自動變速器傳動比的計算

汽車自動變速器各檔傳動比的計算摘要：本文通過用機械基礎(chǔ)知識解析汽車自動變速器各檔傳動比，為讀者提供一種學習、鉆研汽車專業(yè)知識的方法，提高學習汽車專業(yè)知識的興趣及水平。關(guān)鍵詞：汽車自動變速器，行星齒輪機構(gòu)，傳動比汽車自動變速器中的行星齒輪機構(gòu)，通過液壓控制裝置，使各制動器、離合器、單向離合器等配合動作，能得到不同的傳動比，許多學生覺得傳動比的計算較難，不容易掌握。其實，在“汽車機械基礎(chǔ)”這門課程中，學生們學習過“齒輪傳動”和“齒輪系”兩個內(nèi)容，他們已經(jīng)接觸過“行星齒輪機構(gòu)傳動比計算”的相關(guān)內(nèi)容，只要教師進一步引導，由淺入深，循序漸進，逐步深化分析，還是能使學生們把這部分內(nèi)容消化、吸收并融會貫通的。在“汽車機械基礎(chǔ)”、“機械基礎(chǔ)”或“機械設(shè)計基礎(chǔ)”等教科書中，常以汽車差速器作為典型的行星齒輪機構(gòu)來講解傳動比問題，但是這完全是圓錐齒輪組成的行星輪系，包括兩個中心輪，即半軸齒輪，一組行星輪（四個齒輪）都是圓錐齒輪，而全部由圓柱齒輪組成的行星齒輪機構(gòu)，在汽車上最典型的例子就是自動變速器里的行星齒輪系了?！捌嚈C械基礎(chǔ)”作為汽車專業(yè)基礎(chǔ)課程，如結(jié)合汽車專業(yè)講解自動變速器中的行星齒輪機構(gòu)，有利于學生更好地掌握現(xiàn)代汽車技術(shù)，同時也能使他們的機械基礎(chǔ)、機械原理知識得到拓展和提高，對以后學習汽車專業(yè)知識更有幫助。我看了一些有關(guān)“汽車自動變速器”的教科書后，覺得在闡述自動變速器中行星齒輪機構(gòu)的傳動比方面也不夠清楚、完整?，F(xiàn)將一種典型的自動變速器行星齒輪機構(gòu)傳動比作一計算分析。機構(gòu)簡圖如下：UiJtJJ第I排超速行星齒輪組 第II、III排行星齒輪組圖中C,C,C為離合器，B,B,B,B為制動器，F(xiàn),F,F為單向離合器,0120123012共有三排行星齒輪組。第1排為超速行星齒輪組。在無超速狀態(tài)時，離合器C工作，使超速行星架與太陽輪連接，此時0n=n=n，即第1排行星齒輪組的傳動比i=—h^=1，此時，第2、3排行HI 1I 3I n3I星齒輪組的工作情況如下：一）D檔，離合器C和單向離合器F工作。輸入軸與第3排齒圈連接，輸出軸112與第2排齒圈及第3排行星架連接，傳動比應為i=時。TOC\o"1-5"\h\zD1 nHII]由于是差動行星輪系，第3排行星輪系有n 一n ZHI二一一^ffln 一n Z1I HI 3I第2排行星輪系有 =-三1n一nZ1IHI3I因單向離合器F作用，n=0，故nZ=-—II2HInZ1I 3I從⑴得；n二ZZ二-―nn+Hn+n3IZ1IZHIHI3I3I因2、3排太陽輪為一體，且從⑵得

ZZn=n=——31n =—--31n1i 1i Z3i Z Hi1i1iZ(Z)Z代入⑶n=——n——31n +―Hn +n3i ZIZ1Hi Z Hi Hi3i1i3i傳動比i=3^=1ffl班+1^+1D1 nZZZTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"Hill 3III111 3III如果2、3排太陽輪齒數(shù)相等，即Z=Z=Ziii iiii iZ+Z貝Ui=1 3i+1\o"CurrentDocument"D1 Z3III二）D檔，離合器C、制動器B和單向離合器F工作，輸入軸與第3排齒圈連2121接，輸出軸為第3排行星架，此時太陽輪不轉(zhuǎn)，即n=0iiii——Hi—:一一n—nZ——Hi—:一一n—nZ1iHi3in=Z一一(—n3iZHill3i傳動比in—3IIIZ1ITD2nZHiZn一n)+n =nHi+Z ，3iHiIZ3i其中（Z1i+Z3丿可以看作第3排行星架的當量齒數(shù)。三）D檔，3三）D檔，3離合器C1C同時工作，2艮卩n=n3i 1in—nZHI———n—n—nn—nZ3i 1i Hi1iHi3i傳動比i= =1相當于直接檔。D3nHi四）在超速狀態(tài)，可以稱為D檔，即超速檔。制動器B工作，超速太陽輪固定,40n=0。超速行星齒輪組，成為簡單行星輪系。故有：Z+Z—IZ+Z—I 3IZ3Ii3HI=1-iH=1+i=i3HI3IZ3I傳動比i= = =實<1D4niZ+Z313HI 1131其中（Z+Z）可看作超速行星架的當量齒數(shù)。超速檔時，第2、3排行星齒1I3I輪組處于直接檔。五）倒檔，離合器制動器B工作。第2排行星架固定，成為定軸輪系，輸23入軸接太陽輪。傳動比i —彳班。RnZ311 111通過以上分析，學生們能運用機械原理知識，理解、掌握自動變速器主要各檔的傳動比計算。為了提高學生學習行星齒輪機構(gòu)傳動比計算的興趣，對一些基礎(chǔ)好、學習鉆研精神足的同學，我還給他們介紹了一種采用制動器控制換檔的三排行星齒輪機構(gòu)的變速器。結(jié)構(gòu)如圖：ABC3￡5亠ABC3￡5亠H其中Z=Z=Z=28，Z=Z=Z=80，Z=Z=Z=261‘16 353' 247圖中第一排行星輪系中的齒圈3、第二排行星輪系中的行星架、第三排行星輪系中的齒圈3'為同一構(gòu)件，第二排的齒圈5、第三排的行星架與鼓輪B為同一構(gòu)件。這種行星齒輪變速器，操作簡便，只要分析剎住鼓輪A、B、C時，就可以得到不同傳動比。但計算有一定難度。現(xiàn)分析如下：（一）當剎住A時，第一排的行星架被固定。Z、Z、Z組成定軸輪系。123Z傳動比i=-—1H Z1802820（二）當剎住B時，第二排的齒圈5被固定，Z、Z、Z及HZ傳動比i=-—1H Z1802820（二）當剎住B時，第二排的齒圈5被固定，Z、Z、Z及H組成簡單行星輪‘145系。Z傳動比i =1-iH=1+ 51H 15Z1'二1+80二2827（三）當剎住C時，第三排的中心輪6被固定，傳動通過兩排行星輪系。1）Z、Z、Z及B（此時作第三排的行星架）組成簡單行星輪系。67 ‘3傳動比i—i—1—iB—1+6HB 3'B 3'6 Z3'-1+28—27—i80 20h52)Z、Z、Z及H組成差動行星輪系1' 4 5n—n Z 80 201'5n—n Z 28 75H 1'Hi—1 i —15H20聯(lián)立解得i-i」(i1H 1'H 7 5H—1)+1——+1-4727可見，對各種變速器的行星齒輪機構(gòu)，都能根據(jù)他們的機械結(jié)構(gòu)原理，弄清齒輪傳動路線，分清輪系類型，列出傳動比計算式，并解出各檔傳動比大小，掌握這個基本