行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu).ppt

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,行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu),1.齒輪傳動(dòng)的基本原理和行星齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn),（1）齒輪變速的基礎(chǔ)知識(shí)1）相互嚙合的齒輪的傳動(dòng)比i=n1/n2=Z2/Z1=M2/M1。2）兩齒輪外嚙合旋轉(zhuǎn)方向相反，兩齒輪內(nèi)嚙合旋轉(zhuǎn)方向相同。3）中間齒輪改變?cè)瓏Ш淆X輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，不改變轉(zhuǎn)速。4）相互嚙合的齒輪，小齒輪驅(qū)動(dòng)大齒輪，減速增矩。5）相互嚙合的齒輪，大齒輪驅(qū)動(dòng)小齒輪，增速減矩。6）多個(gè)齒輪組串聯(lián)時(shí)，中間齒輪也起變速作用。,變速原理,主動(dòng)輪1,從動(dòng)輪2,i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1,z1，n1，M1為主動(dòng)齒輪的參數(shù)。z2，n2，M2為從動(dòng)齒輪的參數(shù)。,,自動(dòng)變速器中采用的齒輪變速器有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。目前，絕大多數(shù)轎車(chē)自動(dòng)變速器中的齒輪變速器為行星齒輪式，只有少數(shù)車(chē)型采用普通齒輪式。,,（2）行星齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn),1）所有齒輪均參與工作，每個(gè)齒輪都承受載荷，行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，承受負(fù)荷較大；2）太陽(yáng)輪、行星齒輪架和齒圈三組件同軸；3）行星齒輪既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)；4）行星齒輪系統(tǒng)的齒輪均采用斜齒常嚙合狀態(tài)，工作平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)，杜絕手動(dòng)變速器變速時(shí)齒輪移動(dòng)產(chǎn)生的沖擊和磨損；5）行星齒輪機(jī)構(gòu)采用內(nèi)嚙合與外嚙合相結(jié)合的方式，與單一的外嚙合相比，減小了變速器尺寸。6）可將行星齒輪架視作一個(gè)虛擬齒輪，如太陽(yáng)輪的齒數(shù)為Z1，齒圈的齒數(shù)為Z2，則虛擬行星齒輪架齒數(shù)ZC=Z1+Z2,,2.單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的組成及變速原理,（1）單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的組成,單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽(yáng)輪、行星齒輪架及行星輪和齒圈組成。,,齒圈制有內(nèi)齒，其余齒輪均為外齒，太陽(yáng)輪位于機(jī)構(gòu)中心，行星輪一般有3個(gè)或4個(gè)，空套（或裝滾針軸承）在行星齒輪軸上，行星齒輪軸均布地固定在行星架上。行星輪即可繞行星軸自轉(zhuǎn)，又可繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)。太陽(yáng)輪與行星輪是外嚙合，二者旋轉(zhuǎn)方向相反；行星輪與齒圈是內(nèi)嚙合，二者旋轉(zhuǎn)方向相同。行星齒輪系統(tǒng)的齒輪均采用斜齒常嚙合狀態(tài),單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),,單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)組成,,單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物運(yùn)動(dòng),,單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)物圖,（2）單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理和傳動(dòng)比計(jì)算,1）單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理單排單極行星齒輪機(jī)構(gòu)必須將太陽(yáng)輪、齒圏和行星架三個(gè)元件中的一個(gè)加以固定，或者將某兩個(gè)元件互連接在一起，輸入與輸出才能獲得一定的傳動(dòng)比。改變各元件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可獲得多個(gè)傳動(dòng)比。,行星齒輪機(jī)構(gòu)1-齒圈;2-行星齒輪;3-行星架;4-太陽(yáng)輪,連接是指將行星齒輪變速器的輸入軸與行星排中的某個(gè)基本元件連接，以傳遞動(dòng)力，或?qū)⑶耙粋€(gè)行星排的某一個(gè)基本元件與后一個(gè)行星排的某一個(gè)基本元件連接，以約束這兩個(gè)基本元件的運(yùn)動(dòng)；固定是指將行星排的某一基本元件與自動(dòng)變速器的殼體連接，使之被固定住而不能旋轉(zhuǎn)；鎖止是指把某個(gè)行星排的三個(gè)基本元件中的兩個(gè)連接在一起，從而將該行星排鎖止。換擋執(zhí)行元件按一定的規(guī)律對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的某些基本元件進(jìn)行連接、固定或鎖止，讓行星齒輪機(jī)構(gòu)獲得不同的傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)擋位的變換。,,2）單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程：n1+an2(1+a)n3=0式中：n1-太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；n2-齒圈轉(zhuǎn)速；n3-行星架轉(zhuǎn)速；a=齒圈齒數(shù)Z2與太陽(yáng)輪齒數(shù)Z1之比，即a=Z2/Z1且a＞1（a一般為2點(diǎn)幾）。通過(guò)解上述三元一次方程，得出傳動(dòng)比。,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,在豎直線段上確定R、C、S三點(diǎn)。S代表太陽(yáng)輪，位于最下端；R代表齒圈，位于最上端；C代表行星架，位于S和R之間。CR=1（單位）CS=α。α＝齒圈齒數(shù)/太陽(yáng)輪齒數(shù)，故α＞1（α一般為2點(diǎn)幾），如圖3-3所示。,圖3-3確定齒圈、行星架和太陽(yáng)輪位置,首先從S或C或R點(diǎn)向右水平畫(huà)出輸入元件矢量n1或n3或n2（n1-太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；n3-行星架轉(zhuǎn)速；n2-齒圈轉(zhuǎn)速）。右向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)。將輸入元件的矢量線端點(diǎn)與制動(dòng)元件點(diǎn)（矢量為0）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，右向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)向，左向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)向。用相似三角形法來(lái)計(jì)算單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)輸入元件與輸出元件的傳動(dòng)比。,3.單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)規(guī)律與傳動(dòng)比計(jì)算,（1）、太陽(yáng)輪輸入，齒圈制動(dòng)，行星架輸出,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,,圖3-4太陽(yáng)輪輸入，齒圈制動(dòng)，行星架輸出傳動(dòng)圖與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,如圖3-4所示，當(dāng)太陽(yáng)輪輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星輪必在行星架上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(兩輪外嚙合)，因齒圈制動(dòng)，行星輪必繞太陽(yáng)輪順時(shí)針公轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出轉(zhuǎn)矩。,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,該行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于齒圈制動(dòng)n2=0，該運(yùn)動(dòng)方程變?yōu)閚1-(1+α)n3=0得n1/n3=1+α即傳i=n1/n3=1+α＞2即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相同，減速增矩。,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,如右圖所示。在豎直線段RCS上過(guò)S點(diǎn)右向水平做矢量n1（n1為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速，n1＞0順轉(zhuǎn)）；連接R點(diǎn)（齒圈制動(dòng)，n2=0）與n1端點(diǎn)連線與過(guò)C點(diǎn)n3線相交；n3為輸出元件行星架轉(zhuǎn)速。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n1/n3=1+α＞2即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相同，減速增矩。,（2）齒圈輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架輸出,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,,圖3-6齒圈輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架輸出傳動(dòng)圖與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,如圖3-6所示，當(dāng)齒圈輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，使行星齒輪也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪內(nèi)嚙合），因太陽(yáng)輪制動(dòng)，使行星輪必繞太陽(yáng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪在行星架上自轉(zhuǎn)，它必須帶著行星架繞太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)，于是行星架便被動(dòng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出動(dòng)力。,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,該行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于太陽(yáng)輪制動(dòng)n1=0，該方程變?yōu)棣羘2－(1+α)n3=0得n2/n3=（1+α）/α即傳動(dòng)比i=n2/n3=（1+α）/α＞1即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相同，減速增矩。,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為齒圈輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架輸出矢量圖。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n2/n3=（1+α）/α＞1即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相同，減速增矩。,,,（3）、行星架輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，齒圈輸出,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,,圖3-8行星架輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，齒圈輸出傳動(dòng)圖與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,如圖3-8所示，當(dāng)行星架輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星架必帶著行星輪一齊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因太陽(yáng)輪制動(dòng)，因此太陽(yáng)輪的輪齒必給行星輪輪齒一個(gè)反作用力，行星輪必順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，其輪齒必給齒圈輪齒一個(gè)推力，齒圈在行星輪齒作用下，必克服其運(yùn)動(dòng)阻力而順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出。行星輪既自轉(zhuǎn)又繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)。,,,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,該行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于太陽(yáng)輪制動(dòng)n1=0，該方程變?yōu)棣羘2－(1+α)n3=0得n3/n2=α/（1+α）傳動(dòng)比i=n3/n2=α/（1+α）＜1即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相同、增速減矩。,,,,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為行星架輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，齒圈輸出矢量圖。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n3/n2=α/（1+α）＜1即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相同、增速減矩。,,,,,,,（4）、太陽(yáng)輪輸入，行星架制動(dòng)，齒圈輸出,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,,圖3-10太陽(yáng)輪輸入，行星架制動(dòng)，齒圈輸出傳動(dòng)圖與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,圖3-10所示，當(dāng)太陽(yáng)輪輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，使行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（兩齒輪外嚙合），因行星架制動(dòng)，所以行星輪必在行星架上逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，行星輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)必給齒圈輪齒一個(gè)作用力，齒圈在行星輪齒作用下逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出轉(zhuǎn)矩（兩齒輪外嚙合）。,,,,,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,該行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于行星架制動(dòng)n3=0，該運(yùn)動(dòng)方程變?yōu)閚1+αn2=0得n1/n2=-α即傳動(dòng)比i=n1/n2=-α，因傳動(dòng)比的絕對(duì)值大于1，為減速運(yùn)動(dòng)，負(fù)號(hào)表示轉(zhuǎn)向相反，即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相反，減速增矩。,,,,,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為太陽(yáng)輪輸入，行星架制動(dòng)，齒圈輸出的矢量圖。從矢量圖中可以看出齒圈輸出與太陽(yáng)輪輸入轉(zhuǎn)向相反。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n1/n2=-α，因傳動(dòng)比的絕對(duì)值大于1，為減速運(yùn)動(dòng)，負(fù)號(hào)表示轉(zhuǎn)向相反，該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向相反，減速增矩。,,（5）行星排成一整體輸出,若三元件中的任兩元件被連接在一起，則第三元件必然與這兩者以相同的轉(zhuǎn)速、相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,,圖3-12行星架與齒圈相連，行星排成一體輸出圖與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,若把行星架與齒圈相連，則行星架與齒圈便不可能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而行星輪與齒圈相嚙合，于是行星輪便不會(huì)相對(duì)行星架運(yùn)動(dòng)。又因太陽(yáng)輪齒與行星輪齒相嚙合，所以太陽(yáng)輪也不連自連，使整個(gè)行星排連成一體。同理，太陽(yáng)輪與行星架相連，或太陽(yáng)輪與齒圈連成一體，行星排均成一體輸出。如圖3-12所示。,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,該行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于將行星架與齒圈連成一體n1=n2，該運(yùn)動(dòng)方程變?yōu)閚2+αn2－(1+α)n3=0得n2/n3=1即傳動(dòng)比i=n2/n3=1（或n1+αn1－(1+α)n3=0得n1/n3=1即傳動(dòng)比i=n1/n3=1）即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不論齒圈輸入還是行星架輸入，太陽(yáng)輪輸出，轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速相同。,,②用矢量圖計(jì)算傳動(dòng)比方法,如右圖所示，在豎直線段上R、C、S上，太陽(yáng)輪與齒圈相連主動(dòng)，過(guò)R、C點(diǎn)右向做n1、n3。n1=n3＞0順轉(zhuǎn)。n1、n3端點(diǎn)連線延長(zhǎng)線與過(guò)S點(diǎn)的n1線相交，n1為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向（n1=n2=n3＞0順轉(zhuǎn)。,,根據(jù)上圖，n1=n2=n3可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n2/n3=1（或i=n1/n3=1）即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不論齒圈輸入還是行星架輸入，太陽(yáng)輪輸出，該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)變?yōu)橐粋€(gè)剛體，轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速相同。,,（6）太陽(yáng)輪、行星架、齒圈均不受約束,若所有元件均不受約束，則行星齒輪機(jī)構(gòu)失去傳動(dòng)作用。有轉(zhuǎn)矩輸入，沒(méi)有轉(zhuǎn)矩輸出此種狀態(tài)相當(dāng)于空檔。,,單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作情況,,,,通過(guò)以上分析可知，單排單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)存在著以下規(guī)律性的結(jié)論：只要行星架輸入，無(wú)論哪個(gè)固定，輸入、輸出均為同向、增速傳動(dòng)。只要行星架輸出，無(wú)論哪個(gè)固定，輸入、輸出均為同向、減速傳動(dòng)。只要行星架固定，無(wú)論哪個(gè)輸入，輸入、輸出均為反向傳動(dòng)。若將太陽(yáng)輪、齒圈、行星架三元件中的任意兩個(gè)相連，則另一個(gè)不連自連，行星排變?yōu)橐粋€(gè)剛體以相同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸入、輸出，傳動(dòng)比為1。無(wú)固定和連接元件，有動(dòng)力輸入，無(wú)動(dòng)力輸出。,,4.單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的組成及變速原理,（1）單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的組成,,齒圈,行星架,,太陽(yáng)輪,,行星齒輪,,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,齒圈,,行星齒輪,,,,行星架,,太陽(yáng)輪,單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)有三個(gè)基本元件，太陽(yáng)輪、齒圏和行星架。在太陽(yáng)輪與齒圏之間有兩組行星輪，即一級(jí)行星輪齒和二級(jí)行星齒輪，其軸均固定在行星架上。一級(jí)行星輪與太陽(yáng)輪外嚙合，與二級(jí)行星輪外嚙合。二級(jí)行星輪與齒圈內(nèi)嚙合。,,圖3-15單排雙級(jí)（拉維奈爾赫式）行星齒輪機(jī)構(gòu),,3-16單排雙級(jí)（拉維奈爾赫式）行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星架與行星齒輪,,（2）單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理,單排拉維奈爾赫式行星齒輪機(jī)構(gòu)三個(gè)基本元件如果沒(méi)有固定元件，或?qū)⑷我鈨蓚€(gè)元件相連作為動(dòng)力輸入和輸出均不能傳遞動(dòng)力。若組成具有一定傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，必須將太陽(yáng)輪、齒圏和行星架三個(gè)基本元件中的一個(gè)加以固定，或者將某兩個(gè)基本元件互連接在一起，才能獲得一定的傳動(dòng)比。,,（3）單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)分析和傳動(dòng)比計(jì)算,1）單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)分析單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)必須將太陽(yáng)輪、齒圏和行星架三個(gè)元件中的一個(gè)加以固定，或者將某兩個(gè)元件互連接在一起，輸入與輸出才能獲得一定的傳動(dòng)比。改變各元件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可獲得多個(gè)傳動(dòng)比。,2）單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)比計(jì)算①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程為：n1–αn2–（1–α）n3=0式中α=齒圈齒數(shù)/太陽(yáng)輪齒數(shù)＞1；n1為太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速；n2為齒圏轉(zhuǎn)速；n3為行星架轉(zhuǎn)速。通過(guò)解上述三元一次方程，得出傳動(dòng)比。,,②用矢量圖畫(huà)法計(jì)算傳動(dòng)比a在豎直線段上確定R、C、S三點(diǎn)。S代表太陽(yáng)輪，位于最下端；C點(diǎn)代表行星架，位于最上端；R代表齒圈，位于S和C之間。RC=1（單位）RS=α-1。α＝齒圈齒數(shù)/太陽(yáng)輪齒數(shù)，故α＞1（α一般為2點(diǎn)幾），R點(diǎn)位于中間偏上的位置。如圖3-17所示。,,圖3-17確定齒圈、行星架和太陽(yáng)輪位置,,,5.單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)分析與傳動(dòng)比計(jì)算,（1）太陽(yáng)輪輸入，行星架制動(dòng)，齒圈輸出,,太陽(yáng)輪輸入，行星架制動(dòng)，齒圈輸出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,當(dāng)太陽(yáng)輪輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，太陽(yáng)輪齒必給一級(jí)行星齒輪一個(gè)作用力，使一級(jí)行星齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，但此時(shí)行星架已制動(dòng)，所以一級(jí)行星齒輪必在被制動(dòng)的行星架上軸逆時(shí)針自轉(zhuǎn)。一級(jí)行星輪齒逆轉(zhuǎn)必給二級(jí)行星輪齒一個(gè)作用力，二級(jí)行星輪齒受力后必在被制動(dòng)的行星架軸上順時(shí)針自轉(zhuǎn)，二級(jí)行星輪在制動(dòng)的行星架上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其輪齒必給齒圈一個(gè)作用力，于是齒圈便在二級(jí)行星輪齒作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)矩。,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程為：n1–αn2–（1–α）n3=0將行星架制動(dòng)時(shí)n3=0代入上式得：n1–αn2=0n1=αn2n1/n2=α傳動(dòng)比i=n1/n2=α是大于1的正值，屬于同向減速傳動(dòng)。,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,如右圖所示。在豎直線段上SRC上過(guò)S點(diǎn)向右水平做n1（太陽(yáng)輪輸入轉(zhuǎn)速＞0順轉(zhuǎn)）；n1端點(diǎn)與C點(diǎn)（行星架制動(dòng)n3=0）連線與過(guò)R點(diǎn)水平線相交得n2；n2為輸出元件齒圈轉(zhuǎn)速（n2＞0順轉(zhuǎn)）。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n1/n2=（α-1+1）/1=α＞1。屬于同向減速傳動(dòng)。,,,（2）齒圏制動(dòng)，太陽(yáng)輪主動(dòng)，行星架輸出,,齒圏輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架輸出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,當(dāng)齒圏輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒圏輪齒使二級(jí)行星齒輪順時(shí)針自轉(zhuǎn)，二級(jí)行星輪必給一級(jí)行星齒輪一個(gè)作用力，一級(jí)行星輪齒受力后必逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，一級(jí)行星齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)其輪齒必給太陽(yáng)輪齒一個(gè)作用力，使太陽(yáng)輪順轉(zhuǎn)，但太陽(yáng)輪被制動(dòng)，制動(dòng)的太陽(yáng)輪必給一級(jí)行星輪齒一個(gè)反作用力。在作用力和反作用力作用下，一級(jí)行星齒輪只能在自轉(zhuǎn)的同時(shí)，圍繞太陽(yáng)輪逆向公轉(zhuǎn)，并通過(guò)行星輪軸帶動(dòng)行星架逆向公轉(zhuǎn)，使行星架逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)矩。,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比（方法同上）,將齒圈制動(dòng)n1=0代入運(yùn)動(dòng)方程n1–αn2–（1–α）n3=0中，得：–αn2–（1–α）n3=0-αn2=（1–α）n3n2/n3=（α-1）/α＜1即傳動(dòng)比i=n2/n3=（α-1）/α＜1實(shí)現(xiàn)同向增速傳動(dòng)。,,,②用矢量圖計(jì)算傳動(dòng)比,,,右圖為齒圏輸入，太陽(yáng)輪制動(dòng)，行星架輸出矢量圖。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n2/n3=（α-1）/α＜1實(shí)現(xiàn)同向增速傳動(dòng)。,,,,（3）齒圏輸入，行星架制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸出,,齒圏輸入，行星架制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,當(dāng)齒圏輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒圏輪齒必給二級(jí)行星齒輪輪齒一個(gè)作用力，二級(jí)行星齒輪受力后必使二級(jí)行星齒輪繞輪軸順時(shí)針自轉(zhuǎn)，但行星架制動(dòng)，因此二級(jí)行星齒輪必在制動(dòng)的行星架上順時(shí)針自轉(zhuǎn)，二級(jí)行星齒輪在制動(dòng)的行星架上順時(shí)針自轉(zhuǎn)，其輪齒必給一級(jí)行星齒輪輪齒一個(gè)作用力，一級(jí)行星齒輪受力后，必在制動(dòng)的行星架的軸上逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，在制動(dòng)的行星架上逆時(shí)針自轉(zhuǎn)的一級(jí)行星齒輪輪齒必給太陽(yáng)輪齒一個(gè)作用力，太陽(yáng)輪齒受力后，必順時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)矩。,,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,將行星架制動(dòng)n3=0代入運(yùn)動(dòng)方程n1–αn2–（1–α）n3=0得：n1–αn2=0n1=αn2n2/n1=1/α＜1即傳動(dòng)比i=n2/n1=1/α是小于1的正值，實(shí)現(xiàn)同向增速傳動(dòng),①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,,,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為齒圏輸入，行星架制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸出矢量圖。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n2/n1=1/（1+α-1）=1/α是小于1的正值。實(shí)現(xiàn)同向增速傳動(dòng)。,,,,,,（4）太陽(yáng)輪輸入，齒圏制動(dòng)，行星架輸出,,太陽(yáng)輪輸入，齒圏制動(dòng)，行星架輸出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,,,,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,當(dāng)太陽(yáng)輪輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，太陽(yáng)輪齒必給一級(jí)行星輪齒一個(gè)作用力，使一級(jí)行星齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一級(jí)行星齒輪逆時(shí)針自轉(zhuǎn)時(shí)，其輪齒必給二級(jí)行星齒輪一個(gè)作用力，二級(jí)行星齒輪受力后必繞行星軸順時(shí)針自轉(zhuǎn)。二級(jí)行星輪齒順時(shí)針自轉(zhuǎn)必給齒圈一個(gè)作用力，但齒圈制動(dòng)，因此齒圈輪齒必給二級(jí)行星齒輪一個(gè)反作用力。二級(jí)行星輪在齒圈反作用力的作用下，只能順時(shí)針自轉(zhuǎn)的同時(shí)沿齒圈逆時(shí)針公轉(zhuǎn)，行星輪軸必帶動(dòng)行星架逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出轉(zhuǎn)矩。,,,,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,將齒圈制動(dòng)n2=0，代入運(yùn)動(dòng)方程n1–αn2–（1–α）n3=0中，得：n1–（1–α）n3=0n1=（1–α）n3n1/n3=（1–α）即傳動(dòng)比i=n1/n3=（1–α）是小于1的負(fù)值。因傳動(dòng)比的絕對(duì)值大于1，為減速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反向減速傳動(dòng)。,,,,,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為太陽(yáng)輪輸入，齒圈制動(dòng)，行星架輸出矢量圖。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n1/n3=（1–α）是小于1的負(fù)值。因傳動(dòng)比的絕對(duì)值大于1，為減速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反向減速傳動(dòng)。,,,,（5）行星架輸入，齒圏制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸出,,行星架輸入，齒圏制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,當(dāng)齒圏制動(dòng)，行星架輸入順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)的齒圏必對(duì)順時(shí)針公轉(zhuǎn)的二級(jí)行星輪產(chǎn)生阻力，使二級(jí)行星輪逆時(shí)針自轉(zhuǎn)。二級(jí)行星輪隨行星架順時(shí)針公轉(zhuǎn)并逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，其輪齒必給一級(jí)行星輪齒一個(gè)作用力，使一級(jí)行星輪既隨行星架公轉(zhuǎn)，又在行星架上順時(shí)針自轉(zhuǎn)，其輪齒必給太陽(yáng)輪輪齒一個(gè)作用力，使太陽(yáng)輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而輸出轉(zhuǎn)矩。,,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,①用運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算傳動(dòng)比,將齒圏制動(dòng)n2=0，代入運(yùn)動(dòng)方程n1–αn2–（1–α）n3=0得：n1–（1–α）n3=0n3/n1=1/（1–α）即傳動(dòng)比i=n3/n1=1/（1–α）＜1是小于1的負(fù)數(shù)實(shí)現(xiàn)反向增速傳動(dòng)。,,,,,②用矢量圖法計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為行星架輸入，齒圏制動(dòng)，太陽(yáng)輪輸出矢量圖。根據(jù)相似三角形原理，可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n3/n1=1/（1–α）＜1是小于1的負(fù)數(shù)實(shí)現(xiàn)反向增速傳動(dòng)。,,,,,,,,（6）太陽(yáng)輪與行星架連成一體,,太陽(yáng)輪與行星架相連結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,,,,,,,1）轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)分析,當(dāng)太陽(yáng)輪與行星架連成一體時(shí)，剛體上的任何一點(diǎn)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相同，不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而齒圈輪齒又與二級(jí)行星輪齒嚙合，齒圈也只能隨二級(jí)行星輪輪齒做相同運(yùn)動(dòng)，各輪之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是整個(gè)行星排連成一體，只能傳遞運(yùn)動(dòng)，不能改變傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向。,,,,,,,,2）傳動(dòng)比計(jì)算,在方程n1–αn2–（1–α）n3=0中，由于將行星架與齒圈連成一體n1=n2，該方程變?yōu)閚2–αn2–（1–α）n3=0得n2/n3=1即傳動(dòng)比i=n2/n3=1即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不論齒圈輸入還是行星架輸入，太陽(yáng)輪輸出的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速相等。,,,,,,,,3）用矢量圖計(jì)算傳動(dòng)比,,右圖為行星架與太陽(yáng)輪相連太陽(yáng)輪輸入，行星排成一體輸出矢量圖。根據(jù)n1=n2=n3可以計(jì)算出傳動(dòng)比i=n2/n3=1（或i=n1/n3=1）即該單排行星齒輪機(jī)構(gòu)不論太陽(yáng)輪輸入還是行星架輸入，齒圈輸出，轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速相同。,表3-2單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)各種傳動(dòng),,,,,,,,,以上單排雙級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可歸納如下：①只要齒圈輸出，無(wú)論哪個(gè)元件制動(dòng)，均為同向減速傳動(dòng)。②只要齒圈輸入，無(wú)論哪個(gè)元件制動(dòng)，均為同向增速傳動(dòng)。③只要齒圈制動(dòng)，無(wú)論哪個(gè)元件輸入，均為反向傳動(dòng)。④任意兩元件相連，另一元件不連自連，單排雙極行星齒輪機(jī)構(gòu)變?yōu)橐粋€(gè)剛體，可實(shí)現(xiàn)同向等速傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1。⑤無(wú)制動(dòng)元件，有輸入無(wú)輸出，傳動(dòng)比為零。,行星齒輪變速器中所有的齒輪都是處于常嚙合狀態(tài)，其擋位變換必須通過(guò)以不同的方式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本元件進(jìn)行約束（即固定或連接某些基本元件）來(lái)實(shí)現(xiàn)。能對(duì)這些基本元件實(shí)施約束的機(jī)構(gòu)，就是行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)由離合器、制動(dòng)器、單向離合器三種執(zhí)行元件組成，起連接、固定和鎖止作用。,二、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理,連接是指將行星齒輪變速器的輸入軸與行星排中的某個(gè)基本元件連接，以傳遞動(dòng)力，或?qū)⑶耙粋€(gè)行星排的某一個(gè)基本元件與后一個(gè)行星排的某一個(gè)基本元件連接，以約束這兩個(gè)基本元件的運(yùn)動(dòng)；固定是指將行星排的某一基本元件與自動(dòng)變速器的殼體連接，使之被固定住而不能旋轉(zhuǎn)；鎖止是指把某個(gè)行星排的三個(gè)基本元件中的兩個(gè)連接在一起，從而將該行星排鎖止。換擋執(zhí)行元件按一定的規(guī)律對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的某些基本元件進(jìn)行連接、固定或鎖止，讓行星齒輪機(jī)構(gòu)獲得不同的傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)擋位的變換。,作用：連接軸和行星排的某個(gè)基本元件，或?qū)⑿行桥诺哪硟蓚€(gè)基本元件連接成一體，使之成為一個(gè)整體轉(zhuǎn)動(dòng)。,1．離合器結(jié)構(gòu)和工作原理,自動(dòng)變速器中所用的離合器為濕式多片離合器。它通常由離合器鼓、離合器活塞、回位彈簧、彈簧座、一組鋼片、一組摩擦片、調(diào)整墊片、離合器轂及幾個(gè)密封圈組成。,鋼片和摩擦片交錯(cuò)排列，兩者統(tǒng)稱(chēng)為離合器片。鋼片的外花鍵齒安裝在離合器鼓的內(nèi)花鍵齒圈上，可沿齒圈鍵槽作軸向移動(dòng)。,摩擦片由其內(nèi)花鍵齒與離合器轂的外花鍵齒連接，也可沿鍵槽作軸向移動(dòng)。摩擦片的兩面均為摩擦片系數(shù)較大的銅基粉末冶金層或合成纖維層。,離合器鼓或離合器轂分別以一定的方式和變速器輸入軸或行星排的某個(gè)基本元件相連接，一般離合器鼓為主動(dòng)件，離合器轂為從動(dòng)件。,,當(dāng)液壓控制系統(tǒng)將作用在離合器液壓缸內(nèi)的液壓油的壓力解除后，活塞被回位彈簧壓回液壓缸的底部，并將液壓缸內(nèi)的壓力油從進(jìn)油孔排出。此時(shí)，鋼片與摩擦片相互分開(kāi)，兩者間無(wú)壓緊力，離合器處于分離狀態(tài)。離合器活塞和離合器片或離合器片和卡環(huán)之間有一定的軸向間隙，以保證鋼片和摩擦片之間無(wú)任何軸向壓力，這一間隙稱(chēng)為離合器自由間隙。其大小可以用擋圈的厚度來(lái)調(diào)整。一般離合器自由間隙為0.5～2.0mm。,,離合器所能傳遞的動(dòng)力的大小或者說(shuō)轉(zhuǎn)矩的大小與摩擦片的面積、片數(shù)及離合器片間的壓緊力有關(guān)。片間壓緊力的大小由作用在離合器活塞上的油壓及作用面積決定，但增大油壓會(huì)引起離合器接合時(shí)產(chǎn)生沖擊。故當(dāng)壓緊力一定時(shí)，離合器所能傳遞的動(dòng)力大小就取決于摩擦片的面積和片數(shù)。一般離合器中摩擦片片數(shù)為2～6片，鋼片片數(shù)等于或多于摩擦片的片數(shù)。,