拉維奈爾赫行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)與工作原理講解

1、單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 1 項(xiàng)目（項(xiàng)目（5） 拉維奈爾赫行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)與工作原理拉維奈爾赫行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)與工作原理 1、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)與表示方法、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)與表示方法 （1）拉維奈爾赫式行星齒輪機(jī)構(gòu)仿真與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表示方法）拉維奈爾赫式行星齒輪機(jī)構(gòu)仿真與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表示方法 圖圖3-55拉維奈爾赫式齒輪機(jī)構(gòu)仿真與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖拉維奈爾赫式齒輪機(jī)構(gòu)仿真與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 2 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 3 拉維奈爾赫式行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物圖拉維奈爾赫式行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物圖 單元三

2、單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 4 圖圖3-623-62拉維奈爾赫式變速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)剖視仿真示意圖拉維奈爾赫式變速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)剖視仿真示意圖 （2）用仿真與示意結(jié)合方式表示拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置）用仿真與示意結(jié)合方式表示拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 5 用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表示拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表示拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置 B2B1F1 C3C1 C2 圖圖3-60拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 6 2、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置

3、（、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置（01M）結(jié)構(gòu)與工作原理）結(jié)構(gòu)與工作原理 拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置由兩行星排組成，每級(jí)拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置由兩行星排組成，每級(jí) 行星排也是由太陽(yáng)輪、行星輪及架、齒圈三部分組成，輪與行星排也是由太陽(yáng)輪、行星輪及架、齒圈三部分組成，輪與 輪之間裝有離合器或單向離合器，輪與殼體間有制動(dòng)器，通輪之間裝有離合器或單向離合器，輪與殼體間有制動(dòng)器，通 過(guò)離合器、單向離合器和制動(dòng)器，對(duì)三輪進(jìn)行不同的連接或過(guò)離合器、單向離合器和制動(dòng)器，對(duì)三輪進(jìn)行不同的連接或 制動(dòng)組合，使變速器得到各種檔位的輸出。制動(dòng)組合，使變速器得到各種檔位的輸出。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行

4、星齒輪變速裝置 7 3、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置傳動(dòng)比的計(jì)算、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置傳動(dòng)比的計(jì)算 （1）用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比）用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比 前排是單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方程為：前排是單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方程為： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （ （1） 后排是單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方程為：后排是單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)方程為： 2n122n2（ （12）2n3=0 （2） 根據(jù)已知條件，解聯(lián)立方式即可將傳動(dòng)比計(jì)算出來(lái)。根據(jù)已知條件，解聯(lián)立方式即可將傳動(dòng)比計(jì)算出來(lái)。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 8 （2）用矢量作圖法計(jì)算傳動(dòng)比）用矢

5、量作圖法計(jì)算傳動(dòng)比 1）確定拉維奈爾赫式自動(dòng)變速器矢量圖的垂直線段）確定拉維奈爾赫式自動(dòng)變速器矢量圖的垂直線段 S1 小太陽(yáng)輪 1 -1 行星架 齒圈R1 C1 S2 1 行星架 齒圈 大太陽(yáng)輪 C2 R2 S1 小太陽(yáng)輪 1 -1 行星架 齒圈R1 C1 S2 1 行星架 齒圈 大太陽(yáng)輪 C2 R2 1 -1 S2 S2 S2 S2 S2 S1 S1S1 S1 S1 RRRRR R R R RRRR R RRR R R R R C CC C C C CC C C C C C C C C C CC C S S S S SS S S S S S S S S n3 n3n3 n3 n3 n3n3

6、n3 n3 n2 n2 n2 n2 n2n2n2 n1 n1 n1n1 n1 n1 n1 n2 n2 n1 n1 行星架 齒圈 太陽(yáng)輪 R 1 -1 n2 n2n2 n2 n1 n1 n1 n3 n1 S1 S2 小太陽(yáng)輪 大太陽(yáng)輪 行星架 齒圈 圖圖1 圖圖2 圖圖3 拉維奈爾赫式自動(dòng)變速器矢量圖的垂直線段畫(huà)法拉維奈爾赫式自動(dòng)變速器矢量圖的垂直線段畫(huà)法 如圖如圖1所示，前排是單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)矢量圖所示，前排是單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)矢量圖R2 C2 S2分別為前排齒圈、行分別為前排齒圈、行 星架和大太陽(yáng)輪。星架和大太陽(yáng)輪。 如圖如圖2所示，后排是單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)矢量圖如圖所示，后排是單排

7、雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)矢量圖如圖2所示。所示。C1 R1 S1為后排行為后排行 星架、齒圈、和小太陽(yáng)輪。星架、齒圈、和小太陽(yáng)輪。 圖圖3為兩行星排各組件在垂直線段為兩行星排各組件在垂直線段S2 C R S2上的位置，其中后排小太陽(yáng)輪上的位置，其中后排小太陽(yáng)輪S1在最在最 上面，前排大太陽(yáng)輪上面，前排大太陽(yáng)輪S1在最下面，在最下面，R為共用齒圈，為共用齒圈，C為共用行星架為共用行星架, S2C=， CR=1，RS1=-1。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 9 2）拉維奈爾赫式自動(dòng)變速器矢量圖的畫(huà)法）拉維奈爾赫式自動(dòng)變速器矢量圖的畫(huà)法 首先在圖首先在圖3上從上從S1或或R或或C或或S2四

8、點(diǎn)右向水平畫(huà)出輸入元件矢量四點(diǎn)右向水平畫(huà)出輸入元件矢量n1或或n2或或n3 （n1 小太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；小太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；n2 齒圈轉(zhuǎn)速；齒圈轉(zhuǎn)速；n3 行星架轉(zhuǎn)速；行星架轉(zhuǎn)速； n4 大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速； 右方向?yàn)轫槙r(shí)針，左方向?yàn)槟鏁r(shí)針）。右方向?yàn)轫槙r(shí)針，左方向?yàn)槟鏁r(shí)針）。 將輸入元件水平線段端點(diǎn)與制動(dòng)元件點(diǎn)（矢量為將輸入元件水平線段端點(diǎn)與制動(dòng)元件點(diǎn)（矢量為0）的連線（或延長(zhǎng)線）的連線（或延長(zhǎng)線） 與輸出元件水平線段交點(diǎn)所確定的矢量線即為輸出元件的矢量（轉(zhuǎn)速大小和與輸出元件水平線段交點(diǎn)所確定的矢量線即為輸出元件的矢量（轉(zhuǎn)速大小和 方向）。右方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)，左方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。方向）。右方向?yàn)?/p>

9、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左方向?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。 我們可以嚴(yán)格按比例畫(huà)出矢量圖線段的長(zhǎng)度用相似三角形來(lái)計(jì)算拉維奈爾我們可以嚴(yán)格按比例畫(huà)出矢量圖線段的長(zhǎng)度用相似三角形來(lái)計(jì)算拉維奈爾 赫式自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)輸入元件與輸出元件的傳動(dòng)比，從而確定輸出赫式自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)輸入元件與輸出元件的傳動(dòng)比，從而確定輸出 元件的矢量（轉(zhuǎn)速大小和方向）。元件的矢量（轉(zhuǎn)速大小和方向）。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 10 4、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置機(jī)構(gòu)各檔傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算、拉維奈爾赫式行星齒輪變速裝置機(jī)構(gòu)各檔傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算 表3-4 拉維奈爾赫式變速器執(zhí)行元件工作表 檔位 C1C2C3B1

10、B2F R D1 D2 D3 D4 L1 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 11 （1）D1檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算 1）D1檔轉(zhuǎn)檔轉(zhuǎn) 矩傳動(dòng)分析矩傳動(dòng)分析 C1-前進(jìn)離前進(jìn)離 合器；合器； C2- 高倒離合器；高倒離合器； B1-2檔制動(dòng)檔制動(dòng) 器；器； B2-低低 倒制動(dòng)器倒制動(dòng)器 F-1檔單向檔單向 離合器離合器 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 12 B2B1F1 C3C1 C2 圖圖3-64b D1檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 13 1）D1

11、檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析 從圖從圖3-643-64可知，離合器可知，離合器C1C1工作后，把后排小太陽(yáng)輪與渦輪連成一體，于工作后，把后排小太陽(yáng)輪與渦輪連成一體，于 是小太陽(yáng)輪便主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，短行星輪必逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合），是小太陽(yáng)輪便主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，短行星輪必逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合）， 長(zhǎng)行星輪必順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合），行星架以小太陽(yáng)輪為軸逆時(shí)針旋長(zhǎng)行星輪必順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合），行星架以小太陽(yáng)輪為軸逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn)，但行星架逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)被單向離合器轉(zhuǎn)，但行星架逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)被單向離合器F F鎖止制動(dòng)，于是長(zhǎng)短行星輪便在鎖止制動(dòng)，于是長(zhǎng)短行星輪便在 行星架上自轉(zhuǎn)，長(zhǎng)行星輪驅(qū)動(dòng)齒

12、圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪內(nèi)嚙合）而輸出動(dòng)力。行星架上自轉(zhuǎn)，長(zhǎng)行星輪驅(qū)動(dòng)齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪內(nèi)嚙合）而輸出動(dòng)力。 前排長(zhǎng)行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，前排大太陽(yáng)輪逆時(shí)針空轉(zhuǎn)，對(duì)后排輸出無(wú)干前排長(zhǎng)行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，前排大太陽(yáng)輪逆時(shí)針空轉(zhuǎn)，對(duì)后排輸出無(wú)干 涉涉。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 14 圖圖3-64c D 3-64c D1 1檔時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 檔時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 15 2）D1檔傳動(dòng)比的計(jì)算檔傳動(dòng)比的計(jì)算 從圖可知，該變速器從圖可知，該變速器D1檔是制動(dòng)行星架，后排太陽(yáng)輪檔是制動(dòng)行星架，后排太陽(yáng)輪 輸入

13、，因此后行星排直接輸出，只用單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)輸入，因此后行星排直接輸出，只用單排雙級(jí)行星齒輪機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程便可計(jì)算出構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程便可計(jì)算出D1檔傳動(dòng)比。檔傳動(dòng)比。 單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程為：?jiǎn)闻烹p級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程為： 2n122n2（12）2n3=0 式中：式中： 2n1、2n2、2n3為后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、為后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、 齒圈轉(zhuǎn)速和行星架轉(zhuǎn)速；齒圈轉(zhuǎn)速和行星架轉(zhuǎn)速；2為齒圈齒數(shù)與后排太陽(yáng)輪齒數(shù)為齒圈齒數(shù)與后排太陽(yáng)輪齒數(shù) 之比之比21。 因因2n3=0 將將2n3=0代入方程代入方程 2n122n2（12）2n3=0中中 得：得： 2n122n2 =0

14、2n1 =22n2 2n1/2n2 =2 即傳動(dòng)比即傳動(dòng)比i= 2n1/2n2 =21 即即D1檔傳動(dòng)同向減速增矩。檔傳動(dòng)同向減速增矩。 用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算D1檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 16 用矢量圖法算用矢量圖法算D1檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 S1 S1 RR R RR C C C C C Rn2 n2n2 n2 n1 n3 n1 1 1 1 11 -12 -12 -12 -12-1 2 1 1 1 1 1 2 2 S1 2S1 2 S1 1 S1 1 S1 1 S1 1 1 2 n1 2 n1 2 n2 S1 2 根據(jù)相似三角形傳動(dòng)比根據(jù)相似三角形

15、傳動(dòng)比i=D1=2n1/n2= （2-1+1)/1=21，即，即D1檔為同向減檔為同向減 速增矩速增矩 D1檔加速時(shí)后排傳動(dòng)矢量圖如右圖檔加速時(shí)后排傳動(dòng)矢量圖如右圖 所示。所示。 在垂直線段在垂直線段1S1CR2S1上過(guò)上過(guò)2S1點(diǎn)畫(huà)點(diǎn)畫(huà) 右向矢量線右向矢量線2n1（小太陽(yáng)輪輸入）。（小太陽(yáng)輪輸入）。 連接連接2n1端點(diǎn)和端點(diǎn)和C點(diǎn)（因行星架制點(diǎn)（因行星架制 動(dòng)動(dòng)C點(diǎn)矢量為點(diǎn)矢量為0）與過(guò)）與過(guò)R點(diǎn)水平線相交點(diǎn)水平線相交 得得n2，n2即為齒圈輸出矢量（轉(zhuǎn)速與即為齒圈輸出矢量（轉(zhuǎn)速與 方向）。方向）。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 17 3）D位位D1檔汽車滑行傳動(dòng)原理（知識(shí)

16、拓展內(nèi)容）檔汽車滑行傳動(dòng)原理（知識(shí)拓展內(nèi)容） 圖圖3-66aD3-66aD1 1檔滑行時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖檔滑行時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 18 D1檔汽車滑行時(shí)傳動(dòng)原理檔汽車滑行時(shí)傳動(dòng)原理 圖圖3-66所示為所示為D1 檔汽車滑行時(shí)傳動(dòng)原理圖。從圖可知，抬加檔汽車滑行時(shí)傳動(dòng)原理圖。從圖可知，抬加 速踏板瞬間，汽車因慣性作用仍按原速行駛，使輸出軸即齒圈速踏板瞬間，汽車因慣性作用仍按原速行駛，使輸出軸即齒圈 按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 此時(shí)離合器此時(shí)離合器C1仍工作，所以抬加速踏板則使小太陽(yáng)輪低速順仍工作，所以抬加速

17、踏板則使小太陽(yáng)輪低速順 轉(zhuǎn)，于是便產(chǎn)生了以下傳動(dòng)情況：齒圈由原來(lái)輸出變成滑行時(shí)轉(zhuǎn)，于是便產(chǎn)生了以下傳動(dòng)情況：齒圈由原來(lái)輸出變成滑行時(shí) 的輸入按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，長(zhǎng)行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪內(nèi)的輸入按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，長(zhǎng)行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪內(nèi) 嚙合），短行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合）空轉(zhuǎn)，使行星嚙合），短行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合）空轉(zhuǎn)，使行星 架順轉(zhuǎn)，單向離合器架順轉(zhuǎn)，單向離合器F1解鎖。解鎖。 可見(jiàn)滑行時(shí)通過(guò)行星架的順時(shí)針空轉(zhuǎn)使小太陽(yáng)輪不干涉發(fā)動(dòng)可見(jiàn)滑行時(shí)通過(guò)行星架的順時(shí)針空轉(zhuǎn)使小太陽(yáng)輪不干涉發(fā)動(dòng) 機(jī)的順時(shí)針低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)滑行無(wú)制動(dòng)作用。機(jī)的順時(shí)針低速運(yùn)轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)滑行無(wú)制動(dòng)

18、作用。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 19 B2B1F1 C3C1 C2 圖圖3-66b D3-66b D1 1檔滑行時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖檔滑行時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 20 圖圖3-66c D 3-66c D1 1檔滑行時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 檔滑行時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 21 （2）D2檔動(dòng)力傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算檔動(dòng)力傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算 1）D2檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析 圖圖3-67a D3-67a D2 2檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)

19、矩傳動(dòng)示意圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 22 D2檔加速時(shí)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析檔加速時(shí)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析 當(dāng)自動(dòng)變速器升入當(dāng)自動(dòng)變速器升入D2 檔車速范圍時(shí)，從表檔車速范圍時(shí)，從表3-4可知此時(shí)離合器可知此時(shí)離合器 C1仍工作，但制動(dòng)器仍工作，但制動(dòng)器B2將前排大太陽(yáng)輪制動(dòng)，其傳動(dòng)原理如圖將前排大太陽(yáng)輪制動(dòng)，其傳動(dòng)原理如圖 3-67所示。所示。 離合器離合器C1工作后，使后排小太陽(yáng)輪主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng)工作后，使后排小太陽(yáng)輪主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng) 小太陽(yáng)輪主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后，短行星輪強(qiáng)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒小太陽(yáng)輪主動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后，短行星輪強(qiáng)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩

20、齒 輪外嚙合），使長(zhǎng)行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合），因前輪外嚙合），使長(zhǎng)行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合），因前 后排長(zhǎng)行星輪共用，所以在前排，長(zhǎng)行星輪既自轉(zhuǎn)又繞固定的后排長(zhǎng)行星輪共用，所以在前排，長(zhǎng)行星輪既自轉(zhuǎn)又繞固定的 太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)，太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)， 又因制動(dòng)器又因制動(dòng)器B2制動(dòng)了大太陽(yáng)輪，所以齒圈順時(shí)針旋而輸出動(dòng)制動(dòng)了大太陽(yáng)輪，所以齒圈順時(shí)針旋而輸出動(dòng) 力。由于長(zhǎng)行星輪自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)，帶動(dòng)行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但對(duì)力。由于長(zhǎng)行星輪自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)，帶動(dòng)行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但對(duì) 輸出不起干涉作用。輸出不起干涉作用。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 23 B2B1F1 C3C1 C2 圖圖3-67

21、b D3-67b D2 2檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 24 圖圖3-67c D 3-67c D2 2檔時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 檔時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 25 2）D2檔傳動(dòng)比的計(jì)算檔傳動(dòng)比的計(jì)算 用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算D2檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 從傳動(dòng)過(guò)程可知，從傳動(dòng)過(guò)程可知，D2檔時(shí)，輸入件是后排太陽(yáng)輪，輸出件是齒圈，但制動(dòng)件檔時(shí)，輸入件是后排太陽(yáng)輪，輸出件是齒圈，但制動(dòng)件 是前排大太陽(yáng)輪，因此，必須通過(guò)兩個(gè)行星排運(yùn)動(dòng)方程的聯(lián)立才能求出

22、后排是前排大太陽(yáng)輪，因此，必須通過(guò)兩個(gè)行星排運(yùn)動(dòng)方程的聯(lián)立才能求出后排 太陽(yáng)輪與齒圏的傳動(dòng)比，才能求出太陽(yáng)輪與齒圏的傳動(dòng)比，才能求出D2檔的傳動(dòng)比。檔的傳動(dòng)比。 前排運(yùn)動(dòng)方程為：前排運(yùn)動(dòng)方程為： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （1） 后排運(yùn)動(dòng)方程為：后排運(yùn)動(dòng)方程為：2n122n2（12）2n3=0 （2） 式中：式中： 1n1、1n2、1n3為前排大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn)速和行星架轉(zhuǎn)速；為前排大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn)速和行星架轉(zhuǎn)速； 2n1、 2n2、 、2n3為后排小太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn)速和行星架轉(zhuǎn)速為后排小太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn)速和行星架轉(zhuǎn)速1為齒圈齒數(shù)與前排太為齒圈齒數(shù)與前排太 陽(yáng)輪齒數(shù)之比

23、陽(yáng)輪齒數(shù)之比11。2為齒圈齒數(shù)與后排太陽(yáng)輪齒數(shù)之比為齒圈齒數(shù)與后排太陽(yáng)輪齒數(shù)之比21 因后排與前排齒圏公用，因此：因后排與前排齒圏公用，因此：1n2=2n2 前后排共用一個(gè)行星架，因此：前后排共用一個(gè)行星架，因此：1n3= 2n3 因因B2工作，工作， 1n1=0 因輸入件是后排太陽(yáng)輪因輸入件是后排太陽(yáng)輪2n1，齒圈，齒圈1n2=2n2 輸出，求傳動(dòng)比輸出，求傳動(dòng)比2n12n2， 解上述聯(lián)立方程即得解上述聯(lián)立方程即得D2檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比i= 2n1/2n2=（1+2）（）（1+1）1 即即D2檔為同向減速增矩。檔為同向減速增矩。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 26 用矢量圖法

24、計(jì)算用矢量圖法計(jì)算D2檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 1 -1 S1 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S1 S1S1 S1 S1 RR R RR R R R RRRR R RRR R R R R C CC C C C CC C C C C C C C C C CC C S S S S SS S S S S S S S S n3 n3n3 n3 n3 n3n3 n3 n3 n2 n2 n2 n2 n2n2n2 n1 n1 n1n1 n1 n1 n1 n2 n2 n1 n1 行星架 齒圈 太陽(yáng)輪 R 1 -1 n2 n2n2 n2 n1 n1 n1 n3 n1 小太陽(yáng)輪 大太陽(yáng)輪 行星架 齒圈 11 111

25、11 1 111 11 1 1 1 11 -1 -1 -1 -1-1 -1-1 -1-1 -1 -1 -1 D D2 2檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖 D2檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖如右圖所示。檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖如右圖所示。 在垂直線段在垂直線段S2CRS1上過(guò)上過(guò)S1點(diǎn)畫(huà)右向點(diǎn)畫(huà)右向 矢量線矢量線n1（小太陽(yáng)輪輸入）。（小太陽(yáng)輪輸入）。 連接連接n1端點(diǎn)和端點(diǎn)和S2點(diǎn)（因大太陽(yáng)輪制動(dòng)點(diǎn)（因大太陽(yáng)輪制動(dòng) S2點(diǎn)矢量為點(diǎn)矢量為0）與過(guò)）與過(guò)R點(diǎn)做的水平線相點(diǎn)做的水平線相 交得交得n2，n2即為齒圈輸出矢量（轉(zhuǎn)速即為齒圈輸出矢量（轉(zhuǎn)速 與轉(zhuǎn)向）。與轉(zhuǎn)向）。 根據(jù)相似三角形原理根據(jù)相似三角形原理n1/

26、n2=（2- 1+1+1）/（1+1）=（1+2）/ （1+1）1 即即D2檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比i1 。D2檔為同向減速檔為同向減速 增矩。增矩。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 27 （3）D3檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算 圖圖3-70a D3檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 28 1）D3檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析 當(dāng)換檔桿在當(dāng)換檔桿在D位，汽車車速升入位，汽車車速升入D3檔范圍時(shí)，此時(shí)離檔范圍時(shí)，此時(shí)離 合器合器C1仍工作，但制動(dòng)器仍工作，但制動(dòng)器B2切換成離合器切換成離

27、合器C2，其傳動(dòng)，其傳動(dòng) 原理圖如圖原理圖如圖3-70所示。所示。 C1將后排小太陽(yáng)輪與渦輪相連，而前排大太陽(yáng)輪因?qū)⒑笈判√?yáng)輪與渦輪相連，而前排大太陽(yáng)輪因 離合器離合器C2工作也與渦輪相連，因此前后太陽(yáng)輪便連成工作也與渦輪相連，因此前后太陽(yáng)輪便連成 一體。一體。 由于前后排齒圈共用，使兩個(gè)行星排連成一剛體，由于前后排齒圈共用，使兩個(gè)行星排連成一剛體， 在渦輪帶動(dòng)下使齒圈順轉(zhuǎn)并以在渦輪帶動(dòng)下使齒圈順轉(zhuǎn)并以1 1的傳動(dòng)比輸出，稱的傳動(dòng)比輸出，稱 為直接檔。為直接檔。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 29 B2B1F1 C3C1 C2 圖圖3-70b D3檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)

28、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 30 圖圖3-70c D3檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 31 2）D3檔傳動(dòng)比的計(jì)算檔傳動(dòng)比的計(jì)算 用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算D3檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 D3檔時(shí)，前排運(yùn)動(dòng)方程為：檔時(shí)，前排運(yùn)動(dòng)方程為： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （1） 后排運(yùn)動(dòng)方程為：后排運(yùn)動(dòng)方程為：2n122n2（12）2n3=0 （2） 因因C1將后排小太陽(yáng)輪與渦輪相連，而前排大太陽(yáng)輪因離合器將后排小太陽(yáng)輪與渦輪相連，而前排大太陽(yáng)輪因離合

29、器C2 工作也與渦輪相連，因此前后太陽(yáng)輪便連成一體。又前后排齒圈工作也與渦輪相連，因此前后太陽(yáng)輪便連成一體。又前后排齒圈 共用，因此使兩個(gè)行星排連成一剛體。共用，因此使兩個(gè)行星排連成一剛體。 所以所以1n1=1n2=1n3= 2n1=2n2=2n3 傳動(dòng)比傳動(dòng)比i=D3=2n1/2n2=1 即即D3檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比i=D3=1， D3檔傳動(dòng)為同向、同速、同矩。檔傳動(dòng)為同向、同速、同矩。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 32 D位位D3檔加速時(shí)傳動(dòng)用矢量圖計(jì)算檔加速時(shí)傳動(dòng)用矢量圖計(jì)算D3檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 S1 R C n2 n1 1 -1 2 1 2 S1 1 2 n1 1 D3

30、檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖如右圖所示。檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖如右圖所示。 在垂直線段在垂直線段1S1CR2S1上過(guò)上過(guò)2S1、1S1畫(huà)畫(huà) 右向矢量線右向矢量線2n1和和1n1（大小太陽(yáng)輪通（大小太陽(yáng)輪通 過(guò)離合器過(guò)離合器C1 、C2均與渦輪相連輸入均與渦輪相連輸入 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向相同）。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向相同）。 連接矢量線連接矢量線2n1和和1n1端點(diǎn)線段與端點(diǎn)線段與 2S11S1線段平行與過(guò) 線段平行與過(guò)R點(diǎn)點(diǎn)n2相交得相交得n2， n2即為齒圈輸出。即為齒圈輸出。 2n1=n2 2n1/n2 =1 即即D3檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比i=1 D3檔傳動(dòng)為同向同速同矩。檔傳動(dòng)為同向同速同矩。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒

31、輪變速裝置 33 3）D3擋汽車滑行時(shí)傳動(dòng)原理（知識(shí)拓展內(nèi)容）擋汽車滑行時(shí)傳動(dòng)原理（知識(shí)拓展內(nèi)容） 汽車在汽車在D3檔行駛滑行時(shí)，在抬加速踏板瞬間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)檔行駛滑行時(shí)，在抬加速踏板瞬間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速迅速下降，變速器輸出軸在汽車慣性力作用下仍以原轉(zhuǎn)速迅速下降，變速器輸出軸在汽車慣性力作用下仍以原轉(zhuǎn) 速順時(shí)針轉(zhuǎn)，且由原來(lái)的輸出件變成輸入件，此時(shí)因離合速順時(shí)針轉(zhuǎn)，且由原來(lái)的輸出件變成輸入件，此時(shí)因離合 器器C1與與C2仍工作，仍將前后行星排連成一體，因此整個(gè)行仍工作，仍將前后行星排連成一體，因此整個(gè)行 星排在齒圈帶動(dòng)下按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，于是渦輪必被帶星排在齒圈帶動(dòng)下按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，于是渦輪必

32、被帶 動(dòng)也按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)滑行產(chǎn)生制動(dòng)作用。動(dòng)也按原轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)滑行產(chǎn)生制動(dòng)作用。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 34 （4）D4檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算 圖圖3-72a D4檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 35 當(dāng)換檔桿在當(dāng)換檔桿在D位，車速升至位，車速升至D4檔范圍后，此時(shí)離合器檔范圍后，此時(shí)離合器C3工作，制動(dòng)器工作，制動(dòng)器B2工工 作，其傳動(dòng)原理如下：作，其傳動(dòng)原理如下： D4 檔汽車加速時(shí)，前后行星排傳動(dòng)情況如圖檔汽車加速時(shí)，前后行星

33、排傳動(dòng)情況如圖3-72所示。所示。 離合器離合器C3工作后，將行星架與渦輪連成一體，成為該檔的輸入件，而工作后，將行星架與渦輪連成一體，成為該檔的輸入件，而B(niǎo)2制制 動(dòng)器工作后又把前排太陽(yáng)輪制動(dòng)，于是在前排便形成大太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架動(dòng)器工作后又把前排太陽(yáng)輪制動(dòng)，于是在前排便形成大太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架 輸入而齒圈輸出轉(zhuǎn)矩的格局。當(dāng)行星架在渦輪帶動(dòng)下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，必使行輸入而齒圈輸出轉(zhuǎn)矩的格局。當(dāng)行星架在渦輪帶動(dòng)下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，必使行 星輪隨行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但因此時(shí)大太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星輪即順時(shí)針自轉(zhuǎn)又星輪隨行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但因此時(shí)大太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星輪即順時(shí)針自轉(zhuǎn)又 隨行星架公轉(zhuǎn)，長(zhǎng)行星輪的自轉(zhuǎn)與公

34、轉(zhuǎn)，齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出。由此可隨行星架公轉(zhuǎn)，長(zhǎng)行星輪的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出。由此可 知，齒圈除隨行星架一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn)外，又加上了行星輪自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，由此可知，齒圈除隨行星架一起順時(shí)針旋轉(zhuǎn)外，又加上了行星輪自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，由此可 知，齒圈的轉(zhuǎn)速高于行星架的轉(zhuǎn)速，成超速檔。知，齒圈的轉(zhuǎn)速高于行星架的轉(zhuǎn)速，成超速檔。 在后排，長(zhǎng)行星輪順轉(zhuǎn)，使短行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，短行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)在后排，長(zhǎng)行星輪順轉(zhuǎn)，使短行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，短行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 時(shí)，后排太陽(yáng)輪便順時(shí)針原轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，對(duì)前排輸出不干涉。時(shí)，后排太陽(yáng)輪便順時(shí)針原轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，對(duì)前排輸出不干涉。 1）D位位D4檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析 單元三

35、單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 36 B2B1F1 C3C1 C2 圖圖3-72b D3-72b D4 4檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 37 圖圖3-72c D4檔時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖檔時(shí)行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)仿真圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 38 2）D4檔傳動(dòng)比的計(jì)算檔傳動(dòng)比的計(jì)算 用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算D4檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 前排運(yùn)動(dòng)方程為：前排運(yùn)動(dòng)方程為： 1n1+11n2-(1+1)1n3=0 （ （1） 上式中：上式中：1n1、1n2、1n3為前

36、排大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn)為前排大太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn) 速和行星架轉(zhuǎn)速，速和行星架轉(zhuǎn)速，1為齒圈齒數(shù)與前排太陽(yáng)輪齒數(shù)之為齒圈齒數(shù)與前排太陽(yáng)輪齒數(shù)之 比比11。 大太陽(yáng)輪制動(dòng)大太陽(yáng)輪制動(dòng)1n1=0，將，將1n1=0代人（代人（1）式得：）式得： 11n2-(1+1)1n3=0 11n2=(1+1)1n3 1n3/1n2=1/(1+1)1 即即D4檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比i=1n3/1n21 D4檔傳動(dòng)同向增速減扭。檔傳動(dòng)同向增速減扭。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 39 用矢量圖法計(jì)算用矢量圖法計(jì)算D4檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比 S1 S1 RR R RR C C C C C Rn2 n2n2 n2

37、n1 n3 n1 1 1 1 11 -12 -12 -12 -12-1 2 1 1 1 1 1 2 2 S1 2S1 2 S1 1 S1 1 S1 1 S1 1 1 2 n1 2 n1 2 n2 S1 2 傳動(dòng)比傳動(dòng)比D4檔傳動(dòng)比檔傳動(dòng)比i=n3/n2 =1/（ （1+1）1， 即即D4檔為同向增速減矩。檔為同向增速減矩。 D4檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖如右圖所示。檔加速時(shí)傳動(dòng)矢量圖如右圖所示。 在垂直線段在垂直線段1S1CR2S1上過(guò)上過(guò)C點(diǎn)畫(huà)右向點(diǎn)畫(huà)右向 水平矢量線水平矢量線n3（行星架輸入為（行星架輸入為n3）。）。 連接連接1S1點(diǎn)（因大太陽(yáng)輪制動(dòng)點(diǎn)（因大太陽(yáng)輪制動(dòng)1S1點(diǎn)矢點(diǎn)矢 量為量為0）和）和n3端點(diǎn)的延長(zhǎng)線與過(guò)端點(diǎn)的延長(zhǎng)線與過(guò)R點(diǎn)做點(diǎn)做 的水平線相交得的水平線相交得n2，n2即為齒圈輸出即為齒圈輸出 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 40 （5）倒檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算）倒檔轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算 圖圖3-75a R檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖檔行星齒輪變速裝置轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)示意圖 單元三單元三 行星齒輪變速裝置行星齒輪變速裝置 41 當(dāng)換檔