自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)(下)

1、典型齒輪變速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)分析 由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不能滿足汽車行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)駛中變速變矩的需要。為了增加傳動(dòng)比的數(shù)目，目， 可以通過增加行星齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。可以通過增加行星齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)變速器中，兩排或多排行星齒輪機(jī)構(gòu)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，組合在一起， 用以滿足汽車行駛需要的多用以滿足汽車行駛需要的多種傳動(dòng)比。種傳動(dòng)比。多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般布置形式多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般布置形式o兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)太陽輪兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)太陽輪辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)。o有兩個(gè)太陽輪，兩排行星齒

2、輪共用一有兩個(gè)太陽輪，兩排行星齒輪共用一個(gè)齒圈個(gè)齒圈拉威娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)拉威娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)。o有些附加一套單排行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有些附加一套單排行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超速檔超速檔辛普森辛普森行星齒輪系統(tǒng)行星齒輪系統(tǒng)o辛普森式辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)由行星齒輪機(jī)構(gòu)由4 4個(gè)獨(dú)立的元件組成：個(gè)獨(dú)立的元件組成：前齒圈前齒圈、前后太陽輪組件前后太陽輪組件、后行星架后行星架、前行星前行星架和后齒圈架和后齒圈組件組件 o辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)是雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)，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，它由兩個(gè)內(nèi)嚙合式單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合而成，能提供能提供三個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋三

3、個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。o前面可以加一排超速行星齒輪機(jī)構(gòu)前面可以加一排超速行星齒輪機(jī)構(gòu) 1-前齒圈；前齒圈；2-前行星輪；前行星輪；3-前行星架和后齒圈組件前行星架和后齒圈組件4-前后太陽輪組件；前后太陽輪組件；5-后行星輪；后行星輪；6-后行星架后行星架辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)示意圖辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)示意圖辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物結(jié)構(gòu)辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物結(jié)構(gòu)五、傳力路線o辛普森式行星齒輪變速器1、辛普森式3檔變速器（一）辛普森式行星齒輪變速器結(jié)構(gòu)與工作原理 設(shè)置有5個(gè)換檔執(zhí)行元件：2個(gè)離合器、2個(gè)制動(dòng)器和1個(gè)單向超越離合器。 5個(gè)換檔執(zhí)行元件在各擋位的工作情況見表個(gè)換檔執(zhí)行元件在各擋位的工作情

4、況見表5-1。 由表中可知，當(dāng)處于任一個(gè)檔位時(shí)，都是由表中可知，當(dāng)處于任一個(gè)檔位時(shí)，都是兩個(gè)處于工作狀態(tài)（接合、制動(dòng)或兩個(gè)處于工作狀態(tài)（接合、制動(dòng)或鎖止?fàn)顟B(tài)），鎖止?fàn)顟B(tài)），3個(gè)不工作（分離、釋放或自由狀態(tài)）。個(gè)不工作（分離、釋放或自由狀態(tài)）。 因此，換檔執(zhí)行元件的不同工作組合決定了行星齒輪變速器的傳動(dòng)方向和傳因此，換檔執(zhí)行元件的不同工作組合決定了行星齒輪變速器的傳動(dòng)方向和傳動(dòng)比，從而決定了行星齒輪變速器所處的檔位。動(dòng)比，從而決定了行星齒輪變速器所處的檔位。 3檔變速器D1D1擋，工作元件：擋，工作元件：C2C2、F1F1前行星排：齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）前行星排：齒圈輸入、行星

5、架固定、太陽輪輸出（反向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）D1檔位分析檔位分析D2檔位分析檔位分析D2擋，工作元件：擋，工作元件：C2、B1齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出D3擋，工作元件：擋，工作元件：C2、C1齒圈和太陽輪同時(shí)輸入，帶動(dòng)行星架輸出齒圈和太陽輪同時(shí)輸入，帶動(dòng)行星架輸出D3檔位分析檔位分析R檔位分析檔位分析R擋，工作元件：擋，工作元件：C1、B2太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出A341E行星齒輪變速機(jī)構(gòu)1、三排四檔 應(yīng)用三個(gè)單行星輪行星排，超速排、

6、前、后之分，太陽輪共用，前行星架和后齒圈一體，兩排有四個(gè)獨(dú)立的元件。2、四個(gè)制動(dòng)器、三個(gè)離合器、三個(gè)單向離合器組成一個(gè)四速自動(dòng)變速器。其中有十個(gè)執(zhí)行元件如下：其中：o三個(gè)多片濕式離合器 、 、o三個(gè)多片濕式制動(dòng)器 、 、 o一個(gè)帶式制動(dòng)器o兩個(gè)單向離合器 、o一個(gè)超越離合器 0C0B1B1C2B3B0F2F1F2C增加了一個(gè)超速排、辛普森雙排行星輪上增加了增加了一個(gè)超速排、辛普森雙排行星輪上增加了B2B2，F(xiàn)1F1超速排超速排超速排傳動(dòng)分析o輸入元件：行星架o輸出元件：齒圈o約束元件：太陽輪n約束方法：與變速器殼體（超速） B0 與行星架（直接檔） C0或F0辛普森行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件辛

7、普森行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件 超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B B0 0：超速擋制動(dòng)器：超速擋制動(dòng)器 F F0 0：超速擋單向離合器：超速擋單向離合器 C C0 0：超速擋離合器：超速擋離合器 B B1 1：擋滑行制動(dòng)器擋滑行制動(dòng)器 F F1 1：擋單向離合器擋單向離合器 C C1 1：前進(jìn)擋離合器：前進(jìn)擋離合器 B B2 2：擋制動(dòng)器擋制動(dòng)器 F F2 2：低擋單向離合器：低擋單向離合器 C C2 2：高擋及倒擋離合器：高擋及

8、倒擋離合器B B3 3：低擋及倒擋制動(dòng)器：低擋及倒擋制動(dòng)器C0C0：超速檔離合器，可使動(dòng)：超速檔離合器，可使動(dòng)力從超速行星架傳給太力從超速行星架傳給太陽輪陽輪C1C1：前進(jìn)檔離合器，可使動(dòng)：前進(jìn)檔離合器，可使動(dòng)力由中間軸傳給前齒圈，力由中間軸傳給前齒圈，在所有前進(jìn)在所有前進(jìn)檔檔都工作都工作C2C2：高檔、倒檔離合器，可：高檔、倒檔離合器，可使動(dòng)力由中間軸傳給前使動(dòng)力由中間軸傳給前后太陽輪，在高速檔和后太陽輪，在高速檔和倒檔工作；倒檔工作；B0B0：超速檔制動(dòng)器，制動(dòng)超：超速檔制動(dòng)器，制動(dòng)超速行星機(jī)構(gòu)的太陽輪，速行星機(jī)構(gòu)的太陽輪，只有超速檔時(shí)工作；只有超速檔時(shí)工作；B1B1：2 2檔滑行制動(dòng)器，

9、制動(dòng)前檔滑行制動(dòng)器，制動(dòng)前后太陽輪自后太陽輪自2 22 2檔時(shí)工作；檔時(shí)工作；B2B2（F1F1）：）：2 2檔制動(dòng)器，鎖止檔制動(dòng)器，鎖止F1F1的外圈，的外圈，在在D2D2、D3D3、ODOD、2222均工作。均工作。B3B3：低、倒檔制動(dòng)器，鎖止后排行星齒輪架，在：低、倒檔制動(dòng)器，鎖止后排行星齒輪架，在R R、L L檔檔工作；工作；F0F0：超速單向離合器，防止太陽輪超過行星：超速單向離合器，防止太陽輪超過行星 架，架， 除除P P、R R、ODOD均工作；均工作；F1F1：與：與B2B2一起，阻止太陽輪逆時(shí)針一起，阻止太陽輪逆時(shí)針 轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)，在D2 D2 、 2 22 2工作；工作；F2

10、F2：阻止后行架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在：阻止后行架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在D1D1時(shí)工作。時(shí)工作。執(zhí)行元件認(rèn)識(shí)執(zhí)行元件認(rèn)識(shí)3 3個(gè)離合器、個(gè)離合器、4 4個(gè)制動(dòng)器和個(gè)制動(dòng)器和3 3個(gè)單向離合器共個(gè)單向離合器共1010個(gè)。個(gè)。自動(dòng)變速器換擋手柄有六個(gè)位置：自動(dòng)變速器換擋手柄有六個(gè)位置：P P、R R、N N、D D、2 2、L L。（1 1）換擋手柄位于）換擋手柄位于“D”D”位時(shí)位時(shí)D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸

11、輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。 位擋時(shí)，離合器1和單向離合器2工作。輸入軸通過離合器1帶動(dòng)前齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因前行星架和后齒圈與輸出軸相連在汽車起步前轉(zhuǎn)速為（起步后轉(zhuǎn)速也為一個(gè)確定的低值），所以前行星輪在前齒圈的驅(qū)動(dòng)下一方面朝順時(shí)針方向作公轉(zhuǎn)，帶動(dòng)前行星架朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面作順時(shí)針方向的自轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)前、后太陽輪組件朝逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 在后行星排中，由于和輸出軸連接的后齒圈轉(zhuǎn)

12、速很低，后行星輪在后太陽輪驅(qū)動(dòng)下朝順時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩，而單向離合器2對(duì)后行星架在逆轉(zhuǎn)時(shí)具有鎖止作用，因此后行星架固定不動(dòng)，使后齒圈在后行星輪的驅(qū)動(dòng)下朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（圖224）。由此可知，位擋時(shí)，由輸入軸傳入的動(dòng)力經(jīng)前后行星排同時(shí)輸出，其目的是防止在傳遞大的扭矩時(shí)單排傳力而出現(xiàn)過載損壞。 當(dāng)汽車在位擋工作時(shí)，若駕駛員突然松開油門踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將立即降至怠速。汽車在慣性作用下仍以原車速前進(jìn)，驅(qū)動(dòng)車輪將通過自動(dòng)變速器輸出軸反向帶動(dòng)行星齒輪變速器運(yùn)轉(zhuǎn)，行星齒輪機(jī)構(gòu)的前行星架和后齒圈組件成為主動(dòng)件，前齒圈為從動(dòng)件。 當(dāng)前行星架朝順時(shí)針方向帶動(dòng)前行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于前

13、齒圈轉(zhuǎn)速當(dāng)前行星架朝順時(shí)針方向帶動(dòng)前行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于前齒圈轉(zhuǎn)速較低，前行星輪在順時(shí)針公轉(zhuǎn)的同時(shí)也朝逆時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)，從而較低，前行星輪在順時(shí)針公轉(zhuǎn)的同時(shí)也朝逆時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)前、后太陽輪組件以較高的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致后太陽輪和帶動(dòng)前、后太陽輪組件以較高的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致后太陽輪和后齒齒圈同時(shí)以較高的轉(zhuǎn)速朝順時(shí)針方向帶動(dòng)后行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使后齒齒圈同時(shí)以較高的轉(zhuǎn)速朝順時(shí)針方向帶動(dòng)后行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使后行星輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的力矩。單后行星輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的力矩。單向離合器向離合器2 2對(duì)后行星架無順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鎖止作用，后行星架在后行星對(duì)

14、后行星架無順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鎖止作用，后行星架在后行星輪的帶動(dòng)下順時(shí)針自由轉(zhuǎn)動(dòng)。輪的帶動(dòng)下順時(shí)針自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 此時(shí)，行星齒輪機(jī)構(gòu)的四個(gè)獨(dú)立元件中有兩個(gè)處于自由狀態(tài)，失去傳力作用。來自變速器輸出軸的反向力無法經(jīng)行星齒輪變速器傳給輸入軸，即在下坡時(shí)無法利用發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)阻力來實(shí)現(xiàn)汽車的減速，稱為無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。此時(shí)汽車相當(dāng)于作空擋滑行。 為使裝有自動(dòng)變速器的汽車也能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，必須讓它的擋有兩種不同的狀態(tài)，即有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和無發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。這兩種狀態(tài)的選擇通常通過改變操縱手柄的位置來實(shí)現(xiàn)。操縱手柄位于位時(shí)，擋無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，而位（或位）時(shí)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。 2）辛普森式4擋行星齒輪變速器D1擋，工作元件：擋，工作

15、元件：C0、C1、F0、F2前行星排：齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）前行星排：齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、B B2 2 、 F F1 1工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位2 2擋。擋。D位位2擋：擋：C0

16、、 F0 、 C1 、B2 、 F1工作，變速器處于工作，變速器處于D位位2擋。擋。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器D2擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C1、B2、F0、F1齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出超速擋行星超速擋行星架架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位3 3擋擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位3 3擋。擋。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器

17、D3擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C1、C2、B2、F0齒圈和太陽輪同時(shí)輸入，帶動(dòng)行星架輸出齒圈和太陽輪同時(shí)輸入，帶動(dòng)行星架輸出超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位4 4擋擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位4 4擋。擋。D D位位4 4擋擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位4 4擋。擋。2）辛普森式4擋行星齒輪變速

18、器D4擋，工作元件：擋，工作元件：C1、C2、B0、B2超速排：太陽輪固定，行星架輸入，齒圈輸出超速排：太陽輪固定，行星架輸入，齒圈輸出前排：齒圈和太陽輪同時(shí)輸入，帶動(dòng)行星架輸出前排：齒圈和太陽輪同時(shí)輸入，帶動(dòng)行星架輸出（2 2）換擋手柄位于）換擋手柄位于“2”2”位時(shí)位時(shí)2 2位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于2 2位位1 1擋。擋。2 2位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 B B1 1 、 B B2 2 、 F F1 1工作，變速工作，變速器處于器處于2 2位位2 2擋。擋

19、。（3 3）換擋手柄位于）換擋手柄位于“L”L”位時(shí)位時(shí)變速器只能接通變速器只能接通1擋。擋。 C0 、 F0 、 C1 、 B3、 F2工作工作（4 4）換擋手柄位于）換擋手柄位于“R”R”位時(shí)位時(shí) C C0 0、 F F0 0 、C C2 2、B B3 3 工作，變速器處于倒擋。工作，變速器處于倒擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈（5 5）換擋手柄位于）換擋手柄位于“N”N”或或“P”P”位時(shí)位時(shí)C C0 0工作，工作，C C2 2、

20、C C1 1都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。停車檔：停車檔：B3工作工作o由于由于C1 或或 C2沒有接合沒有接合變速器處于空檔狀態(tài)，動(dòng)變速器處于空檔狀態(tài)，動(dòng)力無法傳遞。力無法傳遞。o機(jī)械式鎖止機(jī)構(gòu)：當(dāng)變速機(jī)械式鎖止機(jī)構(gòu)：當(dāng)變速桿處于桿處于P檔位置時(shí)，停車檔位置時(shí)，停車聯(lián)鎖凸輪使停車爪上的凸聯(lián)鎖凸輪使停車爪上的凸起與聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)結(jié)合，以防起與聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)結(jié)合，以防止車輛移動(dòng)。止車輛移動(dòng)。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器R擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C2、B3、F0太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出輸入軸 大太陽輪 小太陽輪 長行星輪 短行星輪 齒圈（二）拉威娜式齒輪變速器大太陽輪小太陽輪長行星輪短行星輪齒圈1、拉維娜式4檔變速器o01M變速器1、拉維娜式4檔變速器o01M變速器傳動(dòng)系統(tǒng)剖面圖傳動(dòng)系統(tǒng)剖面圖動(dòng)力系統(tǒng)oK1 驅(qū)動(dòng)小太陽輪 oK2 驅(qū)動(dòng)大太陽輪oK3驅(qū)動(dòng)行星齒輪支架 B1 制動(dòng)行星齒輪支架 B2 制動(dòng)大太陽輪傳動(dòng)系統(tǒng)各執(zhí)行元件結(jié)合表傳動(dòng)系統(tǒng)各執(zhí)行元件結(jié)合表 元件檔位K1K2K3B1B2FN88N89N