1、,項(xiàng)目二 行星齒輪變速器,一、概述,1、作用 由于液力變矩器的扭矩變化范圍 窄(13倍)，無(wú)法滿足汽車行駛中各 種復(fù)雜工況的需要。為此，在液力變 矩器后面再串聯(lián)齒輪變速機(jī)構(gòu)來(lái)擴(kuò)大 扭矩變化范圍（34倍）， 再將發(fā)動(dòng) 機(jī)的動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)軸。 2、形式 自動(dòng)變速器中的齒輪變速機(jī)構(gòu)所 采用的變速齒輪有平行軸式齒輪機(jī)構(gòu)和 行星齒輪機(jī)構(gòu)兩種。,3、組成 行星齒輪機(jī)構(gòu)和換擋執(zhí)行元件 4、行星齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 這種行星齒輪總是處于常嚙合狀態(tài)，可使換檔迅速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確而不會(huì)產(chǎn)生齒輪碰撞或不完全嚙合的現(xiàn)象。,二、行星齒輪機(jī)構(gòu),1、結(jié)構(gòu) 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)由 一個(gè)太陽(yáng)輪(中心輪)、 一個(gè)行星架、一個(gè)齒圈 和幾個(gè)行星齒輪

2、組成。,1-太陽(yáng)輪；2-齒圈；3-行星架；4-行星齒輪,太陽(yáng)輪位于系統(tǒng)的中心，行星齒輪與它相嚙合。最外側(cè)是同行星齒輪相嚙合的齒圈。通常有36個(gè)行星齒輪，它們?yōu)榫鶆蚧驅(qū)ΨQ布置。各行星齒輪借助于滾針軸承(帶有或不帶有保持架)和行星齒輪軸安裝在行星架上，兩端有止推墊片。,2、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性方程 n1n2（1）n30 其中：n1太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速； n2齒圈轉(zhuǎn)速； n3行星架轉(zhuǎn)速； 齒圈與太陽(yáng)輪的齒數(shù)比。,3、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理,行星齒輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)將太陽(yáng)輪、齒圈和行星架這三者中的任一元件作為主動(dòng)件，使它與輸入軸聯(lián)結(jié)，將另一元件作為被動(dòng)件與輸出軸聯(lián)結(jié)，再將第三個(gè)元件加以約束制動(dòng)。這樣整

3、個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)即以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力。,1）齒圈固定，太陽(yáng)輪主動(dòng)，行星架被動(dòng),太陽(yáng)輪帶動(dòng)行星齒輪沿靜止的齒圈旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)行星架以較慢的速度與太陽(yáng)輪同向旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比為： i13=1 + 為前進(jìn)降速擋， 減速相對(duì)較大。,2）齒圈固定，行星架主動(dòng)，太陽(yáng)輪被動(dòng),傳動(dòng)比為 ： i31=1/(1 +) 為前進(jìn)超速擋，增速相對(duì)較大。,3 ）太陽(yáng)輪固定，齒圈主動(dòng)，行星架被動(dòng),傳動(dòng)比為： i23=1+z2/z1 =1+1/ 為前進(jìn)降速擋，減速相對(duì)較小。,4）太陽(yáng)輪固定，行星架主動(dòng)，齒圈被動(dòng),傳動(dòng)比為： i32=z2/(z1+z2) = /(1+ ) 為前進(jìn)超速擋， 增速相對(duì)較小。,5）行星架固定，太陽(yáng)輪主動(dòng)

4、，齒圈被動(dòng),行星架固定，行星齒輪只能自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)輪經(jīng)行星齒輪帶動(dòng)齒圈旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力。齒圈的旋轉(zhuǎn)方向與太陽(yáng)輪相反。傳動(dòng)比為： i12=z2/z1=- 為倒擋減速擋。,6）行星架固定，齒圈主動(dòng)，太陽(yáng)輪被動(dòng),行星架固定，行星齒輪只能自轉(zhuǎn)，齒圈經(jīng)行星齒輪帶動(dòng)太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)力。太陽(yáng)輪的旋轉(zhuǎn)方向與齒圈相反，傳動(dòng)比為： i21=-z1/z2 =-1/ 為倒擋超速擋。,7）直接傳動(dòng)（直接檔） 若三元件中的任兩元件被連接在一起，則第三元件必然與這兩者以相同的轉(zhuǎn)速、相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 8）自由轉(zhuǎn)動(dòng)（空擋） 若所有元件均不受約束，則行星齒輪機(jī)構(gòu)失去傳動(dòng)作用。此種狀態(tài)相當(dāng)于空擋。,4、行星齒輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)變速器上的應(yīng)用,在

5、現(xiàn)代汽車行星齒輪變速器中，廣泛地采用了辛普森式（Simpson）雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)和拉威娜（Ravigneaux）式復(fù)合行星齒輪機(jī)構(gòu)。,新課小結(jié) 1、行星輪機(jī)構(gòu)的組成 2、行星輪機(jī)構(gòu)的工作情況,作業(yè),行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作情況表,三、行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),行星齒輪變速器中的所有齒輪都處于常嚙合狀態(tài)，擋位變換必須通過(guò)以不同方式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本元件進(jìn)行約束(即固定或連接某些基本元件)來(lái)實(shí)現(xiàn)。能對(duì)這些基本元件實(shí)施約束的機(jī)構(gòu)，就是行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由離合器、制動(dòng)器和單向離合器三種執(zhí)行元件組成，離合器和制動(dòng)器是以液壓方式控制行星齒輪機(jī)構(gòu)元件的旋轉(zhuǎn)，而單向離合器則是以機(jī)械方

6、式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的元件進(jìn)行鎖止。,（一）離合器,(1)作用 自動(dòng)變速器中的濕式多片離合器是用來(lái)連接輸入軸或輸出軸和某個(gè)基本元件，或?qū)⑿行驱X輪機(jī)構(gòu)中某兩個(gè)基本元件連接在一起實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。,點(diǎn)擊播放,離合器片,離合器,(2)構(gòu)造：一般為多片摩擦式，是液壓控制的執(zhí)行元件。 基本組成:離合器鼓、離合器活塞、回位彈簧、離合器片（鋼片、摩擦片）、花鍵轂 摩擦片與旋轉(zhuǎn)的花鍵轂的齒鍵連接，可軸向移動(dòng)，為輸入端，片上有鋼基粉末冶金層或合成纖維層。 從動(dòng)鋼片與轉(zhuǎn)動(dòng)鼓的內(nèi)花鍵連接也可軸向移動(dòng)，可輸出扭矩。 活塞為環(huán)狀，另外活塞上有密封圈、回位彈簧。,(3)工作情況： 離合器接合：當(dāng)壓力油經(jīng)油道進(jìn)入活塞左面的液壓缸

7、時(shí)，液壓力克服彈簧力使活塞右移，將所有離合器片壓緊。 離合器分離：當(dāng)控制閥將作用在離合器液壓缸的油壓力撤除后，離合器活塞在回位彈簧的作用下回復(fù)原位，并將缸內(nèi)的變速器油從進(jìn)油孔排出。 離合器自由間隙：離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，離合器片之間有一定的軸向間隙，以保證鋼片和摩擦片之間無(wú)軸向壓力。,工作情況,（二）制動(dòng)器,制動(dòng)器的功用是固定行星齒輪機(jī)構(gòu)中的基本元件，阻止其旋轉(zhuǎn)。在自動(dòng)變速器中常用的制動(dòng)器有濕式多片式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器兩種。,（1）片式制動(dòng)器,片式制動(dòng)器：其結(jié)構(gòu)與片式離合器相同。不同之處是制動(dòng)器從動(dòng)片的外緣花鍵齒與固定的變速器外殼連接，可軸向移動(dòng)，以便接合時(shí)將主動(dòng)件制動(dòng)，使行星齒輪機(jī)構(gòu)改組換擋

8、。該種制動(dòng)器接合的平順性好，間隙無(wú)須調(diào)整，其缺點(diǎn)是軸向尺寸大。 能通過(guò)增減摩擦片數(shù)來(lái)滿足不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，故小轎車使用很多。,片式制動(dòng)器工作過(guò)程,（2）帶式制動(dòng)器,它由制動(dòng)帶、油缸、活塞和調(diào)整件組成。外彈簧為活塞的回位彈簧。內(nèi)彈簧為旋轉(zhuǎn)鼓反作用力的緩沖彈簧，防止活塞振動(dòng)。調(diào)整點(diǎn)多在帶的支撐端，可在體外調(diào)整或拆下油底調(diào)整。擰動(dòng)調(diào)整螺栓來(lái)調(diào)整（旋緊再松23圈），調(diào)好后再用鎖緊螺母鎖緊。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于安裝，帶式制動(dòng)器軸向尺寸小可縮短變速器的長(zhǎng)度。 缺點(diǎn)：使變速器殼體上產(chǎn)生局部的高應(yīng)力區(qū)；制動(dòng)帶磨損后需要調(diào)整間隙；工作的平順性差，控制油路中多配有緩沖閥。,點(diǎn)擊播放,帶式制動(dòng)器,（三）單向離合

9、器,作用：?jiǎn)畏较蚬潭ㄐ行驱X輪機(jī)構(gòu)中某個(gè)基本元件的轉(zhuǎn)動(dòng)。 常見(jiàn)形式：滾柱斜槽式（液力變矩器常用）和楔塊式（行星齒輪變速器常用）。,單向離合器,單向離合器工作原理,四、行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)與 工作原理,（一）行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu) 由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不能滿足汽車行駛中變速變矩的需要。為了增加傳動(dòng)比的數(shù)目，可以通過(guò)增加行星齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)變速器中，兩排或多排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合在一起，用以滿足汽車行駛需要的多種傳動(dòng)比。目前，常見(jiàn)的復(fù)合式行星齒輪機(jī)構(gòu)有：辛普森式齒輪機(jī)構(gòu)和拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)。,多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般布置形式,兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)太陽(yáng)輪辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)。 有兩個(gè)太陽(yáng)輪，兩排行星

10、齒輪共用一個(gè)齒圈拉威娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)。 有些附加一套單排行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超速擋。,1.辛普森行星齒輪系統(tǒng),辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)由4個(gè)獨(dú)立的元件組成：前齒圈、前后太陽(yáng)輪組件、后行星架、前行星架和后齒圈組件。 辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)是雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)，它由兩個(gè)內(nèi)嚙合式單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合而成，能提供三個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。 前面可以加一排超速行星齒輪機(jī)構(gòu)。,辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式,1-前齒圈；2-前行星輪；3-前行星架和后齒圈組件 4-前后太陽(yáng)輪組件；5-后行星輪；6-后行星架,辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)嚙合形式,選檔桿的檔位情況 P：駐車檔 R：倒檔 N：空檔 D：前進(jìn)檔 2：高速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)檔 L：

11、低速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)檔,.辛普森式3擋行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件,（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn),B0：超速擋制動(dòng)器 F0：超速擋單向離合器 C0：超速擋離合器 B1：擋滑行制動(dòng)器 F1：擋單向離合器 C1：前進(jìn)擋離合器 B2：擋制動(dòng)器 F2：低擋單向離合器 C2：高擋及倒擋離合器 B3：低擋及倒擋制動(dòng)器,D位1擋： C0 、 F0 、 C1 、 F2工作，變速器處于D位1擋。,（1）換擋手柄位于“D”位時(shí),D位2擋：C0 、 F0 、 C1 、B2 、 F1工作，變速器處于D位2擋。,D位3擋：C0 、 F0 、 C1 、 C2工作，變速器處于D位3擋。,D位4擋：B0 、 C1 、 C2工作，變速器處于D位4擋

12、。,2位1擋：C0 、 F0 、 C1 、 F2工作，變速器處于2位1擋。,2位2擋：C0 、 F0 、 C1 、 B1 、 B2 、 F1工作，變速器處于2位2擋。,換擋手柄位于“L”位時(shí)變速器只能接通1擋。,4）換擋手柄位于“R”位時(shí)C0、 F0 、C2、B3 工作，變速器處于倒擋。,（5）換擋手柄位于“N”或“P”位時(shí),C0工作，C2、C1都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩行星排共用行星架和齒圈，小太陽(yáng)輪、短行星輪、長(zhǎng)行星輪、行星架及齒圈組成一個(gè)雙行星輪式行星排。 四個(gè)獨(dú)立元件：小太陽(yáng)輪、大太陽(yáng)輪、行星架和齒圈。,.拉維娜行星齒輪系統(tǒng),拉維娜行星齒輪系統(tǒng),拉維娜行星齒輪系統(tǒng),各擋傳遞路線為： （1）D位1擋 第一軸、小太陽(yáng)輪、短行星齒輪、長(zhǎng)行星齒輪、齒圈。 （2）D位2擋 第一軸、小太陽(yáng)輪