第5讲 自动变速器齿轮机构.ppt

1、汽车自动变速器理论,第5讲 自动变速器齿轮机构,客车自动变速器,思考,客车与货车的1档传动比有何不同？,自动变速器齿轮机构,行星齿轮机构的结构 行星齿轮机构的分类 一般运动规律的特性方程式 确定不同传动关系,自动变速器齿轮机构,液力变矩器虽能在一定范围内自动地、无级地改变转矩比和转速比，但存在传动效率低的缺点，且变矩范围最多只能达23倍，难以满足汽车使用要求。 采用液力变矩器与齿轮式变速器串联组成的液力机械式自动变速器，可加大变矩范围，并可得到倒档和空档。,齿轮机构有两种形式： 行星齿轮变速器 定轴式齿轮变速器,行星齿轮变速器,行星齿轮变速器 = 行星齿轮机构 + 换档执行机构 行星齿轮机构：

2、 改变传动比和转动方向，即构成不同的档位，获得各档动力传递； 换档执行机构： 用于改变传动路线，可以使行星齿轮组处于不同的啮合状态，以实现档位的变换。 形式：多片摩擦式离合器，制动器，单向离合器。,行星齿轮机构的结构,行星齿轮组或行星排(gear set) 由1个太阳轮(sun gear)、1个内齿圈(ring gear)、1个行星架(planet carrier)和支承在行星架上的几个行星齿轮(planet pinion gear)组成。,结构特点： 太阳轮、内齿圈及行星架有一个共同的固定轴线； 行星小齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和内齿圈啮合； 当行星齿轮组运转时，行

3、星齿轮既可围绕行星齿轮轴旋转（自转），又可在齿圈内行走，围绕太阳轮旋转（公转）； 采用斜齿常啮合，结构紧凑。,行星齿轮机构的分类,1）按照齿轮的啮合方式分类 内啮合式（结构紧凑，传动效率高，在汽车自动变速器中被广泛应用）； 外啮合式（在汽车上应用较少）；,行星齿轮机构的分类,2）按照齿轮的排数（组数）不同，行星齿轮机构分为： 单排行星齿轮机构 多排行星齿轮机构,行星齿轮机构的分类,3)按照太阳轮与齿圈之间行星齿轮的组数不同，行星齿轮机构分为： 单行星行星排 双行星行星排,一般运动规律的特性方程式,太阳轮转速nt，齿数Zt 齿圈转速nq，齿数Zq 行星架转速nj 内齿圈齿数与太阳轮齿数比a，行星

4、齿轮组（排）特性参数 a= Zq/ Zt,不考虑摩擦、等速运动时，行星轮对太阳轮、内齿圈、行星架作用力为Pt、Pq、Pj,行星轮平衡,行星轮对内齿圈作用力矩,行星轮对太阳轮作用力矩,则有,因为,所以,由三转矩之和为零,单行星排理论内转矩关系式,根据能量守恒，输入输出功率代数和为零,Rt,Ptr,一般运动规律的特性方程式,在太阳轮、内齿圈和行星架这三个元件中，可任选其中两个分别作为主动件和从动件，而使另一个固定不动(即使其转速为O，也称为制动)，或使其运动受到一定约束(即该元件转速为定值)，则整个轮系以一定的传动比传递动力。 即可以得到确定的速比。 在单排行星齿轮机构中，行星轮只有中间轮(惰轮)

5、的作用，因此方程式中没有行星轮参数，传动比取决于太阳轮齿数Zt和内齿圈齿数Zq，与行星齿轮的齿数无关。,1.减速运动,1)内齿圈固定，太阳轮为主动件且顺时针转动，而行星架则为从动件 太阳轮顺时针转动，则行星轮应为逆时针转动，但由于内齿圈固定，行星齿轮在逆时针转动的同时会在齿圈内壁顺时针爬行，并带动行星架顺时针转动将动力输出。 结果行星轮不仅存在逆时针自转，并且在行星架的带动下，绕太阳轮中心轴线顺时针公转。,太阳轮是小齿轮，行星架没有具体齿数，定义行星架的当量齿数等于太阳轮和内齿圈齿数之和。 属于小齿轮带动最大的齿轮，是一种减速运动且有最大的传动比。,1.减速传动,1）将内齿圈固定，以太阳轮为主

6、动件，行星架为从动件 根据一般运动规律的特性方程式： nt+a nq=(a+1) nj 因nq=0，故传动比 i= nt / nj =1+ a =1+ Zq/ Zt 由于Zq远大于Zt ，故可得较大的传动比（ i 2） 减速增矩传动,1.减速传动,2）将太阳轮固定，以内齿圈为主动件，行星架为从动件 齿圈顺时针转动,会使行星轮在固定的太阳轮上滚动,并带动行星架顺时针转动。,1.减速传动,2）将太阳轮固定，以内齿圈为主动件，行星架为从动件 根据一般运动规律的特性方程式： nt+a nq=(a+1) nj 因nt=0，故传动比 i= nq / nj =(1+ a) / a =1+ Zt/ Zq 由于

7、Zt小于Zq ，故（ 1 i 2） 减速增矩传动,1.减速传动,3）行星架固定，太阳轮为主动件且顺时针转动，而内齿圈则作为从动件,行星齿轮只能自转，不能公转 定轴式齿轮传动,由于行星架被固定，行星齿轮的轴线被固定,属于定轴传动，太阳轮顺时针转动，行星轮逆时针转动，而行星轮又带动齿圈逆时针转动，内齿圈的旋转方向和太阳轮相反。 在定轴传动中，行星轮起了过渡轮的作用，改变了从动件内齿圈的旋向。,1.减速传动,3）将行星架固定，以太阳轮为主动件，内齿圈为从动件 根据一般运动规律的特性方程式： nt+a nq=(a+1) nj 因nj=0，故传动比 i= nt / nq = - a = - Zq/ Zt

8、 由于Zq大于Zt ，故 | i | 1 减速增矩倒挡传动,行星齿轮只能自转，不能公转 定轴式齿轮传动,2.加速传动,1）将内齿圈固定，以行星架为主动件，太阳轮为从动件 根据一般运动规律的特性方程式： nt+a nq=(a+1) nj 因nq=0，故传动比 i= nj / nt =1/ (1+ a) = Zt / (Zt + Zq) 由于Zt远小于Zq ，故可得较大的传动比（ i 1） 加速减矩传动，相当于超速挡,2.加速传动,2)太阳轮固定，行星架为主动件且顺时针转动，内齿圈为从动件,当行星架顺时转动时，会驱动行星轮在固定的太阳轮上向前滚动并带动内齿圈顺时针转动，并将动力输出。 在这里，主动

9、件行星架的旋转方向和从动件内齿圈相同。由于行星架是一个当量齿数最大的齿轮，因此从动的内齿圈以增速的方式输出，两者间传动比小于1。,2.加速传动,2）将太阳轮固定，以行星架为主动件，内齿圈为从动件 根据一般运动规律的特性方程式： nt+a nq=(a+1) nj 因nt=0，故传动比 i= nj/ nq= a / (1+ a) =Zq / (Zt + Zq) 由于Zt 远小于Zq ，故（ i 1） 加速减矩传动,2.加速传动,3）将行星架固定，以内齿圈为主动件，太阳轮为从动件 根据一般运动规律的特性方程式： nt+a nq=(a+1) nj 因nj=0，故传动比 i= nq / nt = - 1/a = - Zt/ Zq 由于Zq大于Zt ，故 | i | 1 加速减矩倒挡传动,行星齿轮只能自转，不能公转 定轴式齿轮传动,3.自由转动,如果所有的元件都不受约束，可以自由转动，则行星齿轮机构失去传动作用，此种状态相当于空档。,4.直接传动,太阳轮和齿圈为主动件，