学习任务4 行星齿轮机构的检修

学习任务4行星齿轮机构的检修学习目标•完成本学习任务后，你应当能•1.复述行星齿轮机构的结构和工作原理；•2.叙述辛普森式行星齿轮机构的结构及分析动力传递过程；•3.查阅维修手册，规范检修辛普森式行星齿轮机构；•4.尝试分析串联式、拉维娜式行星齿轮机构和平行轴式非行星齿轮机构的结构及其动力传递过程。学习任务描述•行星齿轮机构是自动变速器动力传递的主要执行者，在进行自动变速器解体维修时，需要对行星齿轮机构进行检测，请按专业要求检查与维修行星齿轮机构。•现代汽车自动变速器的齿轮传动装置广泛采用行星齿轮机构，它是自动变速器动力传递的主要执行者。通过对辛普森行星齿轮机构档位动力传递路线的分析，有助于对自动变速器故障的诊断。查阅维修手册，规范地对行星齿轮机构进行检修，确保自动变速器正常工作。一、学习准备•（一）行星齿轮的构成和工作过程•1.液力变矩器可以减速增扭，为什么还要采用齿轮变速机构？•齿轮变速机构的作用是：。2.行星齿轮机构是怎样来改变传动比的？•（1）如图4-1行星齿轮机构中的、及有一个共同的固定轴线，支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并且同时与太阳轮和齿圈啮合。图4-1行星齿轮机构1-齿圈2-行星齿轮3-行星架4-太阳轮小词典•当行星齿轮机构运转时，空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转，另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转，就像天上行星的运动那样，兼有自转和公转两种运动状态，行星齿轮的名称即因此而来。•（2）由于单排行星齿轮具有两个自由度，如果没有必要的约束就没有确定的传动比。为了保证确定的传动比，必须将太阳轮、行星齿轮架和齿圈中的一个加以约束，或者使其中一个元件获得确定的转速，或者使两个相对独立的元件连接起来，使行星齿轮的自由度变为只有一个，从而获得确定的传动比。•传动比的计算：•i=Z从动/Z主动•行星架的假想齿数可用以下公式计算：•Z行星架=Z齿圈+Z太阳轮•单排单级行星齿轮不同的连接和固定方案可得到不同的传动比，三个基本元件的不同组合可有6种不同的组合方案，加上直接挡传动和空挡，共有8种组合，相应能获得不同的传动比。•图4-2单排行星齿轮机构工作状态之一图4-2单排行星齿轮机构工作状态之一i=Z从动/Z主动,行星齿轮机构作同向减速增扭运动根据状态1的描述，请填写状态2到状态6的空格。•状态2•齿圈为固定，行星架为主动部件、太阳轮为从动部件。•i=，行星齿轮机构作运动。•状态3•太阳轮固定，行星架为主动部件、齿圈为从动部件。•i=，行星齿轮机构作运动。状态4太阳轮固定，齿圈为主动部件、行星架为从动部件i=，行星齿轮机构作运动。状态5行星架固定，太阳轮为主动部件、齿圈为从动件。i=，行星齿轮机构作运动。状态6行星架固定，齿圈为主动部件、太阳轮为从动件。i=，行星齿轮机构作运动。状态7齿圈为主动部件、太阳齿轮为主动部件，齿轮架为从动部件，此时，行星齿轮机构直接挡输出。事实上，行星齿轮机构的三个基本元件中的任何两个一起转动，第三个元件必定和它们一起转动，行星齿轮机构内部没有相对运动，为直接档输出。状态8没有任何约束，行星齿轮机构无法形成固定的传动，为空档。根据以上知识，填写单排单级行星齿轮机构的运动规律表，见表4-1。•表4-1单排单级行星齿轮机构的运动规律表固定件主动部件从动部件输出转向输出转速输出扭矩齿圈太阳轮行星架齿圈行星架太阳轮太阳轮行星架齿圈太阳轮齿圈行星架行星架太阳轮齿圈行星架齿圈太阳轮（二）辛普森行星齿轮机构•3.辛普森行星齿轮机构的特点是什么？图4-3辛普森行星齿轮机构1-前排行星轮2-共用太阳轮3-前行星齿圈4-后排行星轮5-后行星架6-前行星架/后行星齿圈组件•采用行星齿轮机构的自动变速器通常是采用几组行星齿轮机构的组合来构成齿轮传动装置，而辛普森行星齿轮机构是一种最常见的行星齿轮机构组合。•图4-3是辛普森行星齿轮机构的简图。其结构特点是和连成一体，称为共用太阳轮；是输入端，和连成一体，常作为动力输出端。这样组合后，辛普森行星齿轮机构共有四个独立元件，分别是：、、和。4.辛普森式三挡自动变速器如何工作的？图4-4辛普森式三挡自动变速器元件传动示意图表4-2辛普森式三挡自动变速器档位执行元件工作表在下表中用О画出各档参与工作的元件；换档杆位置档位C1C2B1B2F1B3F2P驻车档R倒档OON空档D第1档OO第2档OOO第3档OOO2第1档OO第2档OOOOL第1档OOO•以一个辛普森式三挡自动变速器为实例，根据图4-4和表4-2，分析行星齿轮机构的结构和动力传递路线，分析采用行星齿轮机构的自动变速器是如何工作的。1.辛普森式三挡自动变速器行星齿轮变速机构的行星齿轮机构有排行星齿轮机构，分别是和。执行元件有个离合器，分别是和。有个制动器，分别是、和。有个单向离合器，分别是和。•C1工作会使得动力由传递到。•C2工作会使得动力由传递到。•B1工作使得制动，转速为零。•B2、F1同时工作使得制动，转速为零。•B3工作使得制动，转速为零。•F2工作使得单向锁定，转速为零。•2.根据辛普森式三挡自动变速器的传动图和工作表，分析各挡的动力传递路线。（1）辛普森式三挡自动变速器D位1挡图4-6辛普森式三挡自动变速器D位1挡动力流程图•①在D位1挡时，执行元件和工作。•②在D位1挡时，C的工作，使得动力传递到；F的作用是使得锁定，转速为零。结构上，前行星太阳轮的转速与相等，前行星架的转速与相等并等于输出转速。所以，前行星架的转速为（减速/直接/增速）输出，带动输出轴输出。因此，D位1挡为（低速档/直接档/超速档）。（2）辛普森式三挡自动变速器L位1挡图4-7辛普森式三挡自动变速器L位1挡动力反向传递示意图图4-8辛普森式三挡自动变速器L位1挡动力反向传递流程图辛普森式三挡自动变速器L位1挡与D位1挡动力传递相比较增加了B制动，B的作用是33辛普森式三挡自动变速器L位1挡与D位1挡动力传递相比较增加了B的作用是小提示•发动机制动是利用发动机的牵阻作用减慢车速，档位越低牵阻越明显，制动性越强。在下长坡道路行驶，挂入低速档利用发动机的牵阻作用可以减少制动器的负担和减少制动次数，防止制动过热引起制动力热衰减；在冰雪、泥泞的路面上行驶，应用发动机牵阻制动可以防止侧滑。（3）辛普森式三挡自动变速器D位2挡。图4-9辛普森式三挡自动变速器D位2挡动力传递路线示意图图4-10辛普森式三挡自动变速器D位2挡动力流程图•①在D位2挡时，执行元件、和工作。•②在D位2挡时，C的工作，动力传递到；B、F同时工作，使得前后行星太阳轮的转速等于。所以，前行星架的转速为（减速/直接/增速）输出，带动输出轴输出。因此，D位2挡为（低速档/直接档/超速档）。•③与辛普森式三挡自动变速器D位2挡相比较，辛普森式三挡自动变速器2位2档增加B1了作用是（根据上下图）图4-11辛普森式三挡自动变速器2位2挡动力反向传递示意图图4-12辛普森式三挡自动变速器2位2挡动力反向传递流程图图4-13辛普森式三挡自动变速器D位3挡动力传递路线示意图图4-14辛普森式三挡自动变速器D位3挡动力流程图•①在D位3挡时，执行元件、和工作。•②在D位3挡时，C的工作，使得动力传递到；C的工作，使得动力传递到。所以，前行星架的转速等于，带动输出轴（减速/直接/增速）输出。因此，D位3挡为（低速档/直接档/超速档）。（5）辛普森式三挡自动变速器R挡。图4-15辛普森式三挡自动变速器R挡动力传递示意图图4-16辛普森式三挡自动变速器R挡动力传递流程图•①在R挡时，执行元件、、和工作。•②在R挡时，C的工作，使得动力传递到；B的工作，使得后行星架的转速等于。所以，后行星齿圈的转速为（同向/反向）输出，带动输出轴输出。因此，R挡为（直接档/超速档/倒档）。5、丰田A341E型自动变速器各挡是如何工作的，它的结构和工作原理与辛普森式三挡自动变速器有什么联系？图4-17丰田A341E型自动变速器元件传动示意图表4-3丰田A341E型自动变速器档位执行元件工作表•○代表该执行元件处于工作状态。•与辛普森式三挡自动变速器的结构相比较，丰田A341E型自动变速器行星齿轮变速机构是在辛普森式三挡自动变速器的基础上增加了一组超速行星齿轮机构。即丰田•A341E型自动变速器行星齿轮变速机构的前后行星齿轮机构和辛普森式三挡自动变速器的结构完全一样。•在丰田A341E型自动变速器的超速行星齿轮机构中，行星齿轮机构的三个基本元件是、和。执行元件有、和。•C、F同时工作会使得动力由传递到。•B工作使得制动，转速为零。•其他执行元件的作用和辛普森式三挡自动变速器的作用相同。根据丰田A341E型自动变速器的传动图和工作表，分析各挡的动力传递路线。•1.丰田A341E型自动变速器D位4挡图4-18丰田A341E型自动变速器D位4挡动力传递示意图•①在D位4挡时，执行元件、、和工作。•②在D位4挡的超速行星齿轮机构，输入元件是，输出元件是。由于B的工作，使得超速行星齿轮机构的制动，转速为零。所以超速行星齿轮机构输出转速为（减速/直接/增速）输出。•③D位4挡前后行星齿轮机构的工作和辛普森式三挡自动变速器3挡一样。C的工作，使得动力传递到；C的工作，使得动力传递到。所以，前行星架的转速等于，带动输出轴（减速/直接/增速）输出。•所以D位4挡为（低速档/直接档/超速档）。•④根据前面所学知识，写出丰田A341E型自动变速器D位4挡的动力传递路线？2.丰田A341E型自动变速器其他档位（1）丰田A341E型自动变速器L位1挡图4-19丰田A341E型自动变速器L位1挡动力传递示意图•①在L位1挡时，执行元件、、、和工作。•②在L位1挡时的超速行星齿轮机构，C、F同时工作，使得动力传递到，所以超速行星齿轮机构齿圈的输出转速为（减速/直接/增速）输出。超速行星齿轮机构为（减速/直接/增速）输出。•③L位1挡的前后行星齿轮机构与辛普森式三挡自动变速器的L位1挡的动力传递路线完全一样。也就是说，丰田A341E型自动变速器的L位1挡是在辛普森式三挡自动变速器的基础上，增加了一组直接传递动力的超速行星齿轮机构工作，所以，传动比不变。•（2）除了D位4挡外，丰田A341E型自动变速器的其他档位和L位1挡一样，都是在辛普森式三挡自动变速器所对应的档位的基础上增加了一组直接传递动力的超速行星齿轮机构工作，相对应档位的传动比也不变。二.计划与实施•丰田A341E型自动变速器是采用辛普森行星齿轮机构的自动变速器的典型代表，可以此为例来学习辛普森式行星齿轮机构自动变速器的检修。（一）总体结构认识•总体结构的认识是对丰田A341E型自动变速器进行检修的基础。图4-20是丰田A341E型自动变速器的外围和油底壳部分总体结构图，图4-21是丰田A341E型自动变速器的内部分解总体结构图图4-20丰田A341E型自动变速器的总体结构一----外围和油底壳部分4-21丰田A341E型自动变速器的总体结构一内部分解部分图4-22丰田A341E型自动变速器元件传动示意图•6.请在实物图中找出各行星齿轮机构的元件和所有执行元件。•对照图4-21和图4-22，在图中指出超速行星齿轮机构、前后行星齿轮机构的所有元件和所有执行元件，将传动示意图和实物联系起来。•C的名称是。B的名称是。F的名称是。•C的名称是。C的名称是。B的名称是。•B的名称是。B的名称是。F的名称是。•F的名称是。（二）丰田A341E型自动变速器总成拆装的顺序•查阅维修手册，制定计划，按正确的顺序拆装丰田A341E型自动变速器总成。•丰田A341E型自动变速器总成的拆装顺序是：先拆卸自动变速器的外设零件，再拆卸油路板，拆卸油泵，最后按照维修手册依次拆卸行星齿轮变速机构。丰田A341E型自动变速器的安装按照与拆卸相反的步骤即可。•自动变速器的外设零件、油路板、油泵以及执行元件的检修按照维修手册进行，本任务着重行星齿轮机构的检修。•（三）行星齿轮机构检修•如何对行星齿轮机构进行检修呢？下面以丰田A341自动变速器为实例，查阅维修手册，通过对其进行