历史学第三章行星齿轮机构课件

§3行星齿轮机构§3.1简单的行星齿轮机构§3.2SIMPSON行星齿轮机构§3.3SIMPSON行星齿轮机构的执行元件及检修§3行星齿轮机构§3行星齿轮机构§3.1简单的行星齿轮机构§3行星齿轮1§3.1简单的行星齿轮机构一、简单行星齿轮机构的结构二、简单行星齿轮机构的工作原理1、行星齿轮机构实现动力传递的条件2、单排行星齿轮机构工作情况分析§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构§3.1简单的行星齿轮机构一、简单行星齿轮机构的结构§32太阳轮S（SunGear）齿圈R（RingGear）行星架C（PlanetaryCarrier）§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构1、在行星轮系中，太阳轮、齿圈和行星轮为常啮合；2、太阳轮、行星架和齿圈三者的轴线同轴，星星轮轴绕三者的轴线旋转，故行星齿轮变速机构又称旋转轴线式变速机构。太阳轮S§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构1、在行星轮系3§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——动力传递条件1、行星齿轮系的传动，取决于太阳轮、行星架和齿圈的运动状态。传动比计算也与三者有关。2、行星齿轮机构实现传动的条件：1）将三者中的任意两个结合在一起，作为输入或输出；2）将三者中的任意一个固定，另外两个分别作为输入和输出。3）如果三个均为自由转动，则行星齿轮不能传动，相当于空档。行星齿轮机构实现动力传递的条件§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——动力传递条件1、行4单排行星齿轮机构工作分析§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析一、固定一个元件时Zc=Zr+Zs1、固定齿圈1）太阳轮主动，行星架从动运动情况如图a所示。传动比i=Zc/Zs﹥2减速增扭、低速档2）行星架主动，太阳轮从动运动情况如图b所示。传动比i=Zs/Zc﹤0.5增速降扭超速齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc单排行星齿轮机构工作分析§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机5§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析2、太阳轮固定1）齿圈主动，行星架从动运动情况如图a所示。传动比i=1﹤Zc/Zr﹤1.5减速增扭、低速档2）行星架主动，齿圈从动运动情况如图b所示。传动比i=0.5﹤Zr/Zc﹤1增速降扭超速当齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架ZcZc=Zr+Zs§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析2、太阳轮6§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架ZcZc=Zr+Zs3、行星架固定1）太阳轮主动，齿圈从动运动情况如图a所示。传动比i=-Zr/Zs﹥1减速增扭、低速档2）齿圈主动，太阳轮从动运动情况如图b所示。传动比i=-Zs/Zr﹤1增速降扭超速当§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析齿数Zc=7§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc二、任意两个元件结合在一起，做主动或从动1、当任意两个元件结合在一起时，三个元件的转动方向相同，转速相同，传动比为1。相当于直接档。2、此时行星齿轮静止不动，没有自转，只有公转。Zc=Zr+Zs§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析齿数二、任8§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析主动件固定件从动件传动比转向变速档位太阳轮S齿圈R行星架і=1+Zr/Zs（2.5～5）同向减速一档行星架齿圈R太阳轮Sі=Zs/Zc（0.2～0.4）同向超速齿圈R太阳轮S行星架і=1+Zs/Zr（1.25～1.67）同向减速二档行星架太阳轮S齿圈Rі=Zr/Zc（0.6～0.8）同向超速超速档太阳轮S行星架齿圈Rі=－Zr/Zs（1.5～4）反向减速倒档齿圈R行星架太阳轮Sі=－Zs/Zr反向超速任两元件无另一件і=1同向等速直接档§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析主动件固定91、单排行星齿轮机构

ns+αnr-（1+α）nc=0；其中α=Zr/Zs2、多排行星齿轮机构传动比的计算（以两排行星齿轮机构为例）※

已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2※公式：ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0①ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0②※条件：（根据行星齿轮机构的连接关系和运动特点找出三个相等要素）例：ns1＝ns2；

①nr1＝nc2；②

nc1＝０③§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析1、单排行星齿轮机构§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构10举例：某三速变速器如下图所示，前齿圈输入，后齿圈输出。前行星架和后齿圈连接在一起，前、后太阳轮连接在一起。求各档传动比。已知：两排行星齿轮机构的参数完全相同，Zr1=Zr2、Zs1=Zs1。§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析举例：§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析11§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——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）条件：

nc1=nr2；①ns1＝ns2；②nc2＝０③і=nr1／nr2＝［α2＋（1＋α1）］/α1＝（1＋2α）/α＝（1＋2×2.20）/2.20＝2.45§3行星齿轮机构——简单行星齿轮机构——工作分析已知：α112§3.2SIMPSON行星齿轮机构一、普通SIMPSON行星齿轮机构（一）SIMPSON行星齿轮机构的结构（二）SIMPSON行星齿轮机构的工作情况分析二、改进SIMPSON行星齿轮机构§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构§3.2SIMPSON行星齿轮机构一、普通SIMPSON行13§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构1、齿轮机构认识§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构1、齿14§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构15§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构后两排行星齿轮机构特点：前齿圈与后行星架连接，前后太阳轮一体，大小相同，前行星架和后齿圈独立。§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构后两排16C0：超速档离合器，除超速档外均工作（P、R、N、D、2、L）；C1：前进档离合器，除倒档外均工作（手柄在D、2、L位置）；C2：高档、倒档离合器，D3、OD、R档工作；B0：超速档制动器，只有OD档时工作；B1：2档滑行制动器，自22档时工作；§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的结构B2（F1）：2档制动器在D2、D3、OD、22均工作。B3：低、倒档制动器，在R、L档工作；F0：超速档离单向合器，防止太阳轮超过行星架，除P、R、OD均工作；F1：与B2一起，阻止太阳轮逆时针转，在D2、22工作；F2：阻止前行架逆时针转动，在D1时工作。2、执行元件认识3个离合器、4个制动器和3个单项离合器共10个。C0：超速档离合器，除超速档外均工作（P、R、N、D、2、L173、SIMPSON齿轮机构的工作原理1）D1和21档C0、C1、F2、Ｆ2工作该档无发动机制动效果§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理3、SIMPSON齿轮机构的工作原理1）D1和21档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）条件：nr1＝nc2；①ns1＝ns2；②nc1＝０③

і=nr2／nr1＝［α2＋（1＋α1）］/α2＝1＋(1+α1）/α2

＝1+（Zs1＋Zr1）

／Zr2§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理传动比计算已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2і=192）D２档C0、C1、Ｂ２、Ｆ0、F1工作该档无发动机制动效果§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理2）D２档C0、C1、Ｂ２、Ｆ0、F1工作§3行星齿轮20§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2公式：

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

і＝nr２/

nc2

＝Zc2/Zr2

＝1＋1/α2

传动比计算§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理已知21所有太阳轮、行星架和齿圈都同步旋转，行星轮只有公转没有自转，传动比为1。§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理3）D3档C0、C1、C2、Ｂ2、F0工作该档有发动机制动效果所有太阳轮、行星架和齿圈都同步旋转，行星轮只有公转没§3行22OD档时，后两排齿轮机构的传动比为1，变速器的传动比取决于超速行星排，其传动比为：iOD=nc0/nr0=Zr0/Zc0§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理4）OD档C1、C2、B0、Ｂ2工作该档有发动机制动效果OD档时，后两排齿轮机构的传动比为1，变速器的传动比取§323该档时，变速器一般不升档，其动力传递路线及传动比与D1、21时相同，与以上两档的区别是该档有发动机制动效果。5）L档C0、C1、Ｂ3、F0工作该档有发动机制动效果§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理该档时，变速器一般不升档，其动力传递路线及传动比与D1、2124该档为2位置的第二个档，其传动比与D2相同，与之不同的是该档有发动机制动。6）22档C0、C1、Ｂ1、B2、F0、F1工作该档有发动机制动效果§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理该档为2位置的第二个档，其传动比与D2相同，与之不同的是6）25该档的传动比为iR=-Zs1/Zr17）R档C0、C2、Ｂ3、F0工作该档有发动机制动效果§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理该档的传动比为iR=-Zs1/Zr17）R档C0、C2269）P档C0、B3工作该档时，变速器的输出轴被锁止，使车辆能可靠停驻。虽然B3工作，但由于C1、C2不工作，因此变速器内没有动力传递。此时使B3工作的主要原因是为了避免变速器从P档移至R档时，C2和B3同时充油开始接合，若两者速度不一致，就会导致换档冲击。§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理8）N档C0工作由于C1、C2没有工作，变矩器到变速器输出轴的路线是中断的，没有动力输出。9）P档C0、B3工作§3行星齿轮机构——SIMP274、单向离合器的作用1）改善换档品质若没有单向离合器，变速器在自动升降档过程中，若执行元件的充泄油速度配合不好，有可能会出现短时动力中断，造成换档冲击；或者可能造成齿轮机构短时的运动干涉。2）使变速器带档滑行若没有单向离合器，变速器在所有档位都有发动机制动，要想滑行必须和手动变速器一样，把手柄放到N档。有了单向离合器后，凡有单向离合器（FO除外）工作的档均没有发动机制动，可以实现变速器的带档滑行。一般来说，选档手柄每个位置的最高档位都有发动机制动效果，如L、22、D3、OD、R档等。§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构工作原理4、单向离合器的作用§3行星齿轮机构——SIMPSON行星281、改进型SIMPSON行星齿轮机构的结构§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构C1：倒档离合器；C2：高档离合器；C3：前进档离合器；C4：前进档强制离合器；B1：带式制动器；B2：低、倒档制动器；F1：向前单向离合器；F2：低档单向离合器1）前齿圈与后行架连接并作为动的输出元件。双星排不共用太阳轮。2）动力输入有三：ⓐ后太阳轮；ⓑ前太阳轮——C1工作，实现倒档；ⓒ前行星架——C2工作，实现直接档和超速档。1、改进型SIMPSON行星齿轮机构的结构§3行星齿轮机构29§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构2、改进型SIMPSON行星齿轮机构工作原理1）D1档：C3、F1、F2工作无发动机制动传动比：і=ns2／nc2=Zc2/Zs2=Z后行星架/Z后太阳轮=（Z后齿圈＋Z后太阳轮）/Z后太阳2）L档：C4、B2工作有发动机制动§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构2、改30§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构3）D2档：C3、F1、B1工作无发动机制动4）22档：C4、B1工作有发动机制动§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构3）D312档传动比计算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后齿圈/Z后太阳轮＋Z前齿圈/Z前太阳轮）/（1＋Z前齿圈/Z前太阳轮）§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构2档传动比计算§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星32§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构5）D3档：C2、C3、F1工作无发动机制动传动比为16）33档：C2、C4工作有发动机制动传动比为1§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构5）D33i=nc1／nr1=Zr1/Zc1=Z前齿圈/（Z前齿圈＋Z前太阳轮）7）OD档：C2、B1工作有发动机制动§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构i=nc1／nr17）OD档：§3行星齿轮机构—34§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构7）R档：C1、B2工作有发动机制动

i=ns1／nr1=Zr1/Zs1=Z前齿圈/Z前太阳轮§3行星齿轮机构——改进型SIMPSON行星齿轮机构7）R35§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的执行元件3、执行元件的结构1）离合器

将两个运动部件连接起来，实现运动方式和档位的变换。§3行星齿轮机构——SIMPSON行星齿轮机构的执行元件3362）离合器单向阀1）离合器的充油和泄油要通过同一条油道；2）旋转离心力可以改善充油效果，但会减慢泄油速度，影响换档质量。3）单向阀在不影