劉志忠：自動(dòng)變速器拉維納速比分析.doc

自動(dòng)變速器拉維納行星齒輪典型結(jié)構(gòu)速比分析劉志忠，賈麗娜（河北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車工程系）【摘要】汽車自動(dòng)變速器行星齒輪的基本結(jié)構(gòu)之一為拉維納（Ravigneavx）結(jié)構(gòu)。大眾01V自動(dòng)變速器齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)包括一組拉維納齒系和一個(gè)輸出齒輪組（單行星排），拉維納齒系和單行星排共齒圈，可實(shí)現(xiàn)5個(gè)前進(jìn)速比。汽車自動(dòng)變速器行星齒輪的基本結(jié)構(gòu)之一為拉維納（Ravigneavx）結(jié)構(gòu)。如圖-1所示，拉維納行星排的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：？拉維納行星排的傳動(dòng)規(guī)律：？大眾01V自動(dòng)變速器齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括一組拉維納齒系和一個(gè)輸出齒輪組（單行星排），并且，拉維納齒系和單行星排共齒圈。換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：4個(gè)離合器、3個(gè)制動(dòng)器和1個(gè)單向離合器。離合器C1、C2 和C3用于拉維納行星齒輪組，C1用于將動(dòng)力傳給拉維納齒系小太陽輪；C2用于將動(dòng)力傳給拉維納齒系大太陽輪；C3用于將動(dòng)力傳給拉維納齒系行星架。C4用于接合輸出單行星排的齒圈和太陽輪。制動(dòng)器Bl用于制動(dòng)拉維納齒系大太陽輪；制動(dòng)器B2用于制動(dòng)拉維納齒系行星架；B3用于制動(dòng)輸出單行星排的太陽輪。單向離合器F用于單向阻止拉維納行星架的逆時(shí)針（逆向曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向）轉(zhuǎn)動(dòng)。C1C2C3C4B1B2B3F1檔2檔3檔4檔5檔R檔-工作圖1 大眾01V自動(dòng)變速器拉維納結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)規(guī)律 速比分析：N1+N2=（1+）N3 = Z2 /Z1N4N2=（1+）N3 = Z2 /Z4 N01+N02=（1+）N03 = Z02 /Z01N02= N2其中：N1為拉維納齒系大太陽輪的轉(zhuǎn)速；Z1為拉維納齒系大太陽輪的齒數(shù)；N2為拉維納齒系齒圈的轉(zhuǎn)速；Z2為拉維納齒系齒圈的齒數(shù)；N3為拉維納齒系行星架的轉(zhuǎn)速；N4為拉維納齒系小太陽輪的轉(zhuǎn)速；Z4為拉維納齒系小太陽輪的齒數(shù)；N01為輸出單行星排太陽輪的轉(zhuǎn)速；Z01為輸出單行星排太陽輪的齒數(shù)；N02為輸出行星排齒圈的轉(zhuǎn)速；Z02為輸出行星排齒圈的齒數(shù)；N03為輸出行星排行星架的轉(zhuǎn)速。1 1檔動(dòng)力傳遞1.1 動(dòng)力傳遞分析1檔動(dòng)力傳遞如圖4所示。離合器Cl、制動(dòng)器B3、單向離合器F工作。離合器C1驅(qū)動(dòng)小太陽輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，短行星輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)行星輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但其齒圈是輸出元件運(yùn)動(dòng)阻力大，所以行星架有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，由于單向離合器F阻止行星架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 因此拉維納行星齒輪組的齒圈只能被長(zhǎng)行星輪驅(qū)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并將動(dòng)力傳給輸出齒輪組的齒圈。在輸出行星齒輪組中，制動(dòng)器B3固定輸出單行星排的太陽輪，因此齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)行星架，在固定的太陽輪上順時(shí)針滾動(dòng)將動(dòng)力輸出。圖4 大眾01V 1檔動(dòng)力傳遞1.2 速比分析N4N2=（1+）N3 = Z2 /Z4N01+N02=（1+）N03 = Z02 /Z01 其中：N3=0 N01=0 N02= N2i1= N4/ N03=/2 2檔動(dòng)力傳遞2.1 動(dòng)力傳遞分析 2檔動(dòng)力傳遞如圖5所示。離合器Cl、制動(dòng)器B1、制動(dòng)器B3工作。離合器Cl驅(qū)動(dòng)小太陽輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，短行星輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于制動(dòng)器B1固定了大太陽輪，長(zhǎng)行星輪在小太陽輪上順時(shí)針滾動(dòng)的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳給輸出單行星排的齒圈。輸出單行星排的齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)行星架，使其在被制動(dòng)器B3固定的太陽輪上順時(shí)針滾動(dòng)，再次減速將動(dòng)力輸出。圖5 大眾01V 2檔動(dòng)力傳遞2.2 速比分析N1+N2=（1+）N3 = Z2 /Z1N4N2=（1+）N3 = Z2 /Z4N01+N02=（1+）N03 = Z02 /Z01其中：N1=0 N01=0 N02= N2故：i2= N4/ N03=（1+）（1+2+）/（1+）3 3檔動(dòng)力傳遞3.1 3檔動(dòng)力傳遞分析3檔動(dòng)力傳遞如圖6所示。離合器C1、C4、制動(dòng)器B1工作。拉維納行星齒輪組的工作情況與2檔時(shí)相同，在輸出單行星排，離合器C4工作，將動(dòng)力傳給太陽輪使其與齒圈同步轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力輸出，輸出單行星排傳動(dòng)比為1。圖6 大眾01V 3檔動(dòng)力傳遞3.2 速比分析N1+N2=（1+）N3 = Z2 /Z1N4N2=（1+）N3 = Z2 /Z4其中：N1=0 N03=N02= N2故：i3= N4/ N03=（1+（2+）/（1+）4 4檔動(dòng)力傳遞4檔動(dòng)力傳遞如圖7所示。離合器C1、C3、C4工作。拉維納行星齒輪組的后太陽輪和行星架同時(shí)從離合器Cl、C3獲得動(dòng)力，各元件整體轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)比為1。輸出單行星排與3檔時(shí)相同，離合器C4工作，將動(dòng)力傳給太陽輪，使其與齒圈同步轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力輸出，在輸出單行星排傳動(dòng)比也為1，為直接檔。圖7 大眾01V 4檔動(dòng)力傳遞5 5檔動(dòng)力傳遞5.1 動(dòng)力傳遞分析5檔動(dòng)力傳遞如圖8所示。離合器C3、C4、制動(dòng)器B1工作。拉維納行星齒輪組的前太陽輪被制動(dòng)器B1固定，行星架從離合器C3獲得動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)齒圈超速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)比小于1。輸出單行星排與3、4檔時(shí)相同，離合器C4使太陽輪與齒圈同步轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力輸出，在輸出單行星排傳動(dòng)比為1，此檔為超速擋。圖8 大眾01V 5檔動(dòng)力傳遞3.6.2 速比分析N1+N2=（1+）N3 = Z2 /Z1N4N2=（1+）N3 = Z2 /Z4其中：N1=0 N02= N2故：i5= N4/ N03=（+）/（1+）6 R檔動(dòng)力傳遞6.1 動(dòng)力傳遞分析R檔動(dòng)力傳遞如圖9所示。離合器C2、制動(dòng)器B2、制動(dòng)器B3工作。拉維納行星齒輪組的行星架被制動(dòng)器B2固定，前太陽輪從離合器C2獲得動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)齒圈反向轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)器B3固定輸出單行星排的太陽輪，齒圈驅(qū)動(dòng)行星架再次減速，反向驅(qū)動(dòng)車輛倒駛。圖9 大眾01V R