第三章行星齒輪變速器結(jié)構(gòu)與工作原理學(xué)習目標：掌握行星齒輪機構(gòu)變速原理掌握辛普森式自動變速器行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及四速自動換擋原理掌握拉威娜式自動變速器行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及四速自動換擋原理掌握自動變速器施力裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理了解五速、六速自動變速器變速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理3.1齒輪傳動的一般規(guī)律齒輪傳動的特點：優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、可靠、效率高、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動速度和功率范圍廣缺點：加工、安裝精度要求高、不宜遠距離傳動3.1.1齒輪傳動的組成組成：主動齒輪與從動齒輪

圖3-1齒輪傳動機構(gòu)3.1.2齒輪的轉(zhuǎn)速與傳動比3.1.3齒輪的傳動規(guī)律

漸開線齒輪的傳動比等于兩齒輪基圓半徑的反比，也是齒數(shù)的反比。3.2行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與傳動原理3.2.1行星齒輪機構(gòu)的組成圖3-5單排行星齒輪機構(gòu)1-太陽輪；2-行星輪；3-齒圈；4-太陽輪輸入軸；5-行星輪軸；6-行星架；7-行星架輸出軸3.2.2單排行星齒輪機構(gòu)的運動規(guī)律無任何元件固定，無固定傳動比固定某一元件，有固定傳動比固定兩元件，三元件一同旋轉(zhuǎn)3.2.3行星齒輪機構(gòu)的變速原理圖3-6單排行星齒輪機構(gòu)各種傳動方案輸入運動規(guī)律分析：序號傳動特性方案固定主動從動應(yīng)用1大減速比(a)齒圈太陽輪行星架各種減速機，汽車變速器等。2大增速比(d)齒圈行星架太陽輪應(yīng)用相對較小。3小減速比(e)太陽輪齒圈行星架汽車自動變速器減速擋。4小增速比(b)太陽輪行星架齒圈汽車自動變速器超速擋。5減速反向(c)行星架太陽輪齒圈汽車自動變速器倒擋。6增速反向(f)行星架齒圈太陽輪應(yīng)用相對較小。表3-1行星齒輪機構(gòu)傳動方案選配表3.2.4多排行星齒輪機構(gòu)圖3-7多排行星齒輪機構(gòu)序號輸入端輸入元件輸出端輸出元件固定元件傳動比i1件1前齒圈件3前行星架及后齒圈件4>1(較大)2件1前齒圈件6后行星架件4約等13件1前齒圈件3后齒圈件6>1(較小)4件1前齒圈件6無傳動5件4共用太陽輪件3后齒圈件6<-16件4共用太陽輪件6無傳動7件1及件4前齒圈/太陽輪件3前行星架及后齒圈18件1及件4前齒圈/太陽輪件6后行星架1表3-2雙排行星齒輪機構(gòu)傳動方案特性表3.2.5行星齒輪傳動的優(yōu)缺點：優(yōu)點：⑴體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大⑵傳動效率高⑶傳動比較大，可實現(xiàn)運動的合成與分解⑷運動平穩(wěn)缺點：材料價格高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造安裝困難3.3行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機構(gòu)的工作原理3.3.1離合器1、離合器的作用⑴變速器動力的輸入或輸出⑵連接行星齒輪機構(gòu)中的兩個部件2、離合器的組成圖3-6三檔辛普森自動變速器的后排離合器3、離合器的工作過程3.3.2制動器1、制動器的分類及組成⑴濕式多片制動器⑵帶式制動器圖3-8帶式制動器結(jié)構(gòu)帶式制動器分類：①單邊式和雙邊式②直接作用式和間接作用式2、離合器和片式制動器的區(qū)別⑴所連接元件：離合器連接軸；制動器不連接軸⑵所連接元件數(shù)量：離合器最多可連接兩個行星排元件；一組制動器只能固定一個⑶離合器是旋轉(zhuǎn)的；制動器是固定的3.3.3單向離合器使內(nèi)座圈與外座圈只能相對一個方向旋轉(zhuǎn)滾柱式單向離合器1-外座圈；2-滾子；3-彈簧；4-內(nèi)座圈圖3-9楔塊式單向離合器1-外座圈；2-卡塊；3-彈簧；4-內(nèi)座圈3.4典型行星齒輪傳動原理及工作分析3.4.1辛普森式行星齒輪傳動原理圖3-10辛普森自動變速器結(jié)構(gòu)

施力裝置

擋位離合器制動器單向離合器C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2D前進擋1擋接合接合輔助鎖止2擋接合接合鎖止輔助鎖止3（直接擋）接合接合接合輔助4（超速擋）接合接合鎖止強制（手動）2擋接合接合鎖止輔助強制（手動）1擋接合接合鎖止輔助R（倒）擋接合接合鎖止輔助表3-3四速辛普森式自動變速器施力裝置作用表1、四速辛普森式汽車自動變速器的施力裝置1）C0：連接超速行星排的齒圈與行星架2）F0：連接超速行星排的齒圈與行星架3）B0：固定超速行星排的太陽輪4）C1：連接前傳動軸與后傳動軸5）C2：連接前傳動軸與太陽輪6）F1：連接B2與太陽輪，限制太陽輪逆時針轉(zhuǎn)動7）B1：固定太陽輪8）B2：固定F1外圈，與F1配合限制太陽輪逆時針轉(zhuǎn)動9）F2：連接殼體與前行星架10）B3：連接殼體與前行星架2、辛普森式行星齒輪機構(gòu)的傳動路線（1）D位3檔傳動路線（2）D位2檔傳動路線（3）D位1檔傳動路線（4）D位4檔傳動路線（5）強制（手動）2檔傳動路線動作元件：C0、C1、B1傳動路線與D2相同有發(fā)動機制動（6）強制（手動）1檔傳動路線動作元件：C0、C1、B3

傳動路線與D1相同有發(fā)動機制動（7）倒檔傳動路線3.4.2拉威娜式行星齒輪傳動原理工作過程：1）小太陽輪輸入，行星架固定Ⅰ、短行星輪反轉(zhuǎn)→長行星輪正轉(zhuǎn)→內(nèi)齒圈正向減速Ⅱ、短行星輪反轉(zhuǎn)→長行星輪正轉(zhuǎn)→大太陽輪反向減速2）行星架輸入，小太陽輪固定短行星輪正轉(zhuǎn)→長行星輪反轉(zhuǎn)→齒圈正轉(zhuǎn)3）小太陽輪與行星架固定一體傳動拉威娜式自動變速器的結(jié)構(gòu)特點圖3-19拉威娜式自動變速器行星齒輪機構(gòu)行星架、小行星輪、大行星輪均可作為輸入；齒圈作為輸出1、拉威娜式行星齒輪機構(gòu)的施力裝置1）前進檔離合器C1：驅(qū)動小太陽輪2）直接檔及倒檔離合器C2：驅(qū)動大太陽輪3）強制低檔離合器C3：驅(qū)動小太陽輪4）超速檔離合器C4：驅(qū)動行星架5）2檔及4檔制動器B1：固定大太陽輪6）低速檔及倒檔制動器B2：固定行星架7）低檔單向離合器F1：單方向固定行星架8）前進擋單向離合器F2：連接輸入軸與小太陽輪2、拉威娜式自動變速器齒輪機構(gòu)動力傳遞路線1）行星架制動，小太陽輪輸入傳動路線：小太陽輪→短行星齒輪→長行星齒輪→內(nèi)齒圈→輸出軸2）大太陽輪制動，小太陽輪輸入傳動路線：小太陽輪→段行星齒輪→長行星齒輪→內(nèi)齒圈→輸出軸3）大太陽輪制動，行星架輸入傳動路線：行星架→長行星齒輪→內(nèi)齒圈→輸出軸4）行星架制動，大太陽輪輸入傳動路線：大太陽輪→長行星齒輪→內(nèi)齒圈→輸出軸1）D位1檔傳動路線圖3-21D位1擋傳動路線C1-前進擋離合器；F1-低擋單向離合器；F2-前進擋向離合器小太陽輪→短行星齒輪→長行星齒輪→內(nèi)齒圈→輸出軸2）D位2檔傳動路線圖3-22D位2擋傳動路線C1-前進擋離合器；F2-前進擋單向離合器；B1-2擋/4擋制動器小太陽輪→段行星齒輪→長行星齒輪→內(nèi)齒圈→輸出軸3）D位3檔傳動路線圖3-23D位3擋傳動路線C1-前進擋離合器；C2-直接擋及倒擋離合器；F2-前進擋向離合器一體傳動4）D位4檔傳動路線圖3-24D位4擋傳動路線

C3-超速擋離合器；B1-2擋及4擋制動器行星架→長太陽輪→內(nèi)齒圈→輸出軸5）倒檔傳動路線圖3-25倒擋傳動路線C2-直接擋/倒擋離合器；B2-低速擋/倒擋制動器大太陽輪→長行星輪→內(nèi)齒圈→輸出軸6）L1檔傳動路線圖3-21L1擋傳動路線示意C3-強制低擋離合器；B2-低速擋/倒擋制動器動力傳動與D1相同，有發(fā)動機制動3.5具有五速以上檔位的自動變速器3.5.1五速前進檔自動變速器1.D位1檔施力元件：B1、B2、C3、F1、F2（輔助）傳動路線：前排齒圈輸入→前排行星架（減速）→后排齒圈→后排行星架（減速）→中排齒圈→中排行星架（減速）→輸出軸B1、C3作用：減少換擋沖擊D位1檔具有發(fā)動機反拖功能D位2檔施力元件：B2、C1、C3、F2（輔助）D位3檔施力元件：B2、C1、C2D位4檔施力元件：C1、C2、C3D位5檔施力元件：B1、C2、C3S鍵按下時R位施力元件：B1、B3、C3、F1W鍵按下時R位施力元件：B4、C1、C33.5.2六速自動變速器ZF6HP26變速器的換擋執(zhí)行元件：1）離合器C1：連接前排行星架與拉威娜式小太陽輪2）離合器C2：連接輸入軸與拉威娜式行星排行星架3）離合器C3：連接前排行星架與拉威娜式大太陽輪4）制動器B1：固定拉威娜式大太陽輪5）制動器B2：固定拉威娜式行星排行星架6）單向離合器F：阻止拉威娜式行星排行星架逆時針方向轉(zhuǎn)動1.D位1檔2.D位2檔3.D位3檔4.D位4檔5.D位5檔6.D位6檔7.R位3.5.3七速自動變速器奔馳722.9型自動變速器3.5.4八速以上自動變速器奔馳、奧迪、寶馬、雷克薩斯等高端車型本章小結(jié)1．齒輪傳動是應(yīng)用極為廣泛的傳動形式之一。其特點是能夠傳遞任意兩軸間的運動和動力，傳動平穩(wěn)、可靠，效率高，壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動速度和功率范圍廣。行星齒輪機構(gòu)是一種優(yōu)秀的齒輪傳動設(shè)計機構(gòu)，由于行星齒輪機構(gòu)具有傳動比大、占據(jù)空間小的顯著優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用到汽車自動變速器之中。最簡單的行星齒輪機構(gòu)，由一個太陽輪，一個內(nèi)齒輪，一個行星架及若干行星齒輪組成，內(nèi)齒輪也稱齒圈或齒環(huán)。一個簡單的行星齒輪機構(gòu)也稱一個行星排，由多個行星排串聯(lián)在一起組成多排行星齒輪機構(gòu)。2．自動變速器換擋依靠各施力裝置的相關(guān)動作，控制行星齒輪機構(gòu)三個基本元件太陽輪，一個內(nèi)齒輪，一個行星架的運動，若需要變速傳動，必須一個輸入，一個固定，一個輸出；若需要等速傳動，即直接擋，必須兩個基本元件固定在一起作為輸入或輸出；若不需要傳動，即空擋，則三個基本元件均不固定。施力裝置主要有離合器、制動器、單向離合器。3．四速辛普森式行星齒輪系統(tǒng)是汽車自動變速器的一種常見復(fù)合行星齒輪結(jié)構(gòu)，由兩個行星排組成，共用一個太陽輪軸，兩個行星排中一個齒圈和另一個行星排的行星架連接，共同連接輸出軸。其特點是軸向尺寸較長，但徑向尺寸小，因此辛普森式汽車自動變速器主要適于前置后驅(qū)動汽車。4．四速拉威娜式行星齒輪系統(tǒng)是汽車自動變速器的另一種常見復(fù)合行星齒輪結(jié)構(gòu)，它由兩個行星排組成，共用一個齒圈和一個行星架，且齒圈連接輸出軸，后太陽輪（小太陽輪）軸穿過前太陽輪（大太陽輪）軸，行星架軸穿過小太陽輪軸，三者均可單獨或組合可以作為動力輸入。其特點是軸向尺寸小，輸出可進一步減速，帶動差速器及兩半軸，驅(qū)動車輪，因此