行星齿轮变速器
行星齿轮变速箱原理
行星齿轮变速箱原理
行星齿轮变速箱是一种常见的自动变速器，它主要由太阳轮、行星轮和环形轮组成。
其工作原理如下：
1. 太阳轮是行星齿轮变速箱的输入轴，通过发动机的动力传输至变速箱。
太阳轮上有一组齿轮，称为行星架，它与行星轮和环形轮相连。
2. 行星轮是连接在行星架上的一组齿轮。
它们围绕太阳轮旋转，并与外部的环形轮相连。
同时，每个行星轮上还有一个孔，称为行星轮孔。
3. 环形轮是固定在变速箱壳体中的齿轮。
它与行星轮的齿轮进行啮合，并通过输出轴将动力传递出去。
4. 在行星齿轮变速箱中，通过控制行星轮和环形轮的连接方式，可以实现不同的速度转换。
当某个行星轮与太阳轮和环形轮同时连接时，太阳轮的动力将传递给该行星轮，然后经过行星轮的轮毂齿轮传递至环形轮。
这样，输出轴将得到一个特定的速度比。
5. 当需要变换速度时，可以通过控制离合器或制动器来改变行星轮和环形轮的连接方式。
例如，将行星轮与太阳轮连接，而与环形轮分离，就可以实现高速档。
而将行星轮与环形轮连接，而与太阳轮分离，就可以实现低速档。
通过以上操作，行星齿轮变速箱可以实现连续平稳的变速过程，满足不同驾驶条件下的动力需求。
行星齿轮变速器原理解析
齿轮变速机构原理:
前离合器接合，后离合器分离，为低档； 前离合器分离，后离合器接合，为超速档。
二、行星齿轮变速机构
行星齿轮机构的组成： 它由太阳轮或称为中心轮、行星齿轮、行
２、传动比计算
小齿轮做中间齿轮 ，与传动比无关。 当行星架未制动时 ，行星架３以n3 转动。对整体行星 排施加一个与行星 架３转速大小相等 、方向相反的速度 －n3，这对构件的 相对速度无影响， 使行星排变为定轴 式转动。
齿圈
行星轮
太阳轮
行星架
传动比：i
主动轴转速n主 从动轴转速n从
＝从动齿轮齿数Ｚ从 主动齿轮齿数Ｚ主
备注
太阳轮 行星架 齿圈 行星架 太阳轮 齿圈
n1/n3=1+α n3/n1=1/1+α
同向 减速增扭
同向 增速减扭
2）锁定太阳轮
行星轮自动并顺时针公转， 齿圈也顺时针旋转 问题：以下两种类型在AT 中适宜做哪一个档位？
主动件 齿圈
从动件 锁定件 行星架 太阳轮
行星架 齿圈
太阳轮
传动比 n2/n3=1+α/α
转，降速，传动比较大，在汽车上常用作前进2档；反之 ，若行星架主动，齿圈被动，最大齿轮带动较大齿轮旋 转，升速，传动比略小于1，在汽车上用作前进超速1档
3．当行星架固定时 太阳轮主动，齿圈被动，最小齿轮带动较大齿轮旋
转，降速，反向，在汽车上用作倒档。
五、换档执行机构工作原理
行星齿轮变速器的换档执行机构主要 由离合器、制动器和单向离合器三种执行 元件组成。离合器和制动器是以液压方式 控制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离 合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元 件进行锁止。
行星齿轮变速器的工作原理
行星齿轮变速器的工作原理
行星齿轮变速器是一种常用的机械传动装置，主要用于传递动力和变速。
它由太阳轮、行星轮、内齿轮和外齿轮四个基本部件组成。
工作原理如下：
1. 太阳轮是输入轴，通过输入轴传递动力给行星轮。
2. 行星轮是固定在太阳轮周围的轮子，其齿数通常比太阳轮多。
每一个行星轮都通过行星架连接到内齿轮。
3. 内齿轮是位于行星轮内部的轮子，与每个行星轮咬合。
它的齿数与行星轮相同，但反向安装。
4. 外齿轮是输出轴，固定在内齿轮上，通过内齿轮传递动力给外齿轮。
在工作过程中，输入轴的旋转动力会通过太阳轮传递给行星轮，行星轮则通过行星架将动力分散到多个行星轮上。
每一个行星轮与内齿轮咬合，再经由内齿轮传递给输出轴的外齿轮。
通过改变太阳轮和行星轮的相对位置，可以实现不同的速比。
例如，当太阳轮固定不动时，行星轮绕太阳轮旋转，输出轴便会以较高的速度旋转，实现加速。
相反，如果行星轮固定不动，太阳轮旋转，则输出轴会以较低的速度旋转，实现减速。
总结起来，行星齿轮变速器通过太阳轮、行星轮、内齿轮和外齿轮的组合，利用它们之间的齿轮传动关系，实现输入轴和输出轴之间的速度变换。
它具有结构紧凑、传动平稳、承载能力强等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
行星齿轮变速器原理解析
行星齿轮变速器原理解析
1.输入轴上的太阳轮与行星轮相连。
当输入轴旋转时，太阳轮带动行星轮转动。
2.行星轮的牙齿与行星架上的行星齿轮啮合，形成了行星系统。
行星齿轮环绕内齿圈运动，并在行星轴上自转。
3.由于行星齿轮的存在，内齿圈会固定住，不会随着太阳轮的转动而旋转。
4.内齿圈与输出轴相连，当内齿圈固定住时，输出轴就不会旋转。
反之，当内齿圈可以自由转动时，输出轴也会旋转。
根据这个基本原理，我们可以对行星齿轮变速器的工作过程做以下分析：
1.当输入轴转速较大时，太阳轮带动行星轮高速旋转。
2.行星齿轮固定在行星架上，随着行星轮的旋转而自转。
由于行星齿轮与内齿圈相连，内齿圈不会旋转，输出轴也不会转动。
3.当输入轴的速度减小时，太阳轮传递给行星轮的速度也会减小。
由于行星齿轮的自转速度不变，内齿圈就会开始旋转。
4.通过合理选择行星轮和太阳轮的数目，可以实现不同的速比。
当内齿圈旋转一周时，输出轴也会旋转一定的角度。
5.这样，通过控制输入轴的转速和内齿圈的固定情况，可以实现输入输出轴之间的转速变换。
总结起来，行星齿轮变速器是一种通过多个行星齿轮的组合，实现输入输出轴之间转速变换的机械传动装置。
它的基本原理是利用行星齿轮的自转和固定，实现输入轴转速和输出轴转速之间的变化。
通过合理选择行星轮和太阳轮的数目，可以实现不同的速比，满足不同转速需求。
典型的行星齿轮变速器
空档
直接档离合器处于分离状态、低档制动带和倒档制动带都松 开。
• 此时两排行星齿轮机构的各元件均不受约束，可以自由转
动，故行星齿轮变速器不能传递动力。
低速档
直接档离合器处于分离状态、低档制动带制动，倒档制动带 松开。
• 从输入轴来的动力，一部分从前排齿圈经行星架传给后排行
星轮，另一部分直接经后排太阳轮传到后排行星轮，两部分 汇合后由后行星排齿圈输出。
汽车自动变速器理论
第7讲 典型的行星齿轮机构
行星齿轮机构
1）基础行星齿轮机构
2）辛普森行星齿轮机构
3）改良型辛普森行星齿轮机构
4）拉维奈尔赫行星齿轮机构
5）改良型拉维奈尔赫行星齿轮机构 6）四前进挡行星齿轮机构
行星齿轮机构
不同车型自动变速器在结构上往往有很大的差异，主要 区别有下面三点： (1)前进挡的挡数不同； (2)离合器、制动器及单向离合器的数目和布置方式不同； (3)所采用的行星齿轮机构类型不同。
• 改进后的辛普森式行星齿轮机构除了前排内齿轮和后行
星架仍互相连接为一体之外，前行星排和后行星排的其 他基本组件全部各自独立，形成一种具有5个独立组件的 辛普森式行星齿轮机构；
• 在这5个独立组件中，后太阳轮始终和输入轴连接，输出
轴则与前排齿圈和后行星架组件连接。
二、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器
拉维奈尔赫式行星齿轮变速器由拉维奈尔 赫式行星齿轮机构及相应的换档执行元件组成； 拉维奈尔赫式行星齿轮机构与辛普森式行 星齿轮机构齐名，从七十年代起，被奥迪、福 特、马自达等公司使用于其轿车自动变速器中， 特别是前轮驱动车型。
D位4挡：B0 、 C2 、 C1工作
超速挡行星架 中间轴
F2
F1
行星齿轮式电控自动变速器的工作原理
行星齿轮式电控自动变速器的工作原理1. 介绍行星齿轮式电控自动变速器是一种高效、智能化的变速器装置，广泛应用于现代汽车中。
它通过电控系统控制行星齿轮的组合方式，实现车辆的换挡操作。
本文将详细介绍行星齿轮式电控自动变速器的工作原理。
2. 基本构造行星齿轮式电控自动变速器由多个组成部分构成，包括行星齿轮组、离合器、制动器、液力变矩器等。
其中，行星齿轮组是变速器的核心部件，起到变速的作用。
3. 工作原理行星齿轮组由太阳齿轮、行星齿轮和环齿轮组成。
太阳齿轮与发动机输出轴相连，环齿轮与动力输出轴相连，而行星齿轮则与变速器的各个挡位相连。
3.1 挡位选择在行星齿轮组中，太阳齿轮为输入，环齿轮为输出。
通过选择不同的行星齿轮来改变太阳齿轮与环齿轮之间的传动关系，从而达到不同挡位的选择。
3.2 换挡过程当驾驶员需要换挡时，电控系统会根据车速、转速等信息进行判断，并控制离合器和制动器的工作，通过改变行星齿轮的组合方式来实现换挡操作。
具体来说，换挡过程可分为以下几个步骤：1.离合器切换：在需要换挡时，电控系统首先会切断当前挡位的离合器，断开传动。
同时，预先准备下一个挡位的离合器，以便实现顺畅的换挡。
2.制动器操作：电控系统会根据需要制动的情况来控制制动器的操作。
制动器主要用于暂时锁定行星齿轮，防止不必要的滑动。
3.行星齿轮组组合变化：在离合器切换和制动器操作完成后，电控系统会根据需要的挡位来改变行星齿轮的组合方式。
通过控制制动器和离合器的工作，行星齿轮的不同组合可以实现不同的挡位选择。
4.离合器连接：当行星齿轮组组合变化完成后，电控系统会连接相应挡位的离合器，以重新建立传动关系。
5.离合器释放：当离合器连接完成后，电控系统会逐渐释放离合器，并通过制动器来实现换挡的顺畅完成。
4. 优点和应用行星齿轮式电控自动变速器相比传统变速器具有以下优点：•换挡平顺：利用电控系统控制换挡过程，可以实现平顺的换挡，提高驾驶舒适性。
•换挡快速：电控系统能够快速判断换挡时机，并控制各个部件的操作，从而实现快速换挡。
汽车自动变速器原理与维修辛普森式行星齿轮变速机构
D位2档的传动原理
辛普森式三档行星齿轮变速机构
同理，可推出2档的传动比为与前进1档时一样，单 向离合器F1只能锁住前后太阳轮组件不作逆时针方向转 动。当松开发动机油门时，汽车即作滑行行驶，如正处 于下坡，则无法利用发动机的低转速进行减速制动。
④手动2档(2位2档) 为了利用发动机制动，可将变速器操纵手柄从
“D”位移至“2”位。自动变速器在手动2位的2档时处 于能产生发动机制动作用的状态(如图)。
2位2档的传动原理
辛普森式三档行星齿轮变速机构
发动机的制动作用是由2档强制制动器B2来实现的。 当操纵手柄位于“2”位，而行星齿轮变速器处于2档时 ，前进离合器C1和制动器B2同时工作。动力从发动机传 往驱动轮时，行星齿轮机构各元件的工作状态及传动比 与前进1档时相同。而当节气门松开，发动机处于怠速 而汽车进行滑行时，汽车驱动轮通过变速器输出轴驱动 行星齿轮机构，因前后太阳轮组件始终被B2固定，行星 齿轮变速器输入轴被反向驱动，以原来的转速旋转，变 矩器涡轮转速高于泵轮的转速，成为汽车驱动轮通过变 矩器逆向驱动发动机曲轴的工况，因此可利用发动机制 动。
辛普森式三档行星齿轮变速机构
⑤前进3档(D位3档) 前进档离合器C1和倒档及高档离合器C2同时结合，前
排齿圈与太阳轮组件转速相同，前行星排被连接成一个整 体同速旋转，从行星架输出动力至输出轴。后行星架虽然 与输出轴同速，但只是作空转。此时，行星齿轮变速器的 传动比i=1，即为直接档(如图)。
D位3档的传动原理
档位与执行元件关系（见下表）。
四档辛普森式行星齿轮变速器传动简图
1-输入轴 2-超速行星排 3-中间轴 4-前行星排 5-后行星排 6-输出轴
C0 -直接离合器 C1- 前进离合器 C2 –倒档及高档离合器 B0 – 超速制动 B1 – 2档单向离合器 B2 – 2档强制制动器 B3 – 抵档及倒档制动器 F0- 直接单向离合器 F1 – 2档单向离合器 F2- 抵档单向离合器
行星齿轮变速器的工作原理
行星齿轮变速器的工作原理行星齿轮变速器是一种常用于汽车、摩托车和机械设备中的传动装置，其工作原理是通过多组齿轮的配合来实现速度的变换。
它由太阳轮、行星轮和内齿环组成，通过这些齿轮的组合运动来实现不同的速度输出。
具体来说，行星齿轮变速器通过一个轴将动力输入，这个轴叫做太阳轴，它上面的太阳轮通过一个轴与动力源连接。
太阳轮的齿轮与一个或多个行星轮相啮合，行星轮通过行星架固定在一个轴上。
行星架上还有一个叫做行星架轮的齿轮，它内部有一个内齿环，行星轮外部上有齿轮。
内齿环通过一个轴固定在变速器外壳上。
当太阳轮转动时，它会驱动行星轮同时绕着太阳轮旋转，行星轮上的行星架轮也会绕着自己的中心轴旋转。
同时，行星轮上的齿轮和内齿环也会发生啮合，由于内齿环是固定不动的，所以行星轮和行星架轮的旋转会改变齿轮传动的速度比。
当太阳轮转速较快时，行星轮在行星架轮上的旋转速度较慢，行星轮对内齿环的啮合，会使内齿环以较慢的速度旋转，从而输出较慢的速度。
当太阳轮转速减小时，行星轮在行星架轮上的旋转速度增加，行星轮对内齿环的啮合会使内齿环以较快的速度旋转，从而输出较快的速度。
行星齿轮变速器还可以通过改变太阳轮、行星轮和内齿环的组合方式来实现不同的速度输出。
通过改变输入轴和输出轴的组合方式，可以实现不同的速度比和反向转向。
行星齿轮变速器具有结构紧凑、重量轻、承载能力高、传动效率高和噪音小等优点，因此被广泛应用于各种机械传动装置中。
同时，由于它可以实现多个速度档位的切换，使得驾驶员和操作人员可以根据需要选择合适的速度，提高了机械设备的工作效率和性能。
总之，行星齿轮变速器是一种通过多组齿轮的配合来实现速度变换的传动装置。
通过太阳轮、行星轮和内齿环的组合运动，可以实现不同的速度输出。
其结构紧凑、承载能力高、传动效率高等特点使其被广泛应用于各种机械设备中。
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3、组成
行星齿轮机构和换挡执行元件
4、行星齿轮机构特点
这种行星齿轮总是处于常啮合状态，可 使换档迅速、平稳、准确而不会产生齿轮 碰撞或不完全啮合的现象。
行星齿轮变速器
二、行星齿轮机构
1、结构
单排行星齿轮机构由 一个太阳轮(中心轮)、 一个行星架、一个齿圈 和几个行星齿轮组成。
1-太阳轮；2-齿圈；3-行星架；4-行星齿轮
在现代汽车行星齿轮变速器中，广泛地 采用了辛普森式（Simpson）双排行星齿轮 机构和拉威娜（Ravigneaux）式复合行星 齿轮机构。
行星齿轮变速器
新课小结 1、行星轮机构的组成
2、行星轮机构的工作情况
行星齿轮变速器
作业
行星齿轮机构的工作情况表
状态 档位 固定部件 输入部件 输出部件 旋转方向
n2—齿圈转速； n3—行星架转速； α—齿圈与太阳轮的齿数比。
行星齿轮变速器
3、单排行星齿轮机构的传动原理
行星齿轮机构工作时将太阳轮、齿圈 和行星架这三者中的任一元件作为主动 件，使它与输入轴联结，将另一元件作 为被动件与输出轴联结，再将第三个元 件加以约束制动。这样整个行星齿轮机 构即以一定的传动比传递动力。
行星齿轮变速器
1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动
太阳轮带动行 星齿轮沿静止的齿 圈旋转，从而带动 行星架以较慢的速 度与太阳轮同向旋 转，传动比为：
i13=1 +α
为前进降速挡， 减速相对较大。
行星齿轮变速器
2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动
传动比为 ：
i31=1/(1 +α)
为前进超速挡， 增速相对较大。
行星齿轮变速器
3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动
传动比为：
i23=1+z2/z1
=1+1/α
为前进降速挡， 减速相对较小。
行星齿轮变速器
4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动
传动比为： i32=z2/(z1+z2)
= α/(1+ α)
为前进超速挡， 增速相对较小。
行星齿轮变速器
5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动来自项目二 行星齿轮变速器
行星齿轮变速器
一、概述
1、作用
由于液力变矩器的扭矩变化范围 窄(1~3倍)，无法满足汽车行驶中各 种复杂工况的需要。为此，在液力变 矩器后面再串联齿轮变速机构来扩大 扭矩变化范围（3~4倍）， 再将发动 机的动力传递给传动轴。
2、形式
自动变速器中的齿轮变速机构 所 采用的变速齿轮有平行轴式齿轮机构 和 行星齿轮机构两种。
输入轴
花键毂
行星齿轮变速器
(3)工作情况：
离合器接合：当压力油经油道进入活塞左面的 液压缸时，液压力克服弹簧力使活塞右移，将 所有离合器片压紧。
离合器分离：当控制阀将作用在离合器液压缸 的油压力撤除后，离合器活塞在回位弹簧的作 用下回复原位，并将缸内的变速器油从进油孔 排出。
离合器自由间隙：离合器处于分离状态时，离 合器片之间有一定的轴向间隙，以保证钢片和 摩擦片之间无轴向压力。
行星齿轮变速器
太阳轮位于系统的中心， 行星齿轮与它相啮合。最外 侧是同行星齿轮相啮合的齿 圈。通常有3～6个行星齿 轮，它们为均匀或对称布置。 各行星齿轮借助于滚针轴承 (带有或不带有保持架)和行 星齿轮轴安装在行星架上， 两端有止推垫片。
行星齿轮变速器
2、单排行星齿轮机构的运动规律的特性方程 n1＋αn2－（1＋α）n3＝0 其中：n1—太阳轮转速；
行星架固定，行星齿 轮只能自转，太阳轮经 行星齿轮带动齿圈旋转 输出动力。齿圈的旋转 方向与太阳轮相反。传 动比为：
i12=z2/z1=- α
为倒挡减速挡。
行星齿轮变速器
6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动
行星架固定，行星 齿轮只能自转，齿圈经 行星齿轮带动太阳轮旋 转输出动力。太阳轮的 旋转方向与齿圈相反， 传动比为：
i21=-z1/z2 =-1/ α
为倒挡超速挡。
行星齿轮变速器
7）直接传动（直接档） 若三元件中的任两元件被连接在一起，
则第三元件必然与这两者以相同的转速、相 同的方向转动。
8）自由转动（空挡） 若所有元件均不受约束，则行星齿轮机 构失去传动作用。此种状态相当于空挡。
行星齿轮变速器
4、行星齿轮机构在自动变速器上的应用
行星齿轮变速器
工作情况
行星齿轮变速器
（二）制动器
制动器的功用是固定行星齿轮机 构中的基本元件，阻止其旋转。在自 动变速器中常用的制动器有湿式多片 式制动器和带式制动器两种。
行星齿轮变速器
（1）片式制动器
片式制动器：其结构与片式离合器相同。不 同之处是制动器从动片的外缘花键齿与固定 的变速器外壳连接，可轴向移动，以便接合 时将主动件制动，使行星齿轮机构改组换挡。 该种制动器接合的平顺性好，间隙无须调整， 其缺点是轴向尺寸大。
基本组成:离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、离合器片（钢片、 摩擦片）、花键毂
摩擦片与旋转的花键毂的齿键连接，可轴向移动，为输入端， 片上有钢基粉末冶金层或合成纤维层。
从动钢片与转动鼓的内花键连接也可轴向移动，可输出扭矩。
活塞为环状，另外活塞主动上盘有密封圈、回位弹簧。
壳体
卡环
活塞
压盘
弹簧
从动盘
行星齿轮变速器
（一）离合器
(1)作用 自动变速器中的湿式多 片离合器是用来连接输入 轴或输出轴和某个基本元 件，或将行星齿轮机构中 某两个基本元件连接在一 起实现转矩的传递。
行星齿轮变速器
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离合器片
行星齿轮变速器
离合器
行星齿轮变速器
(2)构造：一般为多片摩擦式，是液压控制的执行元件。
1
降速挡 齿圈
太阳轮
行星架
相同方向
行星齿轮变速器
三、行星齿轮变速器的换挡执行机构
行星齿轮变速器中的所有齿轮都处于常啮合状 态，挡位变换必须通过以不同方式对行星齿轮机构 的基本元件进行约束(即固定或连接某些基本元件) 来实现。能对这些基本元件实施约束的机构，就是 行星齿轮变速器的换挡执行机构。
执行机构主要由离合器、制动器和单向离合器三 种执行元件组成，离合器和制动器是以液压方式控 制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离合器则是以 机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。
能通过增减摩擦片数来满足不同排量发动机 的要求，故小轿车使用很多。
行星齿轮变速器
片式制动器工作过程
行星齿轮变速器
（2）带式制动器
它由制动带、油缸、活塞和