单排行星齿轮机构
行星齿轮机构的传动原理以及基本结构
如图3-8所示，当行星架输入顺时针旋转时，行星 架必带着行星轮一齐顺时针旋转，因太阳轮制动， 因此太阳轮的轮齿必给行星轮轮齿一个反作用力， 行星轮必顺时针旋转，行星轮顺时针旋转时，其轮 齿必给齿圈轮齿一个推力，齿圈在行星轮齿作用下， 必克服其运动阻力而顺时针旋转输出。行星轮既自 转又绕太阳轮公转。
图3-8行星架输入，太阳轮制动，齿圈输出传动图与结构简图
任意两元 件 行星架
行星架 行星架 另一元件
齿圈
i= 1+α＞2
转向相同 减速增矩
i= 1+1/α＞1
转向相同 减速增矩
i=1
转向、转速、转矩
均相同
i=α/（1+α）＜1 转向相同 增速减矩
6无
任意元件 任意元件 i=0
无动力输出
通过以上分析可知，单排单级行星齿轮机构存在着以
下规律性的结论：
➢只要行星架输入，无论哪个固定，输入、输出均为同向、
图3-6齿圈输入，太阳轮制动，行星架输出传动图与结构简图
2）传动比计算 ①用运动方程计算传动比
该行星齿轮机构运动方程n1+αn2－(1+α)n3=0中，由于 太阳轮制动n1 =0，该方程变为αn2－(1+α)n3=0得n2/n3= （1+α）/α即传动比i=n2/n3 =（1+α）/α＞1 即该单排行 星齿轮机构转向相同，减速增矩。
增速传动。
➢只要行星架输出，无论哪个固定，输入、输出均为同向、
减速传动。
➢只要行星架固定，无论哪个输入，输入、输出均为反向
传动。
➢若将太阳轮、齿圈、行星架三元件中的任意两个相连，
则另一个不连自连，行星排变为一个刚体以相同的转速和
转矩输入、输出，传动比为1。
单排双级式行星齿轮机构的速比计算
种前部输入轴输入、前部行星架输出 的结构。
变速器的执行元件有：前进档离 合器 C1、倒档离合器 C2、惯性离合器 C3、超速档离合器 C（ 4 图 1 中的 C0）、 2/4 档制动器 B（ 1 可带动和制动两太 阳轮）、1/倒档制动器 B2、单向离合器 F（ 0 可带动后齿圈）和 F（ 1 可带动或制 动前齿圈）。前、后两排的传动系数 为：
系列讲座 AUTOMOBILE MAINTENANCE
单排双级式行星齿轮机构的速比计算
□上海/邓正思
一、单排双级式（有惰轮）行星齿 和。因此，在单级式行星齿轮机构中，
轮机构的速比计算
使用的是太阳轮项加上齿圈项等于
单排双级式（有惰轮）行星齿轮 行星架项。行星架的相当齿数为“I＋
机构由于太阳轮与齿圈的连接行星 S”。单级式行星齿轮机构的方程为：
45 汽车维修 2009.1
系列讲座 AUTOMOBILE MAINTENANCE
解得：N1＝－（α－1）N3 减速比为：i＝－（α－1）
动变速器，它有 3 个档位（1 档、倒档 和超速档）是双级式行星齿轮机构工
由上式可知，它们的旋转方向 作，现详细介绍如下。
相反，但其转速关系比较复杂，可以
赛欧 轿 车 装 备 的 AF13 型 自 动
表 1 单排双级式行星齿轮机构各元件之间的关系
固定件 主动件 从动件
转速关系
旋转方向
太阳轮 行星架 齿圈
减速 ★
同向
太阳轮 齿圈 行星架
增速 ★
同向
齿圈 （3）
当 I－S＞S 时：增速 行星架 太阳轮 当 I－S＝S 时：等速 ★ 反向 ★
当 I－S＜S 时：减速 ★
齿圈 （4）
当 I－S＜S 时：减速 太阳轮 行星架 当 I－S＝S 时：等速 ★ 反向 ★
汽车底盘构造与维修电子教案 项目3 自动变速器结构与维修
《自动变速器结构与维修》课程单元教学方案设计一、首页二、教学活动设计三、考核评价标准1、能分析行星齿轮组成的能力2、能分辨行星齿轮基本变速原理的能力3、能描述汽车自动变速机构的能力4、能认识和简单分析行星齿轮在变速器上应用的能力四、主要知识点一、行星齿轮变速机构的结构·液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩，但变矩比不大，变速范围不宽，远不能满足汽车使用工况的需要。
为进一步增大扭矩，扩大其变速范围，提高汽车的适应能力，在液力变矩器后面又装一个辅助变速器――有级式齿轮变速器。
该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。
·行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执行元件组成。
行星齿轮机构通常由多个行星排组成．行星排的多少与档数的多少有关，其基本结构和工作原理，可用最简单的单排行星齿轮机构说明。
单排行星齿轮机构的结构组成（1）单排行星齿轮机构的三个基本元件是：太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架。
（2）太阳齿轮位于中心位置；几个行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星齿轮架上，这些行星齿轮与太阳齿轮相啮合，并一般均匀布置在太阳齿轮周围；外面是同行星齿轮相啮合的齿圈。
（3）单排行星齿轮机构通过固定不同的元件或改变联锁关系，可得出不同的传动状态。
二、行星齿轮工作原理(1)行星齿轮机构运动规律·设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分别为Z1、Z2、Z3；齿圈与太阳轮的齿数比为α。
则根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式：·n1+αn2-(1+α)n3=0 和 Z1+Z2=Z3（2）行星齿轮机构各种运动情况分析·由上式可看出，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在太阳轮、齿圈和行星架这三个基本构件中，任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一元件固定不动(即使该元件转速为0)，或使其运动受一定的约束(即该元件的转速为某定值)，则机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传递动力。
单排行星齿轮机构
太阳轮 行星架
行星小齿轮 主动齿圈
谢谢观赏
2014/06/17
转速和传动比
从动齿轮齿数
传动比 = 主动齿轮齿数
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。
单排行星齿轮机构
特点 行星齿轮机构在结构方面具有下列特点： ①太阳轮、行星架和齿圈都是同心的，即围绕公共轴线
旋转。这能够取消诸如手动变速器所使用的中间轴和中间 齿轮。
②所有齿轮始终相互啮合，换档时无需滑移齿轮，因此 摩擦磨损小，寿命较长。
③结构简单、紧凑，其载荷被分配到数量众多的齿上， 强度大。
④可获得多个传动比
变速原理及传动比
• 设上图所示行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈、行星架的转 速分别为n1、n2、n3, 太阳轮、齿圈的齿数分别为z1、 z2，齿圈与太阳轮的齿数比为α 。根据能量守恒定律，可 得单一行星齿轮机构一般运动规律特性方程式
• i32＝n3/n2＝ α/(1＋α)<1 • 同向增速，超速档
固定太阳轮
主动行星架
行星小齿轮 从动齿圈
• 4) 齿圈制动，行星架主动，太阳轮从动，则n2＝0，故传 动比
• i31＝n3/n1＝ 1 /(1＋α)<1 • 同向增速，超速档
从动太阳轮
主动行星架
行星小齿轮 固定齿圈
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 5) 行星架制动，太阳轮主动，齿圈从动，则n3＝0，故传 动比
• i12＝n1/n2＝－α<0 • 反向减速，倒档
主动太阳轮
固定行星架
单排单行星齿轮机构一般运动规律方程式
单排单行星齿轮机构一般运动规律方程式1. 引言1.1 概述在现代机械领域中，齿轮传动作为一种常见的传动方式，被广泛应用于各种机械装置和设备中。
单排单行星齿轮机构作为其中的一类特殊结构，在其简洁紧凑的设计和高效率的工作原理下取得了广泛关注。
本文将深入研究单排单行星齿轮机构的运动规律方程式，以揭示其运转过程中的内部性质与特点。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
引言部分（第1节）简要介绍了撰写这篇长文的背景，并对文章所涉及内容进行了预览。
接下来是单排单行星齿轮机构的介绍（第2节），包括其定义和组成部分、工作原理以及应用领域。
之后是关键部分，即单排单行星齿轮机构的运动规律方程式（第3节），包括转速比计算公式推导、输入输出转矩计算方法以及齿轮传动效率分析与优化。
第4节将通过实例分析与研究结果展示来验证前面提到的方程式和方法的可行性，并介绍运动规律的仿真验证与实际应用案例。
最后，文章将在结论与进一步研究建议部分（第5节）总结研究结果并提出未来扩展研究的建议。
1.3 目的本文的目的在于通过深入研究单排单行星齿轮机构的运动规律方程式，揭示其内部传动特性和工作原理。
通过对转速比计算公式推导、输入输出转矩计算方法以及齿轮传动效率分析与优化等方面进行详细探讨，旨在为工程师提供一个全面且系统的了解和应用指南。
同时，本文还将通过实例分析与研究结果展示验证所提出的方程式和方法，并展示其在实际应用中的有效性和可行性。
最后，本文将总结当前研究结果，并提出进一步扩展研究方向的建议，以促进该领域未来更深入而宏观的发展。
2. 单排单行星齿轮机构的介绍2.1 定义和组成部分单排单行星齿轮机构是一种常见的传动装置，由一个太阳齿轮、多个行星齿轮和一个内六角环齿轮组成。
其中，太阳齿轮位于中心，行星齿轮与太阳齿轮相互啮合，并通过内六角环齿轮将力传递到外部。
2.2 工作原理在单排单行星齿轮机构中，太阳齿轮为输入端，通过其旋转驱动行星齿轮运动。
简述单排行星齿轮机构的结构及其变速原理
简述单排行星齿轮机构的结构及其变速原理单排行星齿轮机构是一种常见的变速机构，由太阳轮、行星轮、内齿轮和输入输出轴组成。
其变速原理是通过改变行星轮与内齿轮的结构时发生的相对运动来实现变速。
单排行星齿轮机构的结构包括太阳轮、行星轮、内齿轮和输入输出轴。
太阳轮位于机构中心，是与输入轴连接的固定元件；行星轮围绕太阳轮运动，由卫星装置悬挂在非固定太阳轮上，是与太阳轮、内齿轮之间的齿轮配对；内齿轮位于机构最外层，与行星轮的齿轮配对，同时也是与输出轴连接的固定元件；输入输出轴则将外部输入的动力转化为机构内部的动力，实现传动。
变速原理主要是通过改变行星轮与内齿轮的结构时发生的相对运动来实现变速。
具体来说，当太阳轮以一定的转速旋转时，行星轮会绕太阳轮转动，并与内齿轮相连。
根据齿轮传动原理，当行星轮通过卫星装置转动时，内齿轮也会转动。
当内齿轮的齿数大于行星轮时，内齿轮的转速将比输入轴转速慢，即为减速。
反之，当内齿轮的齿数小于行星轮时，内齿轮的转速将比输入轴转速快，即为加速。
在单排行星齿轮机构中，通过改变行星轮与内齿轮之间的转速比，可以实现不同的变速效果。
这是通过改变内齿轮的齿数或者行星轮的齿数来实现的。
当太阳轮和内齿轮固定，改变行星轮的齿数时，即可实现不同的输出速度。
反之，当太阳轮和行星轮固定，改变内齿轮的齿数时，同样可以实现不同的输出速度。
总之，单排行星齿轮机构是一种常见的变速机构，通过改变行星轮与内齿轮之间的结构时发生的相对运动来实现变速。
其结构包括太阳轮、行星轮、内齿轮和输入输出轴。
通过改变行星轮和内齿轮的齿数，可以实现不同的变速效果。
自动变速器电子教案10单排行星齿轮机构原理
但由于行星架为输出且与车身相连，阻力较大不能转 动，因此，全部转矩加在齿圈上，使齿圈逆时针空转，不可 能有转矩从齿轮架输出。
行星齿轮机构在此状态下处于空档状态 。
4）行星齿轮传递的动力被分配到数 量众多的啮合齿上。与手控变速器 相比结构更为小型、紧凑。
4、传动比计算：
1）行星架等效齿数： Z圈——内齿圈齿数 Z太——太阳轮齿数 Z行架——行星架架齿数
行星小齿轮在传动过程始终用作中间齿轮，它们的齿数与 行星齿轮机构的传动比无关，行星齿轮机构的传动比只取决 于齿轮架、内齿圈和太阳轮的齿数，齿轮架并非齿轮因此没 有实际齿，在计算传动比时对行星齿轮架指定一个想像的齿
4）同向、增速(前进档的超速档状态)：
①同向增速状态a 固定——内齿圈 主动——行星架 从动——太阳轮
内齿圈被固定后，当齿轮架顺时针方向旋转输入时，迫使 小齿轮在内齿圈内按顺时针方向公转，同时又绕小齿轮轴反时 针方向自转，使太阳轮必定按顺时针方向旋转输出。
传动比 i=从动齿齿数/主动齿齿数 = Z太/ Z行架
单排行星齿轮传动机构
影像
1、三基本元件：
太阳轮
组
成
一
齿圈
个 行
星
行星轮和行星轮架
排
2、各部件相互关系:
太阳轮：
是一个具有外部齿的齿轮，可以绕自身轴线旋转，同行星齿 轮外啮合。
齿圈：
是一个具有内齿的齿圈，可以绕自身轴线旋转，同行星齿轮 内啮合。
行星轮和行星轮架：
行星轮通过轴安装在行星轮架上，在轴上能绕固定轴转动， 即自转，还可以同行星轮架一起绕太阳轮转动，即，公转； 行星轮的内端同太阳轮外啮合，外端同齿圈内啮合。
单排行星轮
一、单排行星齿轮机构的组成如图4－19所示，单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮（或称为中心轮）、一个带有若干个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成。
图4－19 单排行星齿轮机构1－太阳轮2－齿圈3－行星架4－行星轮齿圈又称为齿环，制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。
太阳轮位于机构的中心，行星轮与之外啮合，行星轮与齿圈内啮合。
通常行星轮有3～6个，通过滚针轴承安装在行星齿轮轴上，行星齿轮轴对称、均匀地安装在行星架上。
行星齿轮机构工作时，行星轮除了绕自身轴线的自转外，同时还绕着太阳轮公转，行星轮绕太阳轮公转，行星架也绕太阳轮旋转。
由于太阳轮与行星轮是外啮合，所以二者的旋转方向是相反的；而行星轮与齿圈是内啮合，则这二者的旋转方向是相同的。
二、单排行星齿轮机构的运动规律根据能量守恒定律，由作用在单排行星齿轮机构各元件上的力矩和结构参数，可以得出表示单排行星齿轮机构运动规律的特性方程式n1+αn2-(1+α)n3=0式中，n1为太阳轮转速；n2为齿圈转速；n3为行星架转速；α为齿圈齿数z2与太阳轮齿数z1之比，即α=z2/z1，且α>1。
由于一个方程有三个变量，如果将太阳轮、齿圈和行星架中某个元件作为主动（输入）部分，让另一个元件作为从动（输出）部分，则由于第三个元件不受任何约束和限制，所以从动部分的运动是不确定的。
因此为了得到确定的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星架三者中的某个元件的运动进行约束和限制。
三、单排行星齿轮机构不同的动力传动方式如图4－20所示，通过对不同的元件进行约束和限制，可以得到不同的动力传动方式。
图4－20 单排行星齿轮机构的动力传动方式1-太阳轮2-齿圈3-行星架4-行星轮(1)齿圈为主动件（输入），行星架为从动件（输出），太阳轮固定,如图4－20a)所示。
此时，n1＝0，则传动比i23为：i23＝n2/n3＝1＋1/α>1由于传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速档。
(2)太阳轮为主动件（输入），行星架为从动件（输出），齿圈固定,如图4－20c)所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：平行轴式（如：本田雅阁）
行星齿轮式（如丰田、奥迪等绝大多数） 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
平行轴式齿轮变速机构
平行轴式齿轮变速机构
单排行星齿轮机构的传动比
减速倒档：传动比=-α
单排行星齿轮机构的传动比
增速倒档：传动比=-1/α
单排行星齿轮机构的传动比
直接传动：传动比=1
单可有７种不同的传动。实际上， 有些传动方案是不宜采用的。通常单排行 星机构，只能采用两个档位。
自动变速器通常采用多个单排行星齿轮机 构进行串、并联或换联主从动构件的办法 来扩大档位数目。
车轮制动抱死时的 瞬心位置
矢量分析在行星排上的应用
单排行星齿轮机构的传动比
空挡：三个元件自由转动，无动力输出
单排行星齿轮机构的传动比
减速：传动比=1+α
单排行星齿轮机构的传动比
减速：传动比=（1+α）/α
单排行星齿轮机构的传动比
增速：传动比=α/（1+α）
单排行星齿轮机构的传动比
增速：传动比=1/（1+α）
行星齿轮机构的结构
行星 齿轮
太阳 轮
行星 架
齿圈
组装 图
单排行星齿轮机构的结构
单排行星齿轮机构的结构
单排行星齿轮机构的运动分析
F3
r3
3
1
F2
F1
2
r1
r2
单排行星齿轮机构的自由度
矢量分析在行星排上的应用
车轮纯滚动时的 瞬心位置
车轮（纯滚动）上 各点的线速度
矢量分析在行星排上的应用
车轮制动过程的瞬 心转移
两排行星机构通常采用增加一个离合器的 方式来换联主动元件。
三排行星机构组成的自动变速器，采用其 中一排与另两排串联的方法来获得更多的 档位。