朱明-自动变速器构造与维修4-1行星齿轮机构

授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1主讲：朱明高级技师、经济师、工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员第三章2-1行星齿轮机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]2齿轮变速器齿轮变速器=齿轮传动机构+换档执行机构齿轮传动机构：获得各档动力传递形式：固定轴式（如：本田雅阁）行星齿轮式（如丰田.奥迪等绝大多数AT）换档执行机构：改变齿轮机构中各元件的状态，获得档位之间的变化。形式：离合器，制动器，单向离合器。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]3齿轮变速器一.单排行星齿轮机构1.组成：太阳轮（斜齿，圆柱形，外齿轮）齿圈（斜齿，圆环形，内齿轮）行星齿轮架（带有若干个行星齿轮）授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]4授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]52.特点：三元件同轴，行星齿轮既有公转又有自转，采用斜齿常啮合，结构紧凑，改变各元件的运动状态，可获得多个传动比。3.传动比太阳轮的齿数为Z1，齿圈的齿数为Z2，将行星齿轮架视作一个齿轮，则其齿数ZC=Z1+Z2，称作行星齿轮架的当量齿数。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]6基本规则：行星齿轮机构的传动比与太阳轮齿数Z1.齿圈齿数Z2和行星齿轮架的当量齿数有关，而与行星齿轮的齿数无关。（1）齿圈固定，太阳轮带动行星齿轮架ZCi1=-----1(减速同向)Z1（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮Z1i2=-----1（增速同向）ZC授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]7（3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架ZCi3=-----1(减速同向)Z2（4）太阳轮固定，行星齿轮架带动齿圈Z2i4=-----1（增速同向）ZC授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]8（5）行星齿轮架固定，太阳轮带动齿圈Z2i5=-----1(减速反向)Z1（6）行星齿轮架固定，齿圈带动太阳轮Z1i6=-----1（增速反向）Z2授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]9（7）没有固定，二元件相连后带动另一个i7=1(直接传动)（8）没有固定，一个为主动，一个为从动i8=0（没有输出）授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]10齿轮变速器行星齿轮机构的传动规则：行星齿轮架作从动件-----1档或2档二元件连接后带动另一个元件-----3档行星齿轮架作主动件-----O/D档行星齿轮架固定-----倒档。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]11自动变速器辛普森行星齿轮机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]12自动变速器拉威娜行星齿轮机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]13机械传动机构的构成机械传动机构执行元件离合器制动器单向离合器齿轮传动机构平行轴式传动机构行星齿轮传动机构辛普森拉威娜CR-CR其他二、行星齿轮机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]14二、行星齿轮机械变速机构1)自动变速器中的变扭器虽然在很大的范围内实现无级变速，但增扭作用不够大，只能增加2～4倍。不能满足汽车的使用要求。因此在自动变速器中设置机械变速机构，使其输出扭矩进一步增加2～4倍。2)机械变速机构由齿轮机构和换档执行机构组成。齿轮机构的作用是:用于改变传动比和传动方向，构成不同的档位；换档执行机构的作用是:实现档位的转换。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]15大多数自动变速器的机械变速机构中的齿轮机构是采用行星齿轮机构。行星齿轮可以按需要的行驶方向和车速提供不同的传动比。这些齿轮是工作平稳的典型斜齿轮。行星齿轮可以提供降速档、超速档、直接档、倒档和空档，因为其齿轮是常啮合的，所以不像一般的手动变速器那样通过齿轮的接合或脱离实现换档，而是通过离合器和制动器固定或释放行星齿轮机构的不同部件，改变行驶方向和传动比。二、行星齿轮机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]16二、机械变速机构⒈齿轮在了解行星齿轮工作之前，先简略地讲解齿轮动作，诸如旋转方向、转速和转矩的改变。⑴旋转方向两个外齿轮互相啮合进行旋转时，它们以相反方向旋转。一个外齿轮和一个内齿轮相互啮合进行旋转，两个齿轮以相同方向旋转。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]17二、机械变速机构⒈齿轮⑵转速和传动比从动齿轮的转速取决于主从动齿轮的齿数。传动比用下列公式表示：注：传动比大于1，为减速(小齿轮带大齿轮)传动比小于1，为加速(大齿轮带小齿轮)从动从动主动主动授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]18例如，如果两个齿轮齿数相等，传动比即为1:0。当这些齿轮其中之一旋转时，另一个齿轮即以相同转速旋转。如果主动齿轮有10个齿，而从动齿轮有20个齿，其传动比为2:1，在主动齿轮旋转1整圈时，从动齿轮旋转1/2圈。从动齿轮齿数主动齿轮齿数传动比=转速和传动比二、机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]19齿轮变速器行星齿轮机构的传动规则：行星齿轮架作从动件-----1档或2档二元件连接后带动另一个元件-----3档行星齿轮架作主动件-----O/D档行星齿轮架固定-----倒档。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]20二、机械变速机构⒈齿轮⑶中间齿轮在主动和从动齿轮之间加入另一齿轮时，各齿轮依次接触，各以相反方向旋转，因此从动齿轮的旋转方向和主动齿轮相同。中间齿轮传递旋转并改变旋转方向，但丝毫不影响传动比。基于这个理由，中间齿轮被称为过渡齿轮或惰轮。传动比始终由主动齿轮(输入齿轮)和最终从动齿轮(输出齿轮)决定。过渡齿轮授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]21二、机械变速机构⒈齿轮⑷转速和转矩齿轮不仅改变转速而且改变转矩。假定主动齿轮转速:N1和转矩为T1，从动齿轮转速:N2和转矩相应为T2，它们之间关系如下：N1×T1＝N2×T2因为N1╱N2就是指传动比，从动轮的转矩由主动轮转矩乘以传动比获得。即:可以用从动轮降低主动轮转速以便增大转矩。N1×T1＝N2×T2主动从动授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]22二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑴结构与类型①结构单排行星齿轮机构由1)内齿圈(内齿轮)、2)行星齿轮架和小齿轮(行星齿轮)、3)太阳齿轮组成，4)小齿轮安装于齿轮架上的小齿轮轴上，与内齿圈和太阳齿轮两者啮合。内齿轮(太阳轮)行星齿轮架和行星齿轮(内齿圈)内齿轮授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]23⒉单排行星齿轮机构⑴结构与类型①结构小齿轮在某种状态下围绕太阳齿轮旋转，在内齿圈内“行走”时亦能围绕小齿轮轴旋转。由于这种独特结构:，其内齿圈、齿轮架和太阳齿轮一起能具有不同的传动比。二、机械变速机构授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]24剖视图齿圈行星齿轮行星架太阳轮授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]25.平面图示意图齿圈行星齿轮行星架太阳轮齿圈行星齿轮行星架太阳轮授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]26行星齿轮组合方式行星齿轮组合方式授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]27二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑴结构与类型②类型1)按啮合方式可分为：内啮合和外啮合两种。内啮合外啮合授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]28二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑴结构与类型②类型2)按太阳轮和齿圈之间的行星齿轮数的不同可分为：单行星齿轮双行星齿轮。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]29二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑵特点行星齿轮在结构方面具有下列特点：①它们都是同心的，即围绕公共轴线旋转。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]30二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑵特点行星齿轮在结构方面具有下列特点：②使用制动器，夹持其中部件使其固定，以获得不同传动比。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]31⒉单排行星齿轮机构⑵特点行星齿轮在结构方面具有下列特点：②使用制动器，夹持其中部件使其固定，以获得不同传动比。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]32二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑵特点行星齿轮在结构方面具有下列特点：③行星齿轮始终相互啮合。即不存在因换档不良或啮合不正确而造成滑脱现象，以致造成齿轮齿损坏或磨损。④通常，行星齿轮比手控变速器的齿轮更为小型、紧凑，其载荷被分配到数量众多的齿上。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]33二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑶传动比行星齿轮机构的传动比可由下列公式获得：授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]34二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑶传动比因为小齿轮始终用作中间齿轮，它们的齿数与行星齿轮机构的传动比无关。因此，行星齿轮机构的传动比取决于齿轮架、内齿圈和太阳齿轮的齿数。因为齿轮架并非齿轮，因此没有齿，在计算传动对齿轮架指定—个想象的齿数。齿轮架的齿数(ZC)可用下列公式获得：ZC=ZR+ZsZC-齿轮架齿数；ZR-内齿圈齿数：ZS-太阳齿轮齿数。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]35二、机械变速机构⒉单排行星齿轮机构⑷工作原理行星齿轮的动作(每个部件的转速和方向)取决于给定的条件。行星齿轮的一种典型动作是行星齿轮的旋转，1.当行星齿轮在内齿圈内“行走”并在其轴上旋转时，小齿轮围绕太阳齿轮旋转。即是:齿轮架围绕太阳齿轮旋转。在行星齿轮中，太阳齿轮相似于太阳，行星齿轮相似于地球，齿轮架相似于地球的轴心。这类动作只在内齿圈或太阳齿轮固定时才发生，当齿轮架固定时则不可能围绕太阳齿轮旋转。固定授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]36行星齿轮排的组成：一个行星齿轮排由太阳轮、齿圈、行星齿轮和齿轮架组成。在一个行星齿轮排中要传递动力，须要有一个主动元件、一个从动元件、一个固定元件。太阳轮的齿数为24齿(小)齿圈的齿数为56齿(中)齿轮架的齿数为80齿(大)授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]37主动太阳轮从动行星架行星小齿轮固定齿圈状态1：小带大同向减速，获得减速档，增扭⒉单排行星齿轮机构⑷工作原理行星齿轮在各种条件下的基本动作如下∶①状态1齿轮架为从动部件：内齿圈固定；太阳为齿轮主动部件。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]38状态1：小带大齿轮架-----从动件齿圈----固定太阳轮----主动件传动比=80/24=3.33状态为：同向减速，获得减速档，增扭授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]39从动太阳轮主动行星架行星小齿轮固定齿圈状态2：大带小同向、增速、减扭。⒉单排行星齿轮机构⑷工作原理行星齿轮在各种条件下的基本动作如下∶②状态2齿轮架为主动部件：内齿圈固定，太阳齿轮为从动部件。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]40状态2：大带小齿轮架------主动件齿圈------固定太阳轮------从动件传动比=24/80=0.3状态为：同向、增速、减扭。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]41固定太阳轮从动行星架行星小齿轮主动齿圈状态3：中带大同向、减速，增扭⒉单排行星齿轮机构⑷工作原理行星齿轮在各种条件下的基本动作如下∶③状态3小带大齿轮架为从动部件；内齿圈为主动部件；