工程機械設(shè)計 行星變速器設(shè)計

組成：太陽輪、齒圈、行星輪與行星架。分別用t，q，x,j表示。第六章行星變速器設(shè)計6.1概述：回轉(zhuǎn)輪系齒輪軸繞中心線旋轉(zhuǎn)基本行星結(jié)構(gòu)基本行星機構(gòu)大多數(shù)是單排內(nèi)，外嚙合行星機構(gòu)，簡稱行星排，有單行星和雙行星行星排兩種，2/2/2023盤式制動器

帶式制動器2/2/2023行星式動力換檔變速箱優(yōu)點：①由于同時有幾個齒輪傳遞動力，可以采用小模數(shù)齒輪；②零件受力平衡，軸承、軸、殼體等受力較少，可以設(shè)計得尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊；③結(jié)構(gòu)剛度大，齒輪接觸良好，使用壽命長；④由于換檔主要使用制動器，使用固定油缸和固定密封，避免了大量的旋轉(zhuǎn)油缸和旋轉(zhuǎn)密封，操縱系統(tǒng)可靠性提高；⑤由于制動器布置于變速箱的外周，尺寸大，容量大，而且控制方便；⑥許多常用的行星傳動形式效率較高。

2/2/2023令太陽輪齒數(shù)為Z1、半徑為r1，齒圈齒數(shù)為Z2、半徑為r2。設(shè)α=Zq/Zt=r2/r1；則有公式:

nt+αnq-(1+α)nj=0。分別把三元件中任一元件當(dāng)主動件，被動件及固定件就可以得到以下不同的傳動方案：6.2單排行星齒輪機構(gòu)運動學(xué)、動力學(xué)分析行星輪齒圈nq太陽輪nt行星架nj單行星輪行星排取“＋”號，雙行星輪行星排取“－”號。一、運動分析2/2/2023一）不傳遞動力：傳動比=0條件：三個元件自由轉(zhuǎn)動nt+αnq-(1+α)nj=0齒圈nq太陽輪nt行星架nj對于雙行星行星排為：

2/2/2023二)減速：傳動比=1+α條件：主動件-太陽輪，被動件-行星架，固定件-齒圈。nt+αnq-(1+α)nj=0nq=0傳動比=nt/nj=1+α制動nq輸入nt輸出nj2/2/2023制動nt輸入nq輸出nj二）減速：傳動比=（1+α）/α條件：主動件-齒圈，被動件-行星架，固定件-太陽輪。nt+αnq-(1+α)nj=0nt=0傳動比=nq/nj=（1+α）/α2/2/2023三）減速反向：傳動比=-α條件：主動件-太陽輪，被動件-齒圈，固定件-行星架。nt+αnq-(1+α)nj=0nj=0傳動比=nt/nq=-α制動nj輸入nt輸出nq2/2/2023四）直接傳動：傳動比=1條件：任何兩元件被剛性聯(lián)接。nt+αnq-(1+α)nj=0nj=nt或nj=nq或nt=nq

傳動比=1剛性聯(lián)接njntnq2/2/2023制動nt輸入nj輸出nq五）增速傳動：傳動比=α/（1+α）條件：主動件-行星架，被動件-齒圈，固定件-太陽輪。nt+αnq-(1+α)nj=0nt=0傳動比=nj/nq=α/（1+α）2/2/2023制動nq輸入nj輸出nt五）增速傳動：傳動比=1/（1+α）條件：主動件-行星架，被動件-太陽輪，固定件-齒圈。nt+αnq-(1+α)nj=0nq=0傳動比=nj/nt=1/（1+α）2/2/2023六）增速反向傳動：傳動比=-1/α條件：主動件-齒圈，被動件-太陽輪，固定件-行星架。nt+αnq-(1+α)nj=0nj=0傳動比=nq/nt=-1/α

制動nj輸出nt輸入nq主動件被動件2/2/2023單排行星齒輪機構(gòu)的傳動方案超速或4檔倒檔3檔2檔1檔2/2/2023結(jié)論：⑴三個基本元件的轉(zhuǎn)速之間必須滿足其轉(zhuǎn)速方程式，若要想行星排中任何二個基本元件間有確定的轉(zhuǎn)速關(guān)系，必須再加一個關(guān)系式，所以行星排為二自由度機構(gòu)。⑵行星排轉(zhuǎn)速方程式為三元一次齊次方程式且系數(shù)和為零，故為其特解，即任意兩個元件轉(zhuǎn)速相等時第三個元件的轉(zhuǎn)速亦必和其它兩個元件的轉(zhuǎn)速相等，整個行星排成一體轉(zhuǎn)動，稱為“閉鎖”。⑶行星排三元件轉(zhuǎn)速間的關(guān)系與元件的連接（誰為主動件，誰為從動件）情況無關(guān)。行星輪相對行星架的轉(zhuǎn)速可由下式求得：

2/2/2023行星傳動的閉鎖:在行星傳動中如果某一行星排的太陽輪、行星架、齒圈三個元件任意兩個的轉(zhuǎn)速相等，第三件的轉(zhuǎn)速也必然與前兩個相等。實際設(shè)計中，常利用這個方法(閉鎖離合器)實現(xiàn)直接檔。2/2/2023二、單排行星傳動轉(zhuǎn)矩分析1、行星排的理論內(nèi)力矩關(guān)系式

理論內(nèi)力矩是不考慮摩擦，等速運動。2/2/2023對雙行星輪的行星排可用類似方法求得理論內(nèi)力矩關(guān)系式為：

從以上方程式可知：三個未知數(shù)，二個方程式，因此只要知道三元件中的一個力矩，其余二個力矩就可求出；三個元件中任意二個元件的內(nèi)力矩之間存在固定的關(guān)系，它由行星排內(nèi)在的結(jié)構(gòu)參數(shù)所確定，與元件跟外界的連接方式無關(guān)。

2/2/20232、行星排的實際內(nèi)力矩關(guān)系僅考慮齒輪嚙合傳動的摩擦損失，等速運動時，行星排中太陽輪，齒圈，行星架對行星輪的作用力矩，分別用表示。由于嚙合傳動的摩擦損失只存在于相對運動中。當(dāng)在相對運動中太陽輪為主動件時（tq），則；當(dāng)在相對運動中太陽輪為從動件時(qt)，則寫成普遍式為：

式中

—行星架固定，從齒圈到太陽輪或從太陽輪到齒圈的傳動效率，對單行星可取0.97，對雙行星取0.95；

—當(dāng)，太陽輪主動取+1；（tq），太陽輪被動?。?。(qt)當(dāng)2/2/2023由行星排三元件力矩之和等于零得

故單行星行星排實際內(nèi)力矩關(guān)系式為：

同理可求得雙行星行星排實際內(nèi)力矩關(guān)系式為：

2/2/20236.3行星變速箱的傳動分析

一、自由度和檔位數(shù)

1.組成部分分析如果相鄰的兩個行星排之間只有一個基本元件相連接，則可以把它分為兩組行星傳動機構(gòu)研究。2.自由度分析Y=旋轉(zhuǎn)構(gòu)件數(shù)m－行星排數(shù)n

3.檔位數(shù)分析2自由度的有幾個操作件就有幾個擋位。自由度增多，檔位數(shù)增多，換檔操作件也增多。

相鄰兩排有兩個構(gòu)件相連，則這兩行星排應(yīng)在同一二自由度變速器內(nèi)。反之，變速器在此斷開。且斷開線只能碰到一個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。

2/2/2023

二、構(gòu)件轉(zhuǎn)速與檔位傳動比

1、各旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速（在不同的檔位時）

(1)列出n個轉(zhuǎn)速方程(以單行星輪為例)

(2)列出連接方程

(3)列出操縱方程制動某一基本元件Z用離合器連接Z和H兩基本元件

2/2/20232、檔位傳動比

檔位傳動比為輸入件的轉(zhuǎn)速與輸出件轉(zhuǎn)速之比值，由于所有方程式均為線性方程，故傳動比：式中為變速器輸入件的轉(zhuǎn)速，為變速器輸出件的轉(zhuǎn)速。對于二自由度變速器，空檔停車時，可用=0作為操縱方程，求得每一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。

手算時，為減少方程數(shù)，一般直接用旋轉(zhuǎn)構(gòu)件來列轉(zhuǎn)速方程式，這樣就可不用列連接方程式；在求檔位傳動比時，并非一定要解方程組，只要從方程組中一個或幾個方程式中求出的值即可。2/2/20233、二自由度行星變速器操縱件轉(zhuǎn)速方程對于任一二自由度行星變速器，若給定輸入和輸出件的轉(zhuǎn)速和，則可求得任一操縱件的轉(zhuǎn)速（j=1,2,…，m-2）。即，和存在一定的函數(shù)關(guān)系。由功率平衡得式中——作用在任一操縱件上的外力矩。即

由力矩平衡得2/2/2023代入上式得令傳力比

當(dāng)該制動件轉(zhuǎn)速=0，則這時對應(yīng)的傳動比代入上式得2/2/2023可得操縱件的轉(zhuǎn)速方程式：

上式表示，當(dāng)已知二自由度變速器的和，及某一制動操縱件制動時能得到的傳動比，則可求得該制動件的轉(zhuǎn)速。n0與掛某個檔位有關(guān)。當(dāng)掛上“K”檔時，，式中為制動“K”構(gòu)件變速器得到的傳動比。此時“J”檔制動件的轉(zhuǎn)速為：2/2/2023當(dāng)掛空檔時，為無窮大，上式化簡為：

“+”表示與輸入件轉(zhuǎn)向相同，“-”表示與輸入件轉(zhuǎn)向相反。制動器空轉(zhuǎn)時主從片相對轉(zhuǎn)速即為制動件的轉(zhuǎn)速。

設(shè)閉鎖離合器設(shè)在“j”構(gòu)件和“h”構(gòu)件之間，當(dāng)掛上“K”檔時，“j”構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為：“h”構(gòu)件的轉(zhuǎn)速為：

2/2/2023掛“K”檔時空轉(zhuǎn)離合器主從片間的相對轉(zhuǎn)速為：

代入并簡化后得：掛空檔時空轉(zhuǎn)離合器主從片的相對轉(zhuǎn)速為：

2/2/2023當(dāng)其中有一構(gòu)件（令其為h構(gòu)件）為輸入件時，則代入上兩式后得：當(dāng)其中有一構(gòu)件（令其為h構(gòu)件）為輸出件時，則代入上兩式后得：2/2/2023當(dāng)其中一構(gòu)件為輸入件，另一構(gòu)件為輸出件時，代入上兩式后得：4、轉(zhuǎn)速平面圖（只對二自由度變速器）

行星變速器設(shè)計計算中需要知道在各種工況下，行星變速器中每一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和每個行星輪的轉(zhuǎn)速，也即要知道在不同的下，各構(gòu)件和各行星輪的轉(zhuǎn)速。

和對制動件，式（8-15）兩邊分別同除以（即令=1，將所有轉(zhuǎn)速都用的倍數(shù)來表示）得：2/2/2023

上式為一元函數(shù)，在以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)的平面坐標(biāo)系中，其圖象是一條直線。當(dāng)=1時，=1，（與i大小無關(guān)），所有直線過點（1，1）；當(dāng)=0時，=1/i，即直線過點（1/i，0）?？梢姼髦苿蛹D(zhuǎn)速線為交于（1，1）點的直線束。當(dāng)i制動時，變速器的傳動比i=0，則1/i為無窮大，故輸入件轉(zhuǎn)速線為過（1，1）點和橫坐標(biāo)軸平行的直線；當(dāng)o制動時，變速器的傳動比為無窮大，則1/i=0，故輸出件轉(zhuǎn)速線為過（1，1）點和坐標(biāo)原點的直線。轉(zhuǎn)速平面圖――能直觀反映在不同檔位下，各構(gòu)件轉(zhuǎn)速及其相當(dāng)轉(zhuǎn)速的大小。2/2/2023應(yīng)用：⑴可得任一工況下各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。過各（，0）點作與縱坐標(biāo)軸平行的直線——各檔工況線，某條工況線與各轉(zhuǎn)速線的交點的縱坐標(biāo)，就代表變速器掛上該檔位時，各旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速?！?”與ni轉(zhuǎn)向相同，“－”與ni轉(zhuǎn)向相反，數(shù)值大小表示轉(zhuǎn)速的大小；⑵任兩構(gòu)件轉(zhuǎn)速線與某工況線交點的縱坐標(biāo)之差，表示掛上此檔時，這兩構(gòu)件間的相對轉(zhuǎn)速；⑶作出所有工況線，就能知道各構(gòu)件和各行星輪在各工況下的轉(zhuǎn)速，從而找出變速器轉(zhuǎn)速最大的構(gòu)件及其工況；⑷各轉(zhuǎn)速線與縱坐標(biāo)軸的交點的縱坐標(biāo)，表示變速器掛空檔時（輸出件的轉(zhuǎn)速為零），各制動件和各行星輪的轉(zhuǎn)速。⑸可提供閉鎖離合器的最佳安裝位置。空轉(zhuǎn)位置時――兩構(gòu)件相對轉(zhuǎn)速Mφ要求滿足：在同一行星排上的二構(gòu)件；安裝工藝性好。2/2/2023結(jié)論：⑴在繪制構(gòu)件轉(zhuǎn)速線時，只要知道各檔傳動比就能把它作出，而不需要知道變速器的傳動簡圖。這意味著對二自由度行星變速器來說，各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速僅與傳動比有關(guān)，而與變速器的傳動簡圖（即連接方式）無關(guān)；⑵變速器的傳動比不能近似等于1，因為實現(xiàn)傳動比近似等于1的制動件，在其它工況下其轉(zhuǎn)速會非常大，為設(shè)計所不容許；處理方法：①采用閉鎖離合器i=1；②i=1處理后，加付變（一對齒輪）⑶但在繪制行星輪轉(zhuǎn)速線時，則必需知道變速器的傳動簡圖和齒輪齒數(shù)才能作出，這說明行星輪的轉(zhuǎn)速不僅與傳動比有關(guān)，而且與傳動簡圖有關(guān)。2/2/2023三、轉(zhuǎn)矩分析1、變速器輸入力矩Mi的確定2、制動器的工作轉(zhuǎn)矩Mb得：，知其一可求其余。對多自由度：分開計算，后變速器的輸入轉(zhuǎn)矩，2/2/20233.各構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩分析列各行星排轉(zhuǎn)矩關(guān)系方程、轉(zhuǎn)矩連接方程并求解以每一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件為隔離體列出m個靜力平衡方程式。由于Y=m-n，故靜力平衡方程式數(shù)m=Y+n。綜上所述可知掛上檔后，總共有2n+Y-n=3n+Y方程式。

2/2/2023手算時，應(yīng)避免解方程組，可通過二力桿，外力矩平衡關(guān)系式，理論內(nèi)力矩平衡關(guān)系式和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件靜力矩平衡關(guān)系式求得所有的轉(zhuǎn)矩。已知，解上述方程組即可求得所有力矩值，同時得傳動比考慮齒輪嚙合損失，求各基本元件的實際內(nèi)力矩和實際外力矩時，只要將行星排實際內(nèi)力矩方程式取代理論內(nèi)力矩方程式求解即可，由于只要用取代，就能從理論內(nèi)力矩關(guān)系式得到實際內(nèi)力矩關(guān)系式，兩個方程組的形式完全一樣，所以實際傳力比2/2/2023例1：如圖所示，已知行星變速箱α1、α2、輸入轉(zhuǎn)矩Mi=Ma。試求各旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩。解：列出各行星排力矩平衡方程及轉(zhuǎn)矩聯(lián)接方程求解得：2/2/20234、制動器和離合器的工作轉(zhuǎn)矩⑴公式法由外轉(zhuǎn)矩平衡得制動器的工作轉(zhuǎn)矩式中——K制動器的工作轉(zhuǎn)矩；——K制動器接合時變速器得到的傳動比。假設(shè)二自由度變速器離合器接合而使輸出軸不轉(zhuǎn)，則輸入功率全部消耗于離合器的滑磨上，即，式中為離合器的工作轉(zhuǎn)矩，若離合器的主，從動部分分別裝在j和h旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上，,故得2/2/2023從轉(zhuǎn)速分析可知，當(dāng)其中有一構(gòu)件（令其為h構(gòu)件）為輸入件時，則

當(dāng)其中有一構(gòu)件（令其為h構(gòu)件）為輸出件時，則

當(dāng)其中一構(gòu)件為輸入件，另一構(gòu)件為輸出件時，由此可見，離合器裝在不同的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間，離合器傳遞的力矩不同即離合器的工作力矩不同，裝在相對轉(zhuǎn)速最大的兩旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間，其值最小。2/2/2023⑵二力桿法求離合器的還可通過二力桿及構(gòu)件靜力平衡方程式，以例來說明。2/2/2023四、行星傳動的功率流分析1.功率流的傳遞如果一個構(gòu)件受力點的運動方向與該點的所受外力方向相同，則此構(gòu)件在該處輸入功率（功率流出行星輪）

；如果一個構(gòu)件受力點的運動方向與該點的所受外力方向相反，則此構(gòu)件在該處輸出功率（功率流進行星輪）

。若所受轉(zhuǎn)矩為零或轉(zhuǎn)速為零時，則此構(gòu)件在該處不傳遞功率（功率不流進亦不流出行星輪）。

（1）符號法

取輸入構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向，輸入轉(zhuǎn)矩的方向為正方向，以符號表示正旋轉(zhuǎn)方向，以

表示負旋轉(zhuǎn)方向，以“+”表示正方向轉(zhuǎn)矩，“—”表示負方向轉(zhuǎn)矩。2/2/2023把根據(jù)轉(zhuǎn)速分析求得各旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向和根據(jù)轉(zhuǎn)矩分析求得各旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在所有受力處的轉(zhuǎn)矩方向示于傳動簡圖中，如圖所示。然后根據(jù)構(gòu)件受力處轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方向確定該處的功率流向用箭頭表示，最后用線連接起來，以實線表示主功率的流向，以虛線表示循環(huán)功率流向。M×n＞0――構(gòu)件在該處輸入功率（流出行星輪），M×n＜0――構(gòu)件在該處輸出功率（流進行星輪）。2/2/2023⑵作圖法（以行星輪為隔離體）1）首先作速度圖從制動排入手，畫出該排行星輪的速度分布圖，確定與t，q，j相接觸點的速度，因相鄰排有兩個構(gòu)件相連，而同一構(gòu)件其旋轉(zhuǎn)角速度是相同的，便可確定相鄰排行星輪兩點的速度，再根據(jù)行星輪速度分布規(guī)律，確定第三點的速度，以此類推，可畫出所有行星排行星輪的速度圖。用轉(zhuǎn)速平面圖。2）其次作力圖首先從輸入或輸出二力桿入手，若輸入構(gòu)件為二力桿，則功率由構(gòu)件受力處輸出（即流進行星輪），力的方向與速度的方向相反；若輸出構(gòu)件為二力桿，則功率由構(gòu)件受力處輸入（即流出行星輪），力的方向與速度的方向相同。2/2/2023

每排行星輪均受三個力，其中與同向，而與，反向，即只要知道一點的受力方向，就能推出其余兩點的受力方向。再通過二力桿來判定相鄰排行星輪的受力方向。3）根據(jù)P,V同向，功率流出行星輪；P,V反向,功率流進行星輪；P或V為零，功率不進不出行星輪的規(guī)則，確定功率在各受力處的流向用箭頭表示，最后用線連接起來。

現(xiàn)以圖8-9變速器為例，說明用作圖法判斷功率流向的過程。2/2/20232.循環(huán)功率

它伴隨著傳遞功率的產(chǎn)生而產(chǎn)生，在機構(gòu)內(nèi)部循環(huán)，不反映到外面來，這部分功率稱為循環(huán)功率。2/2/20232/2/20232）如何判斷是否存在必要條件：當(dāng)某個檔位通過雙排及雙排以上傳動獲得或通過接合離合器獲得直接檔位時，行星機構(gòu)在傳遞功率時有可能存在循環(huán)功率。充分條件：判斷是否存在的根據(jù)是：若輸入構(gòu)件除了受到外轉(zhuǎn)矩外，還受到兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩則必存在，否則不存在；若輸出構(gòu)件除了受到外轉(zhuǎn)矩外，還受到兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩則必存在，否則不存在。2/2/2023特點：只在內(nèi)部循環(huán)往復(fù)，對外不表現(xiàn)。與主功率同生同滅。存在及大小僅取決于行星排結(jié)構(gòu)。危害：使齒輪傳動負荷增大，嚙合損失增加，傳動效率下降。使某些零件負荷增大，導(dǎo)致機構(gòu)尺寸、重量加大，成本增加。引起的機械能損失轉(zhuǎn)換成熱能，導(dǎo)致系統(tǒng)溫度上升。存在條件：η不是過低，構(gòu)件強度夠。同其他方案比較有顯著的優(yōu)點（布置方便等）。

2/2/2023五、行星傳動的效率計算

嚙合功率法：在行星傳動中動力流分為兩部分：一部分通過牽連運動傳遞，這一部分沒有齒輪嚙合摩擦功率損失；另一部分通過相對運動傳遞，這一部分通過齒輪嚙合傳遞，有嚙合功率損失。Nx=|Mt（nt-nj）|=|Mq（nq-nj）|嚙合功率Nx

行星排嚙合功率損失：

行星排的效率為2/2/2023轉(zhuǎn)矩法：檔位傳動效率用偏導(dǎo)數(shù)法求，為：式中—檔位理論力傳動比（即傳動比）；—檔位實際力傳動比。為確定（=1，2，...，n），可采用偏導(dǎo)數(shù)法，即2/2/2023其運算意義表明指數(shù)值是“+1”或“-1”與的數(shù)學(xué)符號一致。即例1、已知某行星變速器傳動機構(gòu)傳動比，計算傳動效率。2/2/2023六、多自由度變速器多自由度變速器主要有串聯(lián)式和換聯(lián)式兩種。串聯(lián)式是由兩個或兩個以上二自由度行星機構(gòu)串聯(lián)而成，而換聯(lián)式是用離合器改變對一個二自由度行星機械的輸入（或輸出）構(gòu)件。所以對其分析是以二自由度行星機構(gòu)為基礎(chǔ)的。

1）檔位傳動比先分別計算二自由度行星機構(gòu)的傳動比，然后通過交叉相乘得出變速器的檔位傳動比。一般有插入式（如圖8-10a）），分段式（如圖8-10b））和綜合式（如圖8-10c））。以三自由度變速器為例：插入式一般主變速器的公比較大，如：主變速器的傳動比為：副變速器的傳動比為：則變速器的傳動比為：2/2/2023分段式一般主變速器的公比較小，如：主變速器的傳動比為：副變速器的傳動比為：則變速器的傳動比為：綜合式即為插入式與分段式的組合主變速器的傳動比為：副變速器Ⅰ的傳動比為：（插入）副變速器Ⅱ的傳動比為：（分段）則變速器的傳動比為：2/2/20232）各操縱元件的工作力矩

2/2/20236.4行星變速器傳動簡圖設(shè)計一、概述1.設(shè)計的基本要求（1）能以最少的行星排實現(xiàn)所需的檔位數(shù)；（2）各行星排的特性參數(shù)α值恰當(dāng)，使結(jié)構(gòu)緊湊；一般α=1.5~4.5,α值過大使行星輪過大,α值過小使行星輪過小。（3）行星輪相對行星架的轉(zhuǎn)速不得過高；<5000r/min。

（4）各操縱件的相對空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不能過高；（5）各檔嚙合傳動效率高；（6）結(jié)構(gòu)簡單。2/2/2023例：設(shè)計具有六個非直接檔的二自由度行星齒輪變速箱。如果不采用串聯(lián)方案需要六個行星排和六個操作件。（如有直接檔，采用閉鎖離合器，需五個行星排和六個操作件）如果采用串聯(lián)方案把一個兩檔位和一個三檔位的二自由度變速箱串聯(lián)，只需五個行星排和五個操作件。（如有直接檔，采用閉鎖離合器，需四個行星排和五個操作件）2/2/20232．傳動方案設(shè)計1）單排行星傳動方案

用一個行星排實現(xiàn)一個檔位的傳動比。結(jié)構(gòu)簡單，嚙合消耗功率少，應(yīng)該為優(yōu)先考慮的方案。難以實現(xiàn)較大的傳動比。2/2/2023例一用單排行星傳動方案設(shè)計一個兩檔變速箱，使iF

=3.5，iR

=-2.9。解：iF采用圖a方案，由iF

=1+αF，可得αF=3.5－1=2.5；

iR采用圖b方案，由iR=－（αR－1），可得αR=1－iR=3.9。2/2/20232）雙排行星傳動方案

用兩個行星排實現(xiàn)一個檔位的傳動比。雙排傳動由基本排和輔助排組成?；九胖械娜齻€基本元件分別是輸入件、輸出件和與輔助排中某基本元件相連的中間件；輔助排中的三個基本元件分別是制動件、中間件和輸入或輸出件。2/2/2023例二設(shè)計一個三檔行星傳動變速箱，使i1=1，i2=0.514，i3=0.286。解：i1=1可以用閉鎖離合器形成直接檔實現(xiàn)；

i2=0.514用單行星排傳動時不可能實現(xiàn)；

i3=0.286可以用單行星排傳動實現(xiàn)。2/2/2023對于a圖，由可求得α3=2.5

對于b圖，由得將α3=2.5，i2=0.514代入得α2=2.1。2/2/2023

將a、b兩圖綜合起來，考慮空轉(zhuǎn)速度、接合轉(zhuǎn)矩、結(jié)構(gòu)簡單、控制方便等因素布置閉鎖離合器實現(xiàn)i1=1?？傻盟贾玫淖兯傧浜唸Dc。將上兩例設(shè)計的變速箱串聯(lián)起來，就是D155A推土機變速箱的主要部分。

2/2/2023小結(jié)1：行星傳動動力變速箱換檔設(shè)計要點(1)對于無固定外力支點的行星傳動變速箱，每一個行星排可以設(shè)一個制動器，每一個組成可以設(shè)一個離合器。(2)每一個組成中只能同時有一個換檔元件接合或制動，否則將發(fā)生運動干涉，造成嚴(yán)重后果。如果前組成中的制動器制動時，離合器不能接合；同樣，離合器接合時，制動器不能制動。小結(jié)2：判斷獨立傳動和傳遞功率行星排的方法(1)當(dāng)排中任意一個基本元件被制動時，該排是傳遞功率的行星排；(2)當(dāng)排中某個基本元件被制動，另外兩個基本元件分別與組成的輸入軸、輸出軸相連時，該排實現(xiàn)獨立傳動，并且只有該排是傳遞功率的行星排；2/2/2023(3)當(dāng)排中3個基本元件中的其一制動時，其二與組成