自动变速器传动系统-教材用

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1、自动变速器传动系统自动变速器的传动系统是建立在齿轮传动原理的基础上，可以提供不同的传动比，在整个驱动范围内，使发动机以最佳性能匹配汽车变化的负荷，提高汽车动力性和经济性。目前大多数自动变速器采用行星齿轮机构提供不同的传动比，由电子控制液压系统通过接合和分离换档离合器和制动器自动选择传动比的转换。最简单的单排行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个带有多个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成的。齿轮一般采用工作平稳的典型斜齿轮。行星齿轮一直是处于常啮合状态，因此，这种结构可使换档迅速、平稳、准确，消除了齿轮换挡冲击或不完全啮合的现象。

2、行星齿轮机构中位于行星齿轮机构中心的是太阳轮，类似太阳位于太阳系的中心，行星齿轮围绕着太阳轮，也类似太阳系中地球及其它行星围绕着太阳。行星齿轮由行星架定位支承，可以在各自独立的轴上转动，并且行星齿轮与太阳轮和齿圈是常啮合的。齿圈位于行星齿轮机构的外层，齿圈是内啮合齿轮，并包围着行星齿轮机构的其它元件。行星齿轮的个数取决于变速器的设计负荷，对于重负荷需要增加行星齿轮的个数，以使工作负荷由更多的轮齿来负担。为便于理解行星齿轮机构的工作，首先要理解齿轮传动的基本原理：⑴小齿轮驱动大齿轮时，输出转速降低而输出转矩增大。⑵大齿轮

3、驱动小齿轮时，输出转速升高而输出转矩减小。⑶两个外齿轮相互啮合时，其转动方向相反。⑷一个外齿轮与—个内齿轮相啮合时，其转动方向相同。1基本行星齿轮排的传动特性公式平面运动的行星齿轮机构有两种基本类型，单行星轮和双行星轮机构，用运动学中的规律研究其传动特性。1.1刚体绕两个平行轴转动的合成在运动学中，刚体运动的合成，当刚体同时绕两平行轴转动时，刚体的合成运动为绕瞬时轴的转动，绝对角速度等于牵连角速度与相对角速度的代数和，转向与绝对值大的角速度同向。例如，行星齿轮机构中行星轮可以看作在以行星架为参照坐标系中的转动。（图1）

4、图1单行星轮齿轮排机构行星轮角速度ωP行星架角速度（牵连角速度）ωPC行星轮在以行星架为参照坐标系中的相对角速度ωr由上述转动合成：ωP=ωPC＋ωr所以：ωr=ωP－ωPC为以下实际使用的方便，用转速代替角速度。nS、nR、nPC、为太阳轮、齿圈、行星架转速。行星轮转速nP=nPC＋nr行星轮相对转速nr=nP－nPC同样，可以得到太阳轮、齿圈的相对转速。太阳轮相对转速nS－nPC齿圈相对转速nC－nPC在以行星架为参照坐标系中，利用定轴轮系的传动比关系得到传动特性公式。（Z—齿数）nS+αnC－(1+α)nPC＝0

5、（α—齿数比ZC／ZS）1.1单行星轮机构传动特性方程行星齿轮机构的最简单型式是单行星轮机构，机构简图如图1所示。设n1、n2、n3分别是元件太阳轮、齿圈和行星架的转速，α是齿圈与太阳轮的齿数比（Z2／Z1）。利用前述运动学合成原理，以行星架为参照坐标系，由定轴轮系传动比公式，可得到行星轮机构的传动特性方程。从太阳轮到齿圈的传动：n1+αn2－(1+α)n3＝0（1）1.2双行星轮机构传动特性方程行星齿轮机构的基本型式还有一种是双行星轮机构，包含有内外两级行星轮，设n1、n2、n3分别是太阳轮、齿圈和行星架的转速，α分

6、别是齿圈与太阳轮的齿数比，见图2。图2双行星轮齿轮排机构同样，利用运动学合成原理，以行星架为参照坐标系，可得到双行星轮机构传动特性方程。从太阳轮到齿圈的传动：n1－αn2－(1－α)n3＝0（2）2自动变速器的传动系统分析方法2.1单排行星齿轮机构的传动原理行星齿轮机构工作时将太阳轮、齿圈和行星架这三者中的任一元件作为主动件，使它与输入轴联结，将另一元件作为被动件与输出轴联结，再将第三个元件加以约束制动。这样整个行星齿轮机构即以一定的传动比传递动力。nS+αnR－(1+α)nPC＝0（α—齿数比ZC／ZS）对于单行星轮

7、机构的工作情形有以下八种：⑴太阳轮制动，齿圈主动，行星架被动：为前进降速挡，减速相对较小；nS+αnR－(1+α)nPC＝0nS＝0nR／nPC＝(1+α)／α⑵太阳轮制动，行星架主动，齿圈被动：为前进超速挡，增速相对较小；nS+αnR－(1+α)nPC＝0nS＝0nPC／nR＝α／(1+α)⑶齿圈制动，太阳轮主动，行星架被动：太阳轮带动行星齿轮沿静止的齿圈旋转，从而带动行星架以较慢的速度同向旋转。为前进降速挡，减速相对较大；nS+αnR－(1+α)nPC＝0nR＝0nS／nPC＝(1+α)⑷齿圈制动，行星架主动，太阳

8、轮被动：为前进超速挡，增速相对较大；nS+αnR－(1+α)nPC＝0nR＝0nPC／nS＝1／(1+α)⑸行星架制动，太阳轮主动，齿圈被动：行星架固定，行星齿轮只能自转，太阳轮经行星齿轮带动齿圈旋转输出动力。齿圈的旋转方向与太阳轮相反。为倒挡减速挡；nS+αnR－(1+α)nPC＝0nPC＝0nS／nR＝－α⑹行星架制动，齿圈主