自动变速器 辛普森式传动比计算
刘志忠：自动变速器辛普森速比分析
自动变速器辛普森行星齿轮典型结构速比分析刘志忠（河北交通职业技术学院汽车工程系）【摘要】汽车自动变速器行星齿轮的基本结构之一为辛普森(Simpson)结构。
TOYOTA A40DE自动变速器行星齿轮机构，齿轮机构由共太阳轮式辛普森齿系和超速行星排组成，可实现4个前进速比。
TOYOTA U340 自动变速器行星齿轮机构为独立太阳轮式，可实现4个前进速比。
汽车自动变速器行星齿轮的基本结构之一为辛普森(Simpson)结构。
辛普森齿轮传动机构的结构特点：将两个行星排中一个行星排的齿圈与另一个行星排的行星架连结，具体结构有两种，分别为：共太阳轮式和独立太阳轮式。
自动变速器通过换挡执行元件：制动器、离合器、单向轮的动作，实现行星齿轮机构的速比变换。
制动器、离合器是液压执行元件。
单向轮是机械动作元件，采用滚柱式、楔块式等结构，工作中有单向锁止和单向自由两种状态，称为单向制动器或单向离合器。
1. 辛普森共太阳轮式齿轮传动速比分析1.1 辛普森共太阳轮式齿轮传动基本结构如图—1所示，为TOYOTA A40DE自动变速器行星齿轮机构，齿轮机构由共太阳轮式辛普森齿系和超速行星排组成，可实现4个前进速比。
B0C0F0C2C1B1B2B3F1F2图—1 TOYOTA A40DE自动变速器行星齿轮机构N01为超速太阳轮的转速，Z01为超速太阳轮的齿数（33），N02为超速齿圈的转速，Z02为超速齿圈的齿数（73），N03为超速行星架的转速，Z03为超速行星架的齿数，Z03= Z01+Z02；N11为前太阳轮的转速，Z11为前太阳轮的齿数（33），N12为前齿圈的转速，Z12为前齿圈的齿数（73），N13为前行星架的转速，Z13为前行星架的齿数，Z13= Z11+ Z12。
传动规律为：N11+α前•N12=（1+α前）N13α前= Z12 /Z11(=2.212) N21为后太阳轮的转速，Z21为后太阳轮的齿数（33），N22为后齿圈的转速，Z22为后齿圈的齿数（73），N23为后行星架的转速，Z23为后行星架的齿数，Z23= Z21+ Z22。
速度矢量法的辛普森式行星齿轮变速器传动比分析
速度矢量法的辛普森式行星齿轮变速器传动比分析本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！0引言随着当今科技的发展，越来越多的轿车采用了液力自动变速器。
它通常由液力变矩器、行星齿轮变速器和液压操纵及控制系统三部分组成。
目前常用于轿车自动变速器的两种行星齿轮装置是辛普森( Simpson)式行星齿轮变速器和拉维娜式行星齿轮变速器。
其中辛普森式具有结构简单紧密、传动效率高、工艺性好、制造费用低、换档平稳、操纵性能好等一系列优点，因此获得了广泛的应用。
相比解析法、图论法以及杠杆法等其它行星齿轮机构分析方法，瞬心-速度矢量法具有形象直观，分析简便的优点。
只要根据约束关系，找到各行星排行星轮的瞬心，在确定输入或输出元件转速的情况下，即可得出所有元件的转动情况和整个机构的转动比大小。
1单行星轮行星排的简化运用瞬心-速度矢量法绘制行星齿轮机构线速度矢量图的关键是首先必须确定等速点和零速点。
等速点即两构件线速度相同的点，零速点即为各构件上线速度为零的点。
1 (a)所示单行星轮行星排共有3个等速点，1个零速点。
其中A为行星轮与齿圈的啮合点，B为行星轮中心，C为行星轮与太阳轮的啮合点;U为太阳轮的回转中心，同时也是齿圈和行星架的回转中心。
为便于分析，将这4点投影到(b)所示直线上。
A,B,C 3点的速度方向均垂直于直线OA，分别代表齿圈、行星架和太阳轮的转速。
2辛普森式行星齿轮变速器的结构特点及瞬心-速度矢量法的基本原理辛普森式齿轮变速器的特点是:双排结构，前后两排均为单行星轮行星排;前排行星架与后排齿圈(即前架后圈)或前排齿圈与后排行星架(即前圈后架)连为一体，通常作为固定输出元件;前后两排共用太阳轮。
1)按一定比例画出行星排简图，先从有固定元件的行星排分析，以便确定行星轮的瞬心。
其中，瞬心的位置一定位于OA线或其延长线上。
2-AT齿轮变速机构
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单排行星齿轮运动情况和传动比分析： 1、太阳轮…主动 齿轮架…从动 内齿圈…固定
X X
请注意观察和分析：
动力如何传递？
输出件的运动方向 如何？ 输出件的转动速度 如何？
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单排行星齿轮运动情况和传动比分析： 2、齿轮架…主动 内齿圈…固定 X
X 太阳轮…从动
请注意观察和分析：
超速档有发动机制动
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辛普森行星齿轮机构换档执行元件工作表
换档手柄位置 档位 停车 倒档 C0 F0 B0 C1 C2 B1 B2 B3 F1 F2
P R
N
空档
D1(21) D2
D D3 OD 2 L 22 L12008/09
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（五）单向离合器的作用
——避免换档冲击 单向离合器功能分析（以D2、D3档之间切换为例） 由小结表中可见： 在不考虑超速档的情况下 D2档工作元件为：C1、B2、F1 D3档工作元件为：C1、C2、B2 但从档位传动分析看，F1可以不要。
为什么叫行星齿轮？
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4.齿轮传动的旋向 外啮合
5.中间齿轮对旋向和传动比有什 么影响？
内啮合
主从动轮旋向相同.
对传动比没有影响.
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6.哪几个构件影响传动比？
太阳轮、行星架、齿圈。行星架相当于具有齿数，且：
行星架齿数＝太阳轮齿数＋齿圈齿数 齿数比较：太阳轮＜齿圈＜齿架
动力如何传递？ 输出件的运动方向如何？
输出件的转动速度如何？通 常如何命名这样的档位？
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单排行星齿轮运动情况和传动比分析： 3、齿轮架… 从动 内齿圈… 主动 太阳轮…固定 请注意观察图：
自动变速器行星齿轮系统传动比计算
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汽车维修 #$$%&’
一 、行 星 齿 轮 系 统 结 构 及 特 点 自动变速器行星齿轮传动系 统一般由 !’# 个 行 星 齿 轮 排 组 成 ， 每 个 行 星 齿 轮 排 都 由 太 阳 轮 、内 齿 圈、行星齿轮和架 # 个元件组成。 根 据 行 星 齿 轮 数 量 的 不 同 ，行 星 齿 轮排可分为单行星齿轮排和双行 星 齿 轮 排 两 种 类 型 。单 行 星 齿 轮 排 主要应用在辛普森式行星齿轮机 构 中 ，双 行 星 齿 轮 排 则 主 要 应 用 在 瑞 温 牛 斯（ 亦 称 拉 维 娜 ）式 行 星 齿 轮机构中。 ($单行星齿轮排的结构及特点
公式 +：传 动 比 /) 主 动 齿 轮 转速 0 从动齿轮转速)从动齿轮 齿数 0 主动齿轮齿数
#& 在 单 行 星 齿 轮 排 中 ，若 无 固 定 件 ，则 利 用 公 式 # 计 算 传 动 比。
公式 #：/)1+231#)4+2351% %& 在 双 行 星 齿 轮 排 中 ，若 有 一 个 元 件 固 定 ，同 样 用 公 式 + 计 算传动比。 ,& 在 双 行 星 齿 轮 排 中 ，若 无固定件，则用公式 % 计算传动 比。 公式 %：/)1+*31#)4+*351% 上述公式中，1+、1#、1% 分 别 为 太 阳 轮 、 内 齿 圈 、 行 星 架 转 速 ；3)(# 0 (+，(+、(# 分别为太阳轮 、 内 齿 圈 的 齿数。 四、瑞温牛斯式行星齿轮机构 传动比计算 以 67+’! 型 自 动 变 速 器 （ 图 !）为 例 ，介 绍 行 星 齿 轮 机 构 传 动 比 的计算方法。 其结构参数如下： 大 太 阳 轮 齿 数 8)%,；小 太 阳 轮 齿数 9)#"；内齿圈齿数 :)’,。 则： 前 行 星 架 齿 数 ;)82:)%,2’,) +$<； 后 行 星 架 齿 数 =):*9)’,*#") ,<。 前 单 行 星 排 结 构 参 数 3+): 0 8) ’, 0 %,)#&+’"； 后双行星排结构参数 3#): 0 9) ’, 0 #")#&<,"。 +&;+ 档：:#、> 起作用 后 行 星 排 为 双 行 星 轮 机 构 ，> 起作用，使后行星架逆时针方向单 向 制 动 ， 动 力 经 :# 由 小 太 阳 轮 输 入，由内齿圈输出。应用公式 + 计算 传动比： ;+ 档传动比 /+): 0 9)#&<," #&;# 档：:#、?; 0 9 起作用
汽车自动变速器原理与维修--辛普森式行星齿轮变速机构
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器档位与操纵元件关系表
（1）三档辛普森式行星齿轮变速器各档的传动路线 ①前进1档（D位1档）
前进离合器C1结合，输入轴与前齿圈连接；单向离合 器F2处于自锁状态，后行星架被固定（如图）。来自发动 机的动力通过液力变矩器后，传至输入轴、前进离合器 C1 和前齿圈使前齿圈向顺时针方向转动。此时，由于汽 车载荷的作用，与输出轴相连的前排行星架在汽车起步 前转速为0。因此，前排行星齿轮在齿圈的驱动下按顺时 针方向作公转，并力图带动行星架以同样的方向旋转。
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
辛普森式三档行星齿轮变速机构
辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理.
行星齿轮变速装置
项目（四）辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理
1.辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）结构与表示方法 A43D自动变速器行星齿轮变速装置总体结构如下图所示。
第一排亦称超速行星排。输入轴与超速行星排的行星架相连，
超速行星排的齿圈与中间轴相连，中间轴通过离合器C1或C2 与二、三行星排相连。二、三行星排共用一个太阳轮（或不 共用一个太阳轮），二行星排的齿圈与三行星排的行星架相 连并与输出轴相连。B2Fra bibliotekB3F1
F2
R
图3-42b倒档时行星齿轮变速装置传动结构简图
6
单元三
行星齿轮变速装置
图3-42c倒档时行星齿轮变速装置传动仿真图
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单元三
1）R档转矩传动分析
行星齿轮变速装置
从表3-3中可知，R档时C0、C2、F0、B3工作。如图3-42所示， C0与F0工作后，使超速行星排太阳轮与行星架相连，齿圈不连自连， 超速行星排变为一个刚体，其传动比为1。又因C2离合器工作，把 共用太阳轮与超速行星排的齿圈相连，所以二、三行星排的太阳轮 便在超速行星排齿圈带动下顺时针旋转，而此时第二排行星架被 B3 制动，所以在共用太阳轮主动顺时针旋转时，其轮齿必给第二排行 星轮一个作用力，二排行星轮必在行星架上逆时针自转（两齿轮外 啮合），二排行星轮逆时针自转时，必给二排齿圈轮齿一个作用力， 二排齿圈必逆时针旋转（两齿轮内啮合）而输出倒档。 在第三排，共用太阳轮主动顺时针旋转，而行星架被动逆时针旋转 （两齿轮外啮合），但因太阳轮转速高于行星架的转速，所以行星 轮高转速逆时针旋转，使第三排齿圈也高转速空转，但对第二排输 出不干涉。
第3排矢量图
n1
2
n1
第1排矢量图
6AT动力传递分析及时传动比计算
6FWD传动比计算6FWD变速器采用两组行星齿轮机构组成，前排采用辛普森式行星齿轮机构，后排采用拉维娜式行星齿轮机构；拉维娜式行星机构是由一个单排单级行星齿轮机构和一个单排双级行星齿轮机构组成；传动比计算公式：单排单级行星齿轮计算公式：n1+a1n2-(1+a1)n3=0 （1）单排双级行星齿轮计算公式：n4-a2n2-(1-a2)n3=0 （2）式中：n1 n2 n3 n4分别为倒档太阳轮、齿圈、行星架、前进档太阳轮转速a1=z2/z1 a2=z2/z4 z1为倒档太阳轮齿数 z2为齿圈齿数 z4为前进档太阳轮齿数6FWD变速器前排行星齿轮机构太阳轮齿数z5=36齿圈齿数z6=69行星架齿数z3=105；后排行星齿轮机构倒档太阳轮齿数z1=34 齿圈齿数z2=71 前进档太阳轮齿数Z4=26一、倒档传递路线分析R档动力传递路线如图所示，R档时输入轴顺时针转动，动力传递到前排行星齿轮机构的齿圈带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作，倒档离合器C3接合，驱动倒档太阳轮顺时针转动，带动长行星齿轮逆时针转动；制动带B2工作，固定后排行星架，因长行星轮逆时针转动与齿圈是内啮哈，所以齿圈逆时针转动；倒档太阳轮、齿圈、行星架组成一个单级行星机构，太阳轮输入，行星架固定，齿圈反向减速输出；倒档传动比计算：R档时，倒档太阳轮的动力是经前排行星齿轮机构减速输入；后排行星机构以一个单级行星机构的方式工作，行星架固定，倒档太阳轮输入，齿圈输出；行星架固定n3转速为O,假设输入轴输入速度为1，倒档太阳轮输入速度n1=z6/z5=69/105=0.6571引用公式（1）n1+a1n2-(1+a1)n3=0a1=z2/z1=71/34=2.088 a2=z2/z4=71/26=2.731代入公式：n1+a1n2+(1+a1)n3=0 n1+a1n2=0 0.6571=-2.088n2 n2=-0.6571/2.088=-0.3147 (负号表示齿圈转动方向)传动比i=1/n2=1/0.3147=3.178二、手动一档传递路线分析手动一档动力传递路线如图所示，手动一档时输入轴顺时针转动，动力传递到前排行星齿轮机构的齿圈带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作，前进档离合器C2接合，驱动前进档太阳顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，短行星齿轮带动长行星齿轮顺时针转动；单向离合器锁止，防止后排行星架逆时针转动，同时制动带B2工作，固定后排行星架，因长行星齿轮顺时针转动与齿圈内啮合，所以齿圈顺时针转动；前进档太阳轮、长行星齿轮、短行星齿轮、齿圈、行星架组成一个双级行星机构；前进档太阳轮输入、行星架固定、齿圈减速输出；因有B2固定行星架，在手动一档时，有发动机制动；双级行星机构的方式工作，行星架固定，前进档太阳轮输入，齿圈输出；行星架固定n3转速为O,假设输入轴输入速度为1，前进档太阳轮输入速度n4=z6/z5=69/105=0.6571；引用公式（2） n4-a2n2-(1-a2)n3=0a1=z2/z1=71/34=2.088 a2=z2/z4=71/26=2.731代入公式： n4-a2n2+(1-a2)n3=00.657-2.731n2=0n2=0.6571/2.731=0.2406传动比i：1/n2=1/0.2406=4.156三、自动一档传递路线分析自动一档动力传递路线如图所示，自动一档时输入轴顺时针转动，动力传递到前排行星齿轮机构的齿圈带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作，前进档离合器C2接合，驱动前进档太阳顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，短行星齿轮带动长行星齿轮顺时针转动；单向离合器锁止，防止后排行星架逆时针转动，因长行星齿轮顺时针转动与齿圈内啮合，所以齿圈顺时针转动；前进档太阳轮、长行星齿轮、短行星齿轮、齿圈、行星架组成一个双级行星机构；前进档太阳轮输入、行星架固定、齿圈顺时针减速输出，因单向离合器是动力传递不可缺少的条件，当反向传递动力时，它会超越滑转，故在自动一档没有发动机制动；双级行星机构的方式工作，行星架固定，前进档太阳轮输入，齿圈输出；行星架固定n3转速为O,假设输入轴输入速度为1，前进档太阳轮输入速度n4=z6/z5=69/105=0.6571；引用公式（2） n4-a2n2-(1-a2)n3=0a1=z2/z1=71/34=2.088 a2=z2/z4=71/26=2.731代入公式： n4-a2n2-(1-a2)n3=00.657-2.731n2=0n2=0.6571/2.731=0.2406传动比i：1/n2=1/0.2406=4.156四、自动二档传递路线分析自动二档动力传递路线如图所示，自动二档时输入轴顺时针转动，动力传递到前排行星齿轮机构的齿圈带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作，前进档离合器C2接合，驱动前进档太阳顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，短行星齿轮带动长行星齿轮顺时针转动；制动器B1工作，固定倒档太阳轮，则长行星齿轮带动后行星架绕倒档太阳轮爬行；长行星齿轮顺时针转动与齿圈啮合，所以齿圈顺时针转动输出；前进档太阳轮、长行星齿轮、短行星齿轮、齿圈、行星架组成一个双级行星机构和一个单级行星机构；前进档太阳轮输入、倒档太阳轮固定、行星架自由、齿圈输出；因无单向离合器参与动力传递，故有发动机制动；自动二档传动比计算：单级行星机构和一个双级行星机构工作，前进档太阳轮输入、倒档太阳轮固定、行星架自由、齿圈输出，倒档太阳轮固定n1速度为0，假设输入轴输入速度为1，前进档太阳轮输入速度n4=z6/z5=69/105=0.6571；引用公式 （1） n1+a1n2-(1+a1)n3=0（2） n4-a2n2-(1-a2)n3=0a1=z2/z1=71/34=2.088 a2=z2/z4=71/26=2.731代入公式： n1+a1n2-(1+a1)n3=0a1n2-(1+a1)n3=0n3=2.088n2/3.088将n3代入公式（2）n4-a2n2-(1-a2)n3=0 n4-a2n2-(1-a2)*2.088n2/3.088=00.6571-2.731n2-(1-2.731)*2.088n2/3.088=0传动比i=1/n2=1/0.421=2.375五、自动三档传递路线分析自动三档动力传递路线如图所示，自动三档时输入轴顺时针转动，动力传递到前排行星齿轮机构齿圈上带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作，前进档离合器C2接合，驱动前进档太阳顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，短行星齿轮带动长行星齿轮顺时，转动；倒档离合器C3接合，驱动倒档太阳轮顺时针转动，带动长行星齿轮逆时针转动；两路合器参与动力传递，故有发动机制动；自动三档传动比计算：自动三档时，前进档太阳轮的动力是经前排行星齿轮机构减速输入；后排行星机构是直接传动，所以三档传动比为前排行星机构的传动比；传动比i=z3/z6=105/69=1.522六、自动四档传递路线分析自动四档动力传递路线如图所示，自动四档时输入轴顺时针转动，动力分两路传递到后排行星架；一路动力由输入轴传递到前排行星齿轮机构齿圈带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作，前进档离合器C2接合，驱动前进档太阳顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，短行星齿轮带动长行星齿轮顺时针转动；另一路动力由输入轴传递到超速轴，超速离合器C1接合，带动后排行星架顺时针转动，齿圈顺时针增速输出；前进档太阳轮、齿圈、行星架组成一个双级行星机构，因无单向离合器参与动力传递，故有发动机制动；自动四档传动比计算：自动四档时，前进档太阳轮的动力是经前排行星齿轮机构减速输入；后排行星机构以一个双级行星机构的方式工作，行星架输入，前进档太阳轮输入，齿圈输出；假设输入轴输入速度为1，前进档太阳轮输入速度n4=z6/z5=69/105=0.6571；引用公式（2） n4-a2n2-(1-a2)n3=0代入公式： n4-a2n2-(1-a2)n3=0 0.6571-2.731n2-(1-2.731)=0n2=2.3881/2.731=0.874传动比i=1/n2=1/0.874=1.144七、自动五档传递路线分析自动五档动力传递路线如图所示，自动五档时输入轴顺时针转动，动力分两路传递到后排行星架；一路动力由输入轴传递到前排行星齿轮机构齿圈带动行星架（行星架与C2、C3齿毂连接在一起）工作；倒档离合器C3接合，驱动倒档太阳轮顺时针转动，带动长行星齿轮逆时针转动；另一路动力由输入轴传递到超速轴，超速离合器C1接合，带动后排行星架顺时针转动，齿圈顺时针增速输出；倒档太阳轮、齿圈、行星架组成一个单级行星机构；因无单向离合器参与工作，故有发动机制动；自动五档传动比计算：自动五档时，倒档太阳轮的动力是经前排行星齿轮机构减速输入；后排行星机构以一个单级行星机构的方式工作，行星架输入，倒档太阳轮输入，齿圈输出；假设输入轴输入速度为1，前进档太阳轮输入速度n1=z6/z5=69/105=0.6571；引用公式 （1） n1+a1n2-(1+a1)n3=0a1=z2/z1=71/34=2.088 a2=z2/z4=71/26=2.731代入公式： n1+a1n2-(1+a1)n3=0 0.6571+2.088n2-(1+2.088)=0传动比i=1/n2=1/1.164=0.859八、自动六档传递路线分析自动六档动力传递路线如图所示，自动六档时输入轴顺时针转动，动力由输入轴传递到器C1接合，带动后排行星架顺时针转动；制动器B1工作，固定倒档太阳轮，则后行星架绕倒超速轴，超速离合档太阳轮转动，齿圈顺时针增速输出；倒档太阳轮、齿圈、行星架组成一个单级行星机构；因无单向离合器参与工作，故有发动机制动；自动六档传动比计算：自动六档时，行星架的动力是由超速轴直接输入，所以行星架的转速等于输入轴转数；后排行星机构以一个单级行星机构的方式工作，行星架输入，倒档太阳轮固定，齿圈输出；倒档太阳轮固定转速为0，假设输入轴输入速度为1；引用公式 （1） n1+a1n2-(1+a1)n3=0a1=z2/z1=71/34=2.088 a2=z2/z4=71/26=2.731代入公式： n1+a1n2-(1+a1)n3=0a1n2-(1+a1)n3=0n2=(1+a1)/a1 n2=(1+2.088)/2.088=1.4789传动比i=1/n2=1/1.4789=0.676。
自动变速器行星齿轮机构的速比计算
大于后太阳轮输入的速比， 即： α２＝（ １１４＋８６） ／８６＝２．２７９ α１＝（ ４２＋８６） ／８６＝１．４８８ 简单地说， 这种结构的 １ 档速比
大于 ２， ２ 档速比小于 ２。 ②奔驰 ７ 档变速器与拉维奈
ＡＧ４ 变速器相比， 两者都是通过长行 星齿轮输入， 但一个在上、方向相反， 一个在下。
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汽车维修编辑部
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４７ 汽车维修 ２００８．４
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超速档为后齿圈转速低于前齿
档位
拉维奈部分
Ｋ１
Ｂ１
Ｂ３
速比
Ｋ２
１档
○ ２．２７９
双齿圈输入部分
Ｋ３
Ｂ２
ＢＲ
○○
总速比 速比
１．９２１ ４．３７７
圈（ ６ 档、７ 档） ， 先在后排中两元件输 入， 由于齿圈降速， 由后排方程可知， 后太阳轮必须提高转速。进而， 前排
２档
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行星齿轮变速器概述
4) 齿圈制动，行星架主动，太阳轮从动，则n2＝0，故传 动比 i 31＝n3/n1＝ 1 /(1＋α)<1 超速档
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行星齿轮变速器概述
5) 行星架制动，太阳轮主动，齿圈从动，则n3＝0，故传 动比 i 12＝n1/n2＝－α<0 倒档
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辛普森行星齿轮变速器
5) 21档：同D1 6) 23档：同D3 7) L2档：同22
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辛普森行星齿轮变速器
8) L1档： C0、C1、B3、F0、F2
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辛普森行星齿轮变速器
9) R位：C0、C2、B3
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1、有B0，则超速太阳轮逆向不动，其他情况皆顺时针转动 （同输入轴方向） 2、超速齿圈和中间轴必顺时针转动 3、有C2，则前后太阳轮顺时针转动，其他皆逆时针转动 （有B2、F2则逆时针不动） 4、有B3，则后行星架双向不动，有F2则逆向不动，其他不 传力（故不画） 5、有C1，则前齿圈为顺动，无C1则不画
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• 由于在D - 1档位动力既通过前行星排,又通 过后行星排传动到输出轴,故D - 1档位传动 比是前齿圈与前行星架之比,以及前后太阳 齿轮与后齿圈之比。 • 设前齿圈齿数与前太阳齿轮齿数之比为a1 , 后齿圈齿数与后太阳齿轮齿数之比为a2。
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• 设前后太阳齿轮、前齿圈、后齿圈、前行星架、后行星架 的转速分别为n11、n12、n22、n13、n23 • 则 , 后行星排运动规律特性方程式: n11 + a 2 n22 - (1 + a 2 ) n23 = 0 。。。 (1) • 前行星排运动规律特性方程式: n11 + a 1 n12 - (1 + a 1 ) n13 = 0 。。。 (2 ) • 因为2号单向离合器( F 2 )锁止后行星架,这样, n23 = 0 • 故由式 (1)得前后太阳齿轮转速: n11 = - a 2 n22 • 将 n11 = - a 2 n22代入式(2)得: - a 2 n22 + a 1 n12 - (1 + a 1 ) n22 =0 。。。(3) • 又因为前行星架与后齿圈都和输出轴连接,故n13 = n22 • 因此式 (3)可写成: a 1 n12 = a 2 n13 + (1 + a 1 ) n13 • 求解n12/n13即为D1传动比。
行星齿轮变速器规律
单排行星齿轮机构的运动规律 n1＋αn2－（1＋α）n3＝0 其中：n1—太阳轮转速； n2—齿圈转速； n3—行星架转速； α—齿圈与太阳轮的齿数比。
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行星齿轮变速器概述
动力传动方式 1) 太阳轮主动，行星架从动，齿圈制动，则n2＝0，故传 动比
i13＝n1/n3＝1＋α>1
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辛普森行星齿轮变速器
1) D1档：C0、C1、F0、F2
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2) D2档：C0、C1、B2、F0、F1
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3) D3档：C0、C1、C2、B2、F0
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4) OD档（直接档）：C1、C2、B0、B2
低速档
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2) 太阳轮制动，齿圈主动，行星架从动，则n1＝0，故传 动比 i 23＝n2/n3＝(1＋α)/α>1 高速档
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行星齿轮变速器概述
3) 太阳轮制动，行星架主动，齿圈从动，则n1＝0，故传 动比 i 32＝n3/n2＝ α/(1＋α)<1 超速档
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辛普森行星齿轮变速器
总结： • C0故障，前后均无动力 • C1故障，无前进档，倒档正常 • C2故障，无3、4档及倒档 • B2故障，无2档 • B3故障，无倒档 • D1→D2，B2工作 • D2→D3，C2工作 • D3、D4互换，C0、B0互换 • 如果在传动路线上，有单向离合器，则无发动机制动
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行星齿轮变速器概述
6) 如果n1＝n2，则n3＝n1＝n2，故传动比 i＝1 直接档 7) 如果所有元件无约束，则动力无法传动 空档
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辛普森行星齿轮变速器
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各档动力传动路线
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• 因为只有D1档位比较复杂，故此处仅给出D1的计算方式， 其余皆一个方程即可求解，思路为以主动件转速除以被动 件转速，判断好传递路线后，即可轻易看出主动件和被动 件，此处，有几个技巧供大家学习参考。 • 1、当太阳轮、齿圈、行星架都无固定时，为自由转动，无 传动比约束可将其当做1。例如除OD（直接档）外的超速 行星架 • 2、当其中两个元件转速相同时，传动比也为1，例如D3档 的传动比为1。
பைடு நூலகம்
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自己整理， 如有不当， 敬请谅解。。。 谢谢！！！
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