歷史學(xué)第三章行星齒輪機(jī)構(gòu)課件

§3行星齒輪機(jī)構(gòu)§3.1簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)§3.2SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)§3.3SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件及檢修§3行星齒輪機(jī)構(gòu)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)§3.1簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)§3行星齒輪1§3.1簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)一、簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二、簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理1、行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的條件2、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)工作情況分析§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)§3.1簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)一、簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)§32太陽(yáng)輪S（SunGear）齒圈R（RingGear）行星架C（PlanetaryCarrier）§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)1、在行星輪系中，太陽(yáng)輪、齒圈和行星輪為常嚙合；2、太陽(yáng)輪、行星架和齒圈三者的軸線同軸，星星輪軸繞三者的軸線旋轉(zhuǎn)，故行星齒輪變速機(jī)構(gòu)又稱旋轉(zhuǎn)軸線式變速機(jī)構(gòu)。太陽(yáng)輪S§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)1、在行星輪系3§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——?jiǎng)恿鬟f條件1、行星齒輪系的傳動(dòng)，取決于太陽(yáng)輪、行星架和齒圈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。傳動(dòng)比計(jì)算也與三者有關(guān)。2、行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的條件：1）將三者中的任意兩個(gè)結(jié)合在一起，作為輸入或輸出；2）將三者中的任意一個(gè)固定，另外兩個(gè)分別作為輸入和輸出。3）如果三個(gè)均為自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則行星齒輪不能傳動(dòng)，相當(dāng)于空檔。行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的條件§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——?jiǎng)恿鬟f條件1、行4單排行星齒輪機(jī)構(gòu)工作分析§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析一、固定一個(gè)元件時(shí)Zc=Zr+Zs1、固定齒圈1）太陽(yáng)輪主動(dòng)，行星架從動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況如圖a所示。傳動(dòng)比i=Zc/Zs﹥2減速增扭、低速檔2）行星架主動(dòng)，太陽(yáng)輪從動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況如圖b所示。傳動(dòng)比i=Zs/Zc﹤0.5增速降扭超速齒數(shù)太陽(yáng)輪Zs齒圈Zr行星架Zc單排行星齒輪機(jī)構(gòu)工作分析§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)5§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析2、太陽(yáng)輪固定1）齒圈主動(dòng)，行星架從動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況如圖a所示。傳動(dòng)比i=1﹤Zc/Zr﹤1.5減速增扭、低速檔2）行星架主動(dòng)，齒圈從動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況如圖b所示。傳動(dòng)比i=0.5﹤Zr/Zc﹤1增速降扭超速當(dāng)齒數(shù)太陽(yáng)輪Zs齒圈Zr行星架ZcZc=Zr+Zs§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析2、太陽(yáng)輪6§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析齒數(shù)太陽(yáng)輪Zs齒圈Zr行星架ZcZc=Zr+Zs3、行星架固定1）太陽(yáng)輪主動(dòng)，齒圈從動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況如圖a所示。傳動(dòng)比i=-Zr/Zs﹥1減速增扭、低速檔2）齒圈主動(dòng)，太陽(yáng)輪從動(dòng)運(yùn)動(dòng)情況如圖b所示。傳動(dòng)比i=-Zs/Zr﹤1增速降扭超速當(dāng)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析齒數(shù)Zc=7§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析齒數(shù)太陽(yáng)輪Zs齒圈Zr行星架Zc二、任意兩個(gè)元件結(jié)合在一起，做主動(dòng)或從動(dòng)1、當(dāng)任意兩個(gè)元件結(jié)合在一起時(shí)，三個(gè)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，轉(zhuǎn)速相同，傳動(dòng)比為1。相當(dāng)于直接檔。2、此時(shí)行星齒輪靜止不動(dòng)，沒(méi)有自轉(zhuǎn)，只有公轉(zhuǎn)。Zc=Zr+Zs§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析齒數(shù)二、任8§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析主動(dòng)件固定件從動(dòng)件傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向變速檔位太陽(yáng)輪S齒圈R行星架?=1+Zr/Zs（2.5～5）同向減速一檔行星架齒圈R太陽(yáng)輪S?=Zs/Zc（0.2～0.4）同向超速齒圈R太陽(yáng)輪S行星架?=1+Zs/Zr（1.25～1.67）同向減速二檔行星架太陽(yáng)輪S齒圈R?=Zr/Zc（0.6～0.8）同向超速超速檔太陽(yáng)輪S行星架齒圈R?=－Zr/Zs（1.5～4）反向減速倒檔齒圈R行星架太陽(yáng)輪S?=－Zs/Zr反向超速任兩元件無(wú)另一件?=1同向等速直接檔§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析主動(dòng)件固定91、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)

ns+αnr-（1+α）nc=0；其中α=Zr/Zs2、多排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的計(jì)算（以兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)為例）※

已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2※公式：ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0①ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0②※條件：（根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)找出三個(gè)相等要素）例：ns1＝ns2；

①nr1＝nc2；②

nc1＝０③§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析1、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)10舉例：某三速變速器如下圖所示，前齒圈輸入，后齒圈輸出。前行星架和后齒圈連接在一起，前、后太陽(yáng)輪連接在一起。求各檔傳動(dòng)比。已知：兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)完全相同，Zr1=Zr2、Zs1=Zs1?！?行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析舉例：§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析11§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析已知：α1=Zr1/Zs1＝66/30＝2.2；α2=Zr2/Zs2＝66/30＝2.2

公式：ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0；（１）ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0；（２）條件：

nc1=nr2；①ns1＝ns2；②nc2＝０③?=nr1／nr2＝［α2＋（1＋α1）］/α1＝（1＋2α）/α＝（1＋2×2.20）/2.20＝2.45§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——簡(jiǎn)單行星齒輪機(jī)構(gòu)——工作分析已知：α112§3.2SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)一、普通SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)（一）SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)（二）SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作情況分析二、改進(jìn)SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)§3.2SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)一、普通SIMPSON行13§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1、齒輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1、齒14§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)15§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)后兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：前齒圈與后行星架連接，前后太陽(yáng)輪一體，大小相同，前行星架和后齒圈獨(dú)立?！?行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)后兩排16C0：超速檔離合器，除超速檔外均工作（P、R、N、D、2、L）；C1：前進(jìn)檔離合器，除倒檔外均工作（手柄在D、2、L位置）；C2：高檔、倒檔離合器，D3、OD、R檔工作；B0：超速檔制動(dòng)器，只有OD檔時(shí)工作；B1：2檔滑行制動(dòng)器，自22檔時(shí)工作；§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)B2（F1）：2檔制動(dòng)器在D2、D3、OD、22均工作。B3：低、倒檔制動(dòng)器，在R、L檔工作；F0：超速檔離單向合器，防止太陽(yáng)輪超過(guò)行星架，除P、R、OD均工作；F1：與B2一起，阻止太陽(yáng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)，在D2、22工作；F2：阻止前行架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在D1時(shí)工作。2、執(zhí)行元件認(rèn)識(shí)3個(gè)離合器、4個(gè)制動(dòng)器和3個(gè)單項(xiàng)離合器共10個(gè)。C0：超速檔離合器，除超速檔外均工作（P、R、N、D、2、L173、SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理1）D1和21檔C0、C1、F2、Ｆ2工作該檔無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理3、SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理1）D1和21檔C018已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2公式：ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0；（１）ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0；（２）條件：nr1＝nc2；①ns1＝ns2；②nc1＝０③

?=nr2／nr1＝［α2＋（1＋α1）］/α2＝1＋(1+α1）/α2

＝1+（Zs1＋Zr1）

／Zr2§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理傳動(dòng)比計(jì)算已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2?=192）D２檔C0、C1、Ｂ２、Ｆ0、F1工作該檔無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理2）D２檔C0、C1、Ｂ２、Ｆ0、F1工作§3行星齒輪20§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2公式：

ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0；（１）ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0；（２）條件：nr1＝nc2；①ns1＝ns2；②ns1＝０③

?＝nr２/

nc2

＝Zc2/Zr2

＝1＋1/α2

傳動(dòng)比計(jì)算§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理已知21所有太陽(yáng)輪、行星架和齒圈都同步旋轉(zhuǎn)，行星輪只有公轉(zhuǎn)沒(méi)有自轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比為1。§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理3）D3檔C0、C1、C2、Ｂ2、F0工作該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果所有太陽(yáng)輪、行星架和齒圈都同步旋轉(zhuǎn)，行星輪只有公轉(zhuǎn)沒(méi)§3行22OD檔時(shí)，后兩排齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1，變速器的傳動(dòng)比取決于超速行星排，其傳動(dòng)比為：iOD=nc0/nr0=Zr0/Zc0§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理4）OD檔C1、C2、B0、Ｂ2工作該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果OD檔時(shí)，后兩排齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1，變速器的傳動(dòng)比取§323該檔時(shí)，變速器一般不升檔，其動(dòng)力傳遞路線及傳動(dòng)比與D1、21時(shí)相同，與以上兩檔的區(qū)別是該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果。5）L檔C0、C1、Ｂ3、F0工作該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理該檔時(shí)，變速器一般不升檔，其動(dòng)力傳遞路線及傳動(dòng)比與D1、2124該檔為2位置的第二個(gè)檔，其傳動(dòng)比與D2相同，與之不同的是該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。6）22檔C0、C1、Ｂ1、B2、F0、F1工作該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理該檔為2位置的第二個(gè)檔，其傳動(dòng)比與D2相同，與之不同的是6）25該檔的傳動(dòng)比為iR=-Zs1/Zr17）R檔C0、C2、Ｂ3、F0工作該檔有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理該檔的傳動(dòng)比為iR=-Zs1/Zr17）R檔C0、C2269）P檔C0、B3工作該檔時(shí)，變速器的輸出軸被鎖止，使車輛能可靠停駐。雖然B3工作，但由于C1、C2不工作，因此變速器內(nèi)沒(méi)有動(dòng)力傳遞。此時(shí)使B3工作的主要原因是為了避免變速器從P檔移至R檔時(shí)，C2和B3同時(shí)充油開(kāi)始接合，若兩者速度不一致，就會(huì)導(dǎo)致?lián)Q檔沖擊。§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理8）N檔C0工作由于C1、C2沒(méi)有工作，變矩器到變速器輸出軸的路線是中斷的，沒(méi)有動(dòng)力輸出。9）P檔C0、B3工作§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMP274、單向離合器的作用1）改善換檔品質(zhì)若沒(méi)有單向離合器，變速器在自動(dòng)升降檔過(guò)程中，若執(zhí)行元件的充泄油速度配合不好，有可能會(huì)出現(xiàn)短時(shí)動(dòng)力中斷，造成換檔沖擊；或者可能造成齒輪機(jī)構(gòu)短時(shí)的運(yùn)動(dòng)干涉。2）使變速器帶檔滑行若沒(méi)有單向離合器，變速器在所有檔位都有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，要想滑行必須和手動(dòng)變速器一樣，把手柄放到N檔。有了單向離合器后，凡有單向離合器（FO除外）工作的檔均沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)變速器的帶檔滑行。一般來(lái)說(shuō)，選檔手柄每個(gè)位置的最高檔位都有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)效果，如L、22、D3、OD、R檔等。§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理4、單向離合器的作用§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星281、改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)C1：倒檔離合器；C2：高檔離合器；C3：前進(jìn)檔離合器；C4：前進(jìn)檔強(qiáng)制離合器；B1：帶式制動(dòng)器；B2：低、倒檔制動(dòng)器；F1：向前單向離合器；F2：低檔單向離合器1）前齒圈與后行架連接并作為動(dòng)的輸出元件。雙星排不共用太陽(yáng)輪。2）動(dòng)力輸入有三：?后太陽(yáng)輪；?前太陽(yáng)輪——C1工作，實(shí)現(xiàn)倒檔；?前行星架——C2工作，實(shí)現(xiàn)直接檔和超速檔。1、改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)29§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)2、改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理1）D1檔：C3、F1、F2工作無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)傳動(dòng)比：?=ns2／nc2=Zc2/Zs2=Z后行星架/Z后太陽(yáng)輪=（Z后齒圈＋Z后太陽(yáng)輪）/Z后太陽(yáng)2）L檔：C4、B2工作有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)2、改30§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)3）D2檔：C3、F1、B1工作無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)4）22檔：C4、B1工作有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)3）D312檔傳動(dòng)比計(jì)算ns1＋α1nr1－（1＋α1）nc1=0；ns2＋α2nr2－（1＋α2）nc2=0；?ns1=0?nr1=nc2?nc1=nr2i=ns2／nc2=（1＋α1＋α2）/（1＋α1）=（1＋Z后齒圈/Z后太陽(yáng)輪＋Z前齒圈/Z前太陽(yáng)輪）/（1＋Z前齒圈/Z前太陽(yáng)輪）§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)2檔傳動(dòng)比計(jì)算§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星32§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)5）D3檔：C2、C3、F1工作無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)傳動(dòng)比為16）33檔：C2、C4工作有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)傳動(dòng)比為1§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)5）D33i=nc1／nr1=Zr1/Zc1=Z前齒圈/（Z前齒圈＋Z前太陽(yáng)輪）7）OD檔：C2、B1工作有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)i=nc1／nr17）OD檔：§3行星齒輪機(jī)構(gòu)—34§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)7）R檔：C1、B2工作有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)

i=ns1／nr1=Zr1/Zs1=Z前齒圈/Z前太陽(yáng)輪§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——改進(jìn)型SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)7）R35§3行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件3、執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)1）離合器

將兩個(gè)運(yùn)動(dòng)部件連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方式和檔位的變換?！?行星齒輪機(jī)構(gòu)——SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件3362）離合器單向閥1）離合器的充油和泄油要通過(guò)同一條油道；2）旋轉(zhuǎn)離心力可以改善充油效果，但會(huì)減慢泄油速度，影響換檔質(zhì)量。3）單向閥在不影