自動(dòng)變速器傳動(dòng)比的計(jì)算

汽車(chē)自動(dòng)變速器各檔傳動(dòng)比的計(jì)算摘要：本文通過(guò)用機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)解析汽車(chē)自動(dòng)變速器各檔傳動(dòng)比，為讀者提供一種學(xué)習(xí)、鉆研汽車(chē)專業(yè)知識(shí)的方法，提高學(xué)習(xí)汽車(chē)專業(yè)知識(shí)的興趣及水平。關(guān)鍵詞：汽車(chē)自動(dòng)變速器，行星齒輪機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)比汽車(chē)自動(dòng)變速器中的行星齒輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)液壓控制裝置，使各制動(dòng)器、離合器、單向離合器等配合動(dòng)作，能得到不同的傳動(dòng)比，許多學(xué)生覺(jué)得傳動(dòng)比的計(jì)算較難，不容易掌握。其實(shí)，在“汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)”這門(mén)課程中，學(xué)生們學(xué)習(xí)過(guò)“齒輪傳動(dòng)”和“齒輪系”兩個(gè)內(nèi)容，他們已經(jīng)接觸過(guò)“行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算”的相關(guān)內(nèi)容，只要教師進(jìn)一步引導(dǎo)，由淺入深，循序漸進(jìn)，逐步深化分析，還是能使學(xué)生們把這部分內(nèi)容消化、吸收并融會(huì)貫通的。在“汽車(chē)機(jī)械基礎(chǔ)”、“機(jī)械基礎(chǔ)”或“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等教科書(shū)中，常以汽車(chē)差速器作為典型的行星齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)講解傳動(dòng)比問(wèn)題，但是這完全是圓錐齒輪組成的行星輪系，包括兩個(gè)中心輪，即半軸齒輪，一組行星輪（四個(gè)齒輪）都是圓錐齒輪，而全部由圓柱齒輪組成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)上最典型的例子就是自動(dòng)變速器里的行星齒輪系了?！捌?chē)機(jī)械基礎(chǔ)”作為汽車(chē)專業(yè)基礎(chǔ)課程，如結(jié)合汽車(chē)專業(yè)講解自動(dòng)變速器中的行星齒輪機(jī)構(gòu)，有利于學(xué)生更好地掌握現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)，同時(shí)也能使他們的機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械原理知識(shí)得到拓展和提高，對(duì)以后學(xué)習(xí)汽車(chē)專業(yè)知識(shí)更有幫助。我看了一些有關(guān)“汽車(chē)自動(dòng)變速器”的教科書(shū)后，覺(jué)得在闡述自動(dòng)變速器中行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比方面也不夠清楚、完整?，F(xiàn)將一種典型的自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比作一計(jì)算分析。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)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(wú)超速狀態(tài)時(shí)，離合器C工作，使超速行星架與太陽(yáng)輪連接，此時(shí)0n=n=n，即第1排行星齒輪組的傳動(dòng)比i=—h^=1，此時(shí)，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(dòng)比應(yīng)為i=時(shí)。TOC\o"1-5"\h\zD1 nHII]由于是差動(dòng)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(yáng)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(dòng)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(yáng)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(dòng)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(shí)太陽(yáng)輪不轉(zhuǎn)，即n=0iiii——Hi—:一一n—nZ——Hi—:一一n—nZ1iHi3in=Z一一(—n3iZHill3i傳動(dòng)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(dāng)量齒數(shù)。三）D檔，3三）D檔，3離合器C1C同時(shí)工作，2艮卩n=n3i 1in—nZHI———n—n—nn—nZ3i 1i Hi1iHi3i傳動(dòng)比i= =1相當(dāng)于直接檔。D3nHi四）在超速狀態(tài)，可以稱為D檔，即超速檔。制動(dòng)器B工作，超速太陽(yáng)輪固定,40n=0。超速行星齒輪組，成為簡(jiǎn)單行星輪系。故有：Z+Z—IZ+Z—I 3IZ3Ii3HI=1-iH=1+i=i3HI3IZ3I傳動(dòng)比i= = =實(shí)<1D4niZ+Z313HI 1131其中（Z+Z）可看作超速行星架的當(dāng)量齒數(shù)。超速檔時(shí)，第2、3排行星齒1I3I輪組處于直接檔。五）倒檔，離合器制動(dòng)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(yáng)輪。傳動(dòng)比i —彳班。RnZ311 111通過(guò)以上分析，學(xué)生們能運(yùn)用機(jī)械原理知識(shí)，理解、掌握自動(dòng)變速器主要各檔的傳動(dòng)比計(jì)算。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算的興趣，對(duì)一些基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)鉆研精神足的同學(xué)，我還給他們介紹了一種采用制動(dòng)器控制換檔的三排行星齒輪機(jī)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(jiǎn)便，只要分析剎住鼓輪A、B、C時(shí)，就可以得到不同傳動(dòng)比。但計(jì)算有一定難度?，F(xiàn)分析如下：（一）當(dāng)剎住A時(shí)，第一排的行星架被固定。Z、Z、Z組成定軸輪系。123Z傳動(dòng)比i=-—1H Z1802820（二）當(dāng)剎住B時(shí)，第二排的齒圈5被固定，Z、Z、Z及HZ傳動(dòng)比i=-—1H Z1802820（二）當(dāng)剎住B時(shí)，第二排的齒圈5被固定，Z、Z、Z及H組成簡(jiǎn)單行星輪‘145系。Z傳動(dòng)比i =1-iH=1+ 51H 15Z1'二1+80二2827（三）當(dāng)剎住C時(shí)，第三排的中心輪6被固定，傳動(dòng)通過(guò)兩排行星輪系。1）Z、Z、Z及B（此時(shí)作第三排的行星架）組成簡(jiǎn)單行星輪系。67 ‘3傳動(dòng)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(dòng)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(jiàn)，對(duì)各種變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)，都能根據(jù)他們的機(jī)械結(jié)構(gòu)原理，弄清齒輪傳動(dòng)路線，分清輪系類型，列出傳動(dòng)比計(jì)算式，并解出各檔傳動(dòng)比大小，掌握這個(gè)基本