典型齒輪變速機(jī)構(gòu)

1、由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不能滿足汽車由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不能滿足汽車行駛中變速變矩的需要。為了增加傳動(dòng)比行駛中變速變矩的需要。為了增加傳動(dòng)比的數(shù)目，的數(shù)目， 可以通過增加行星齒輪機(jī)構(gòu)來可以通過增加行星齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)變速器中，兩排或多排行星實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)變速器中，兩排或多排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合在一起，齒輪機(jī)構(gòu)組合在一起， 用以滿足汽車行用以滿足汽車行駛需要的多種傳動(dòng)比。駛需要的多種傳動(dòng)比。多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般布置形式多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般布置形式 1-前齒圈；前齒圈；2-前行星輪；前行星輪；3-前行星架和后齒圈組件前行星架和后齒圈組件4-前后太陽輪組件；前后太陽輪組件；5-后行星輪；后行星輪；6-后

2、行星架后行星架辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)示意辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)示意圖圖辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物結(jié)構(gòu)辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物結(jié)構(gòu)n11+1n12 (1+1) n130 （前排） n21+2n22 (2+1) n230 (后排)式中：n23=0; n11=n21; n13=n22經(jīng)整理得:i=n12n13= (1 + 1 + 2)1 1擋傳動(dòng)比的計(jì)算：n11+1n12 (1+1) n130 (前排) n21+2n22 (2+1) n230 (后排)式中： n11=n21=0; n13=n22經(jīng)整理得:i=n12n13= (1 + 1)1 2擋傳動(dòng)比的計(jì)算：如圖所示:A341辛普森式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和工

3、作原理如圖：如圖所示:0C0B1B1C2B3B0F2F1F2C增加了一個(gè)超速排、辛普森雙排行星輪上增加了增加了一個(gè)超速排、辛普森雙排行星輪上增加了B2B2，F(xiàn)1F1超速排超速排u若在D1檔直接使用C0，在直接檔升超速檔時(shí)，液壓控制系統(tǒng)需要完成：C0的泄油，B0的增壓，這樣會(huì)引起：u1.C0已經(jīng)完全釋放，而B0還沒有完全結(jié)合，動(dòng)力傳遞中斷，車輛出現(xiàn)空檔現(xiàn)象；u2.B0已經(jīng)結(jié)合，而C0還沒有釋放，變速器亂檔，車輛出現(xiàn)強(qiáng)烈的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)現(xiàn)象。u有了F0，直接檔升超速檔時(shí)，液壓控制系統(tǒng)可以讓C0相對(duì)于B0提前或快速釋放，在B0還沒有結(jié)合前，F(xiàn)0還保持著直接檔的工作狀態(tài)，等B0結(jié)合時(shí)（F0釋放），變速器完

4、成了換檔，改善了換檔品質(zhì)。辛普森行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件辛普森行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件 超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B B0 0：超速擋制動(dòng)器超速擋制動(dòng)器 F F0 0：超速擋單向離合器超速擋單向離合器 C C0 0：超速擋離合器超速擋離合器 B B1 1：擋滑行制動(dòng)器擋滑行制動(dòng)器 F F1 1：擋單向離合器擋單向離合器 C C1 1：前進(jìn)擋離合器前進(jìn)擋離合器 B B2 2：擋制動(dòng)器擋制動(dòng)器 F F2 2：低擋單向離合器低擋

5、單向離合器 C C2 2：高擋及倒擋離合器高擋及倒擋離合器B B3 3：低擋及倒擋制動(dòng)器低擋及倒擋制動(dòng)器C0C0：超速檔離合器，可使動(dòng)：超速檔離合器，可使動(dòng)力從超速行星架傳給太力從超速行星架傳給太陽輪陽輪C1C1：前進(jìn)檔離合器，可使動(dòng)：前進(jìn)檔離合器，可使動(dòng)力由中間軸傳給前齒圈，力由中間軸傳給前齒圈，在所有前進(jìn)在所有前進(jìn)檔檔都工作都工作C2C2：高檔、倒檔離合器，可：高檔、倒檔離合器，可使動(dòng)力由中間軸傳給前使動(dòng)力由中間軸傳給前后太陽輪，在高速檔和后太陽輪，在高速檔和倒檔工作；倒檔工作；B0B0：超速檔制動(dòng)器，制動(dòng)超：超速檔制動(dòng)器，制動(dòng)超速行星機(jī)構(gòu)的太陽輪，速行星機(jī)構(gòu)的太陽輪，只有超速檔時(shí)工作；只

6、有超速檔時(shí)工作；B1B1：2 2檔滑行制動(dòng)器，制動(dòng)檔滑行制動(dòng)器，制動(dòng)前后太陽輪自前后太陽輪自2 22 2檔時(shí)工檔時(shí)工作；作；B2B2（F1F1）：）：2 2檔制動(dòng)器，鎖止檔制動(dòng)器，鎖止F1F1的外圈，的外圈，在在D2D2、D3D3、ODOD、2222均工作。均工作。B3B3：低、倒檔制動(dòng)器，鎖止后排行星齒輪架，在：低、倒檔制動(dòng)器，鎖止后排行星齒輪架，在R R、L L檔檔工作；工作；F0F0：超速單向：超速單向離離合器，防止太陽輪超過行星合器，防止太陽輪超過行星 架，架， 除除P P、R R、ODOD均工作；均工作；F1F1：與：與B2B2一起，阻止太陽輪逆時(shí)針一起，阻止太陽輪逆時(shí)針 轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)，

7、在D2 D2 、 2 22 2工作；工作；F2F2：阻止后行架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在：阻止后行架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在D1D1時(shí)工作。時(shí)工作。執(zhí)行元件認(rèn)識(shí)執(zhí)行元件認(rèn)識(shí)3 3個(gè)離合器、個(gè)離合器、4 4個(gè)制動(dòng)器和個(gè)制動(dòng)器和3 3個(gè)單向離合器個(gè)單向離合器共共1010個(gè)。個(gè)。自動(dòng)變速器換擋手柄有六個(gè)位置：自動(dòng)變速器換擋手柄有六個(gè)位置：P P、R R、N N、D D、2 2、L L。（1 1）換擋手柄位于）換擋手柄位于“D”D”位時(shí)位時(shí)D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架

8、后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。 位擋時(shí)，離合器1和單向離合器2工作。輸入軸通過離合器1帶動(dòng)前齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因前行星架和后齒圈與輸出軸相連在汽車起步前轉(zhuǎn)速為（起步后轉(zhuǎn)速也為一個(gè)確定的低值），所以前行星輪在前齒圈的驅(qū)動(dòng)下一方面朝順時(shí)針方向作公轉(zhuǎn)，帶動(dòng)前行星架朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面作順時(shí)針方向的自轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)前、后太陽輪組件朝逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)

9、動(dòng)。 在后行星排中，由于和輸出軸連接的后齒圈轉(zhuǎn)速很低，后行星輪在后太陽輪驅(qū)動(dòng)下朝順時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩，而單向離合器2對(duì)后行星架在逆轉(zhuǎn)時(shí)具有鎖止作用，因此后行星架固定不動(dòng)，使后齒圈在后行星輪的驅(qū)動(dòng)下朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（圖224）。由此可知，位擋時(shí)，由輸入軸傳入的動(dòng)力經(jīng)前后行星排同時(shí)輸出，其目的是防止在傳遞大的扭矩時(shí)單排傳力而出現(xiàn)過載損壞。 當(dāng)汽車在位擋工作時(shí)，若駕駛員突然松開油門踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將立即降至怠速。汽車在慣性作用下仍以原車速前進(jìn)，驅(qū)動(dòng)車輪將通過自動(dòng)變速器輸出軸反向帶動(dòng)行星齒輪變速器運(yùn)轉(zhuǎn)，行星齒輪機(jī)構(gòu)的前行星架和后齒圈組件成為主動(dòng)件，前齒圈為從動(dòng)件。 當(dāng)

10、前行星架朝順時(shí)針方向帶動(dòng)前行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于前當(dāng)前行星架朝順時(shí)針方向帶動(dòng)前行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于前齒圈轉(zhuǎn)速較低，前行星輪在順時(shí)針公轉(zhuǎn)的同時(shí)也朝逆時(shí)針方齒圈轉(zhuǎn)速較低，前行星輪在順時(shí)針公轉(zhuǎn)的同時(shí)也朝逆時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)前、后太陽輪組件以較高的轉(zhuǎn)速順時(shí)針向作自轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)前、后太陽輪組件以較高的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致后太陽輪和后齒齒圈同時(shí)以較高的轉(zhuǎn)速朝順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致后太陽輪和后齒齒圈同時(shí)以較高的轉(zhuǎn)速朝順時(shí)針方向帶動(dòng)后行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使后行星輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)對(duì)后行方向帶動(dòng)后行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使后行星輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的力矩。單向離合器星架產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的力矩。單向離合器2 2對(duì)后

11、行星架對(duì)后行星架無順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鎖止作用，后行星架在后行星輪的帶動(dòng)下順時(shí)無順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鎖止作用，后行星架在后行星輪的帶動(dòng)下順時(shí)針自由轉(zhuǎn)動(dòng)。針自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 此時(shí)，行星齒輪機(jī)構(gòu)的四個(gè)獨(dú)立元件中有兩個(gè)處于自由狀態(tài)，失去傳力作用。來自變速器輸出軸的反向力無法經(jīng)行星齒輪變速器傳給輸入軸，即在下坡時(shí)無法利用發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)阻力來實(shí)現(xiàn)汽車的減速，稱為無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。此時(shí)汽車相當(dāng)于作空擋滑行。 為使裝有自動(dòng)變速器的汽車也能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，必須讓它的擋有兩種不同的狀態(tài)，即有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和無發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。這兩種狀態(tài)的選擇通常通過改變操縱手柄的位置來實(shí)現(xiàn)。操縱手柄位于位時(shí)，擋無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，而位（或位）時(shí)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。 超速擋行星

12、架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、B B2 2 、 F F1 1工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位2 2擋。擋。D位位2擋：擋：C0 、 F0 、 C1 、B2 、 F1工作，變速器處于工作，變速器處于D位位2擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒

13、圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位3 3擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位3 3擋。擋。D D位位3 3擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位3 3擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位4 4擋：擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處

14、于工作，變速器處于D D位位4 4擋。擋。D D位位4 4擋：擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位4 4擋。擋。（2 2）換擋手柄位于）換擋手柄位于“2”“2”位時(shí)位時(shí)2 2位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于2 2位位1 1擋。擋。2 2位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 B B1 1 、 B B2 2 、 F F1 1工作，變速工作，變速器處于器處于2 2位位2 2擋。擋。（3 3）換擋手柄位于）換擋手柄位于“L”L”

15、位時(shí)位時(shí)變速器只能接通變速器只能接通1擋。擋。 C0 、 F0 、 C1 、 B3、 F2工作工作（4 4）換擋手柄位于）換擋手柄位于“R”R”位時(shí)位時(shí) C C0 0、 F F0 0 、C C2 2、B B3 3 工作，變速器處于倒擋。工作，變速器處于倒擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈（5 5）換擋手柄位于）換擋手柄位于“N”N”或或“P”P”位時(shí)位時(shí)C C0 0工作，工作，C C2 2、C C1 1都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。都

16、不工作，變速器處于空擋或駐車擋。u由于由于C1 或或 C2沒有接合沒有接合變速器處于空檔狀態(tài)，動(dòng)變速器處于空檔狀態(tài)，動(dòng)力無法傳遞。力無法傳遞。u機(jī)械式鎖止機(jī)構(gòu)：當(dāng)變速機(jī)械式鎖止機(jī)構(gòu)：當(dāng)變速桿處于桿處于P檔位置時(shí)，停車檔位置時(shí)，停車聯(lián)鎖凸輪使停車爪上的凸聯(lián)鎖凸輪使停車爪上的凸起與聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)結(jié)合，以防起與聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)結(jié)合，以防止車輛移動(dòng)。止車輛移動(dòng)。在直接檔檔位分在直接檔檔位分析時(shí)根本未涉及析時(shí)根本未涉及B2。但。但B2工作不工作不影響影響D3檔傳動(dòng)。檔傳動(dòng)。如果沒有如果沒有F1，D3時(shí)時(shí)B2不工作，升不工作，升/降檔過程則要求：降檔過程則要求： C2充油，充油，B2瀉油瀉油 / C2泄油，泄油，B2充

17、油充油l泄油快，充油慢：泄油快，充油慢： 有一段時(shí)間有一段時(shí)間B2、C2都不起作用，使變速器進(jìn)入一檔，引起嚴(yán)重都不起作用，使變速器進(jìn)入一檔，引起嚴(yán)重的換檔沖擊。的換檔沖擊。l泄油慢，充油快：泄油慢，充油快： 有一段時(shí)間有一段時(shí)間B2、C2同時(shí)起作用，變速器出現(xiàn)類似手動(dòng)變速器同時(shí)同時(shí)起作用，變速器出現(xiàn)類似手動(dòng)變速器同時(shí)掛兩檔的運(yùn)動(dòng)干涉，使執(zhí)行元件打滑，引起過度磨損。掛兩檔的運(yùn)動(dòng)干涉，使執(zhí)行元件打滑，引起過度磨損。 拉維娜行星齒輪系統(tǒng)拉維娜行星齒輪系統(tǒng)u 拉維娜式齒輪機(jī)構(gòu)有一些勝過辛普森式齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。主要是結(jié)構(gòu)緊湊，由于相互嚙合的齒數(shù)較多，因此傳遞的扭矩較大。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。在三菱、現(xiàn)代、帕

18、薩特B5、奧迪A6上廣泛應(yīng)用。B B2 222、4檔制動(dòng)器：檔制動(dòng)器：制動(dòng)大太陽輪制動(dòng)大太陽輪K2倒檔離合器：倒檔離合器：連接渦輪軸與大太連接渦輪軸與大太陽輪陽輪K1前進(jìn)離合前進(jìn)離合器：器：連接渦輪軸與小太連接渦輪軸與小太陽輪陽輪F F0 0單向離合器：單向離合器：限制行星架逆時(shí)針限制行星架逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)K3高檔離合高檔離合器：器：連接泵輪軸與連接泵輪軸與 行星行星架架B B1 1低、倒檔低、倒檔制動(dòng)制動(dòng)器：制動(dòng)行星架器：制動(dòng)行星架渦輪軸渦輪軸泵輪軸泵輪軸03n00)1(3321nnnn21nni12原理圖原理圖 二、二、D2檔檔 1. 1. 傳動(dòng)路線：輸入軸傳動(dòng)路線：輸入軸離合器離合器K1 K1 小太陽輪小太陽輪短行星輪短行星輪長長行星輪，此時(shí)行星輪，此時(shí)B B2 2工作大太陽輪制動(dòng)。動(dòng)力從齒圈工作大太陽輪制動(dòng)。動(dòng)力從齒圈輸出齒輪。輸出齒輪。 01n0) 1 (0)1 (323211nnnnnn131nni1、傳動(dòng)路線：、傳動(dòng)路線： 渦輪軸渦輪軸離合器離合器K1 小太陽輪順轉(zhuǎn)小太陽輪順轉(zhuǎn)短、長行星輪短、長行星輪 泵輪軸泵輪軸離合器離合器K3 行星架順轉(zhuǎn)行星架