开线特性图3-3渐开线齿轮传动特性渐开线的性质：1）发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长2）渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。换言之，基圆的切线必为渐开线上某点的法线。3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。4）渐开线的形状只取决于基圆大小。5）基圆内无渐开线。渐开线齿轮的力学分析：3.1.2齿轮的速比与传动比从公式可以获知，若想获得大的传动比，必须相互啮合的齿轮所拥有的齿数相差较大，又由于相互啮合的齿轮模数相同，所以，必然两个齿轮尺寸相关较大，这必然占

3、据较大的布置空间，给机械设计带来一定难度。为了解决这一难题，采用行星齿轮机构，唯一的缺点是增加了工装匹配难度。3.1.3齿轮的传动规律渐开线齿轮传动的可分性：渐开线齿轮的传动比不受实际中心距的影响。迄今为止可分性是渐开线齿轮所独有的特性，这对渐开线齿轮的加工、安装和使用维护都是十分有利的。3.2行星齿轮机构的结构与传动原理3.2.1行星齿轮机构的组成图3-5单排行星齿轮机构1-太阳轮；2-行星轮；3-齿圈；4-太阳轮输入轴；5-行星轮轴；6-行星架；7-行星架输出轴行星齿轮机构的分类：按行星架上所安装的行星齿轮的组数不

4、同，分为单行星排和双行星排；按行星齿轮组数不同，分为单排行星齿轮机构和多排行星齿轮机构。3.2.2单排行星齿轮机构的运动规律无任何元件固定，无固定传动比固定某一元件，有固定传动比固定两元件，三元件一同旋转3.2.3行星齿轮机构的变速原理图3-6单排行星齿轮机构各种传动方案在单排行星齿轮机构中，行星轮只起中间轮作用，因此单排行星齿轮机构的传动比取决于太阳轮齿数Z1和内齿圈齿数Z2，与行星齿轮的齿数无关。即内齿圈与太阳轮的齿数比为：α=Z2/Z1因Z2>Z1所以α>1,则行星齿轮机构的一般运动规律可表达为：1）将内齿圈固定

5、，以太阳轮为主动件，行星架为从动件，传动比为1+α。即可获得减速传动，且α>2.2)将太阳轮固定，以行星架为主动件，内齿圈为从动件，i=α/(1+α).即可获得增速传动，0.5

6、i=﹣1/α。是3）的逆传动，可获增速反向传动。序号传动特性方案固定主动从动应用1大减速比(a)齿圈太阳轮行星架各种减速机，汽车变速器等。2大增速比(d)齿圈行星架太阳轮应用相对较小。3小减速比(e)太阳轮齿圈行星架汽车自动变速器减速挡。4小增速比(b)太阳轮行星架齿圈汽车自动变速器超速挡。5减速反向(c)行星架太阳轮齿圈汽车自动变速器倒挡。6增速反向(f)行星架齿圈太阳轮应用相对较小。表3-1行星齿轮机构传动方案选配表3.2.4多排行星齿轮机构图3-7多排行星齿轮机构1-前齿圈；2-前行星轮；3-前行星架和后齿圈组件

7、；4-前后太阳轮组件；5-后行星轮；6-后行星架序号输入端输入元件输出端输出元件固定元件传动比i1件1前齿圈件3前行星架及后齿圈件4>1(较大)2件1前齿圈件6后行星架件4约等13件1前齿圈件3后齿圈件6>1(较小)4件1前齿圈件6无传动5件4共用太阳轮件3后齿圈件6<-16件4共用太阳轮件6无传动7件1及件4前齿圈/太阳轮件3前行星架及后齿圈18件1及件4前齿圈/太阳轮件6后行星架1表3-2双排行星齿轮机构传动方案特性表3.2.5行星齿轮传动的优缺点：优点：⑴体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。⑵传动效率高⑶传动比

8、较大，可实现运动的合成与分解⑷运动平稳缺点：材料价格高、结构复杂、制造安装困难3.3行星齿轮变速器的换挡执行机构的工作原理3.3.1离合器1、离合器的作用⑴变速器动力的输入或输出，其功能等于普通机械变速器的离合器。⑵连接行星齿轮机构中的两个部件，使行星齿轮机构等速传动。2、离合器的组成图3-8自动变速器离合器3、离合器的工作过程各