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行星齿轮变速器的结构原理 柳州职业技术学院 熊炳福 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩，但变矩比不大，变速范围不宽，远不能满足汽车使用工况的需要。为进一步增大扭矩，扩大其变速范围，提高汽车的适应能力，在液力变矩器后面又装一个辅助变速器――有级式齿轮变速器。该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执行元件组成。行星齿轮机构通常由多个行星排组成．行星排的多少与档数的多少有关，其基本结构和工作原理，可用最简单的单排行星齿轮机构说明。 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 1、单排行星齿轮机构的结构组成 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 1）单排行星齿轮机构的三个基本元件是：太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架。 （2）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，这些行星齿轮与太阳齿轮相啮合，并一般均匀布置在太阳齿轮周围；外面是同行星齿轮相啮合的齿圈。 （3）单排行星齿轮机构通过固定不同的元件或改变联锁关系，可得出不同的传动状态。 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 2、行星齿轮工作原理 行星齿轮及行星齿轮架 齿圈 太阳齿轮 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 (1)行星齿轮机构运动规律 ·设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分别为Z1、Z2、Z3；齿圈与太阳轮的齿数比为α。则根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式： ·n1+αn2-(1+α)n3=0 和 Z1+Z2=Z3 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 （2）行星齿轮机构各种运动情况分析 ·由上式可看出，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在太阳轮、齿圈和行星架这三个基本构件中，任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一元件固定不动(即使该元件转速为0)，或使其运动受一定的约束(即该元件的转速为某定值)，则机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传递动力。下面分别讨论各种情况。 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 在 n3= n1 或n2= n3 时，同时可得 n1= n2= n3。故，若使三元件中的任何两个元件连成一体旋转，则第三元件转速必与二者转速相等，即行星排按直接挡传动，传动比i=1 ·即所有元件都不受约束，可以自由转动，则行星齿轮机构失去传动作用，此种状态相当于空挡 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 3、行星齿轮机构在自动变速器上的应用 ·在现代汽车行星齿轮变速器中，广泛地采用了辛普森式（Simpson）双排行星齿轮机构和拉维奈尔赫 （Ravigneaux）式复合行星齿轮机构。 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 下图为丰田A340E自动变速器的行星齿轮机构（辛普森式（Simpson）双排行星齿轮机构 ） ·有三个行星排，可组合出四个档位 ·不同行星排有的元件是公用的 ·固定元件的动作由制动器和单向离合器完成 丰田A340E自动变速器的行星齿轮机构 一、行星齿轮变速机构的结构与工作原理 除了上图为丰田A340E自动变速器的行星齿轮机构，辛普森式（Simpson）双排行星齿轮机构外。我们还要认识下面两种自动变速器的行星齿轮机构 １“拉维奈尔赫” （Ravigneaux ）式复合行星齿轮机构 ２CR——CR复合行星齿轮机构 上面两种自动变速器的行星齿轮机构的特点和具体结构构成请同学们先完成认识 一汽大众０１Ｍ自动变速器的行星齿轮机构 丰田Ｕ340E自动变速器的行星齿轮机构 二、自动变速器换档执行机构 自动变速器换档执行机构与普通手动变速器换档执行机构不同，自动变速器的离合器、制动器、单向锁止离合器代替了普通手动变速器中的同步器，而且完全由电、液系统实现自动控制。 ·行星齿轮变速器的换档执行元件包括换挡离合器、换挡制动器和单向离器。 离合器 二、自动变速器换档执行机构 1、离合器的结构原理 ·换挡离合器为湿式多片离合器，当液压使活塞把主动片和从动片压紧时，离合器接合；当工作液从活塞缸排出时，回位弹簧使活塞后退，使离合器分离。 （1）离合器的作用 ·连接作用 将行星齿轮机构中某一元件与输入部分相连，使该元件成为主动元件。 ·连锁作用 将行星齿轮机构中任意二元件连锁为一体，使三个元件具有相同的转速。这时行星齿轮机构作为一个刚性整体，实现直接传动。 二、自动变速器换档执行机构 （2）离合器的组成 ·摩擦片 一般用纸质浸树脂材料做成，也有用铜基烧结粉末冶金做成。一般自动变速器的离合器摩擦片的个数为3～5个，其中低速档和倒档离合器摩擦片的个数较多。 ·压板 一般