自动变速器齿轮系统传动比计算与分析_刘后毅
传动比的公式
传动比的公式传动比是指传动轴转速与被传动轴转速之比，也就是输出转速与输入转速之比。
在机械传动中，传动比是一个非常重要的参数，可以用来计算传动系统的输出转矩和功率。
因此，正确地计算传动比是机械设计中必不可少的一步。
本文将介绍传动比的公式及其应用。
一、传动比的定义传动比的定义是输出转速与输入转速之比，通常用符号i表示。
传动比可以用来计算传动系统的输出转矩和功率，因为输出转矩和功率都与输入转矩和功率成正比例关系。
二、传动比的公式传动比的公式可以根据传动方式的不同而有所不同。
以下是常见传动方式的传动比公式：1、齿轮传动齿轮传动是一种常见的机械传动方式。
在齿轮传动中，传动比可以通过齿轮的齿数比来计算。
具体公式如下：i = N2 / N1其中，N1和N2分别为输入齿轮和输出齿轮的齿数。
2、皮带传动皮带传动也是一种常见的机械传动方式。
在皮带传动中，传动比可以通过皮带轮的直径比来计算。
具体公式如下：i = d2 / d1其中，d1和d2分别为输入皮带轮和输出皮带轮的直径。
3、链传动链传动也是一种常见的机械传动方式。
在链传动中，传动比可以通过链轮的齿数比来计算。
具体公式如下：i = N2 / N1其中，N1和N2分别为输入链轮和输出链轮的齿数。
4、蜗杆传动蜗杆传动是一种特殊的机械传动方式。
在蜗杆传动中，传动比可以通过蜗杆的蜗杆轴线与蜗轮轴线的夹角来计算。
具体公式如下：i = tan(α)其中，α为蜗杆轴线与蜗轮轴线的夹角。
三、传动比的应用传动比可以用来计算传动系统的输出转矩和功率。
假设输入转矩为T1，输入功率为P1，输出转矩为T2，输出功率为P2，则有以下公式：T2 = i × T1P2 = i × P1其中，i为传动比。
通过上述公式可以看出，传动比越大，输出转矩和功率也越大，但是输出转速则越小。
因此，在机械设计中需要根据实际需要选择合适的传动比。
四、传动比的影响因素传动比的大小受多种因素影响，包括输入和输出轴的转速、齿轮、皮带、链条等传动件的齿数、齿轮、皮带、链条的直径、蜗杆的蜗杆角度等。
01M自动变速器传动比分析与计算
一汽大众宝来、高尔夫、捷达都市先锋轿车用01M自动变速器1、拉维纳式行星齿轮基础知识1-行星架2-长行星齿轮3-内齿圈4-小太阳轮组件5-大太阳轮组件6-长行星轮图一、拉维纳式行星齿轮机构图一是拉维纳式行星齿轮机构，该行星齿轮是一种复合式行星齿轮机构，它由一个前面单行星轮式行星排和一个双行星轮式行星排组合而成。
大太阳轮和长行星轮、行星架和齿圈共同组成一个单行星轮式行星排；小太阳轮、短行星轮、长行星齿轮、行星架和齿圈共同组成一个双行星轮式行星排。
2、01M自动变速器动力流分析图二、拉维纳式行星齿轮变速器2.1动力传递路线（1）一挡：液力一挡时，离合器K1接合，单相离合器F1进入工作状态，其动力传递路线是：泵轮（顺时针转动）→涡轮（顺时针转动）→涡轮轴（顺时针转动）→离合器K1接合（顺时针转动）→小太阳轮（顺时针转动）→短行星齿轮（逆时针自转）→长行星齿轮（顺时针自转）→整个行星架有向顺时针方向转动的趋势（由于在起步的过程中，车速为零，常行星齿轮对齿圈产生顺时针方向力矩的同时受到齿圈的反作用力矩，则有向逆时针方向转动的趋势，而此时单向离合器F1限制着行星架的逆时针方向转动）→齿圈（顺时针转动）→主减速器→差速器。
（2）二挡：液力式二挡时，离合器K1接合，制动器B2制动大太阳轮，其动力传递路线是：泵轮（顺时针转动）→涡轮（顺时针转动）→涡轮轴（顺时针转动）→离合器K1接合（顺时针转动）→小太阳轮（顺时针转动）→短行星齿轮（逆时针自转）→长行星齿轮（顺时针自转）→此时由于制动器B2起作用，大太阳轮被锁止不动→长行星齿轮顺时针自转的同时围绕大太阳轮顺时针公转→齿圈（顺时针转动）→主减速器→差速器。
（3）三挡：液力式三挡时，离合器K1与K3接合，驱动小太阳轮和行星架，其动力传递路线是：泵轮（顺时针转动）→涡轮（顺时针转动）→涡轮轴（顺时针转动）→由于离合器K1和K3的共同作用，将整个行星齿轮机构锁死为一体（顺时针转动）→齿圈（顺时针转动）→主减速器→差速器。
GF6自动变速器的动力传递分析及传动比的计算
GF6自动变速器的动力传递分析及传动比的计算一、GF6自动变速器的结构介绍GF6系列变速器是通用汽车公司研发的新款全电子控制，前轮驱动的6速自动变速器，该系列变速器设计巧妙、结构简单，广泛应用在上海通用的各款主力车型中。
该系列变速器根据匹配的发动机功率不同，存在着不同的型号，但是GF6系列变速器的基本结构是一样的。
变速器由3组单排单级式行星齿轮机构组成，如图1所示。
从右向左分别为前排、中排、后排行星齿轮机构，中排太阳轮通过花键与输入轴刚性连接始终作为输入；前排行星架与后排齿圈刚性连接为一体（简称：前架后圈），并作为输出部件。
前排齿圈与中间行星架刚性连接为一体（简称：前圈中架），中排齿圈与后排行星架刚性连接为一体（简称：中圈后架）。
为了使GF6自动变速器实现6个前进档和1个倒档，除了3排行星齿轮机构外，还有六个换档执行元件，他们的作用分别是：离合器C1-2-3-4用于固定前排太阳轮，离合器C2-6固定后排太阳轮，离合器C3-5-R连接输入轴和后排太阳轮，离合器C4-5-6连接输入轴和中圈后架，离合器CL-R是固定中圈后架，单向离合器OWC使后排行星齿轮架只能顺时针旋转，防止逆时针旋转，连接方式如图1所示。
各档位换档执行元件的工作状况，如表1所示。
二、GF6自动变速器行星齿轮机构运动特性方程的建立单排单级行星齿轮机构的运动规律特性方程式为：n1+an2-（1+a）n3=0 （1）其中，n1为太阳轮转速；n2为齿圈转速；n3为行星架转速；a为齿圈齿数z2与太阳轮齿数z1之比，即a=z2/z1。
GF6自动变速器的前排、中排和后排均为单排单级行星齿轮机构组成，因此对这3排行星齿轮机构建立运动特性方程式如下：n11+a1n12-（1+a1）n13=0 （2）n21+a2n22-（1+a2）n23=0 （3）n31+a3n32-（1+a3）n33=0 （4）其中，n11为前排太阳轮转速；n12为前排齿圈转速；n13为前排行星架转速；n21为中排太阳轮转速；n22为中排齿圈转速；n23为中排行星架转速；n31为后排太阳轮转速；n32为后排齿圈转速；n33为后排行星架转速；a1为前排的齿圈齿数z12与太阳轮齿数z11之比，即a1=z12/z11；a2为中排的齿圈齿数 z22与太阳轮齿数z21之比，即a2=z22/z21；a3为后排的齿圈齿数z32与太阳轮齿数z31之比，即 a3=z32/z31。
传动比的公式及定义
传动比公式是：传动比=主动轮转速除以从动轮转速的值=其分度圆直径比值的倒数。
具体含义如下：
1. 在机械传动系统中，其始端主动轮与末端从动轮的角速度或转速的比值，被称为传动比。
2. 传动比(i)=主动轮转速(n1)与从动轮转速(n2)的比值=齿轮分度圆直径的反比=从动齿轮齿数(Z2)与主动齿轮齿数(Z1)的比值。
即i=n1/n2=D2/D1 i=n1/n2=z2/z1。
3. 对于多级齿轮传动，每两轴之间的传动比按照上面的公式计算。
从第一轴到第n轴的总传动比等于各级传动比之积。
4. 传动比是机构中两转动构件角速度的比值，也称速比。
构件a和构件b的传动比为i=ωa/ωb=na/nb，式中ωa和ωb分别为构件a和b的角速度（弧度/秒）；na和nb分别为构件a和b的转速（转/分）。
当式中的角速度为瞬时值时，则求得的传动比为瞬时传动比。
当式中的角速度为平均值时，则求得的传动比为平均传动比。
理论上对于大多数渐开线齿廓正确的齿轮传动，瞬时传动比是不变的；对于链传动和摩擦轮传动，瞬时传动比是变化的。
对于啮合传动，传动比可用a和b轮的齿数Za和Zb表示，i=Zb/Za；对于摩擦传动，传动比可用a和b轮的直径Da和Db表示，i=Db/Da。
希望以上信息对您有所帮助，如果您还有其他问题，欢迎告诉我。
各种齿轮系传动比的计算
各种齿轮系传动比的计算齿轮传动是常见的机械传动形式之一，通过不同齿数的齿轮之间的啮合，实现输出轴的转速和转矩的传递。
传动比是指输入轴和输出轴的转速之比，常用于计算机械系统的传动效率和输出速度。
齿轮传动比的计算需要确定输入轴和输出轴的齿轮齿数，并根据齿数的关系得出传动比。
以下是常见的四种齿轮传动形式及其传动比的计算方法：1.平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动是最常见的传动形式，通过两个平行轴上的啮合齿轮实现转速的传递。
传动比计算公式如下：传动比=输出齿轮齿数/输入齿轮齿数例如，如果输入齿轮齿数为20，输出齿轮齿数为40，则传动比为40/20=22.穿轴齿轮传动穿轴齿轮传动是指两个轴不平行的齿轮传动形式，通过一个或多个齿轮对实现转速的传递。
传动比计算公式如下：传动比=输出齿轮齿数之积/输入齿轮齿数之积例如，如果输入轴上的齿轮齿数为20和30，输出轴上的齿轮齿数为40和60，则传动比为(40*60)/(20*30)=43.内外啮合齿轮传动内外啮合齿轮传动是指一个齿轮位于另一个齿轮的内部并与其啮合的传动形式，通过齿轮的运动将旋转轴方向转换为轴线的转速和转矩。
传动比计算公式如下：传动比=1/(输入齿轮齿数/输出齿轮齿数)例如，如果输入齿轮齿数为40，输出齿轮齿数为20，则传动比为1/(40/20)=0.54.斜齿轮传动斜齿轮传动是通过斜齿轮的啮合实现转速传递的传动形式，常用于垂直传动和传递大转矩的场合。
传动比计算公式如下：传动比=输出齿轮齿数/输入齿轮齿数*齿数系数齿数系数是考虑斜齿轮齿面压力角的修正系数。
以上是常见齿轮传动形式的传动比计算方法，根据实际情况选择适合的传动形式，并根据齿轮齿数和齿数系数计算传动比。
对于复杂的齿轮系统，可以通过级联多个传动，将多个传动比相乘来得到整个系统的传动比。
可以通过合理的设计和计算，实现满足机械系统性能要求的传动比。
自动变速器传动比的计算方法
图 7 4 挡动力传递路线
由上述计算实例可知 ,混合行星齿轮机构的传 动比计算需根据具体情况具体分析 ,但计算方法基 本相同 。即根据固定元件的转速为零 、相互连接的
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2 单排单级行星齿轮机构传动比的计算
最简单的行星齿轮机构由一个太阳轮 (亦称中 心轮) 、一个内齿圈和一个带行星轮的行星架组成 , 称之为单排单级行星排 (如图 1 所示) 。由于单排行 星齿轮机构具有 2 个自由度 ,即需对太阳轮 、齿圈和 行星架三者之一施加制动 (使其转速为零) 或约束 (使其以某一固定的转速旋转) ,以获得某一所需的 传动比 ;如果将三者中的任何两个连接为一体 ,则整 个行星齿轮机构以同一速度旋转 。
为行星架假想齿数 。
下面就汽车自动变速器中单排单级行星齿轮机
构的几种运动状态进行分析 。
1) 太阳轮固定 ( n心 = 0) 、行星架驱动 、内齿圈输 出时 ,将 n心 = 0 代入式 (1) 、(2) ,则其传动比 i = n架 / n圈 = Z圈 / ( Z心 + Z圈 ) , 传动比小于 1 , 即为同向增速
iR = n后心 / n前架 = n后心 / n后圈 = - Z后圈 / Z后心 =
- 98/ 37 = - 2. 648 648 6
件被同时驱动 ,则整个行星齿轮机构以一个整体同 向等速旋转 , 为直接传动挡 , 即后排齿圈/ 前排行星 架同向等速输出 , i3 = 1 。因动力传动过程没有单向 离合器参与 ,故发动机制动 (见图 6) 。
图 6 3 挡动力传递路线
6) 4 挡时 , 3 、4 挡离合器接合 , 驱动后排行星 架/ 前排齿圈 。同时 2 、4 挡制动带工作 ,固定后排太 阳轮 ,则后排齿圈/ 前排行星架同向增速输出 。因动 力传动过程没有单向离合器参与 ,故发动机制动 (见 图 7) ,即 n后心 = 0 ,代入式 (4) ,得 :
自动变速器传动比的计算
1 汽车自动变速器各档传动比的计算 摘要：本文通过用机械基础知识解析汽车自动变速器各档传动比，为读者提供一种学习、钻研汽车专业知识的方法，提高学习汽车专业知识的兴趣及水平。 关键词：汽车自动变速器，行星齿轮机构，传动比 汽车自动变速器中的行星齿轮机构，通过液压控制装置，使各制动器、离合器、单向离合器等配合动作，能得到不同的传动比，许多学生觉得传动比的计算较难，不容易掌握。其实，在“汽车机械基础”这门课程中，学生们学习过“齿轮传动”和“齿轮系”两个内容，他们已经接触过“行星齿轮机构传动比计算”的相关内容，只要教师进一步引导，由浅入深，循序渐进，逐步深化分析，还是能使学生们把这部分内容消化、吸收并融会贯通的。 在“汽车机械基础”、 “机械基础”或“机械设计基础”等教科书中，常以汽车差速器作为典型的行星齿轮机构来讲解传动比问题，但是这完全是圆锥齿轮组成的行星轮系，包括两个中心轮，即半轴齿轮，一组行星轮（四个齿轮）都是圆锥齿轮，而全部由圆柱齿轮组成的行星齿轮机构，在汽车上最典型的例子就是自动变速器里的行星齿轮系了。“汽车机械基础”作为汽车专业基础课程，如结合汽车专业讲解自动变速器中的行星齿轮机构，有利于学生更好地掌握现代汽车技术，同时也能使他们的机械基础、机械原理知识得到拓展和提高，对以后学习汽车专业知识更有帮助。 我看了一些有关“汽车自动变速器”的教科书后，觉得在阐述自动变速器中行星齿轮机构的传动比方面也不够清楚、完整。现将一种典型的自动变速器行星齿轮机构传动比作一计算分析。机构简图如下： 2
图中210,,CCC为离合器，3210,,,BBBB为制动器，210,,FFF 为单向离合器，共有三排行星齿轮组。第1排为超速行星齿轮组。 在无超速状态时，离合器0C工作，使超速行星架与太阳轮连接，此时
IIHInnn31，即第1排行星齿轮组的传动比13IHInni，此时，第2、3排行
星齿轮组的工作情况如下： 一）1D档，离合器1C和单向离合器2F工作。输入轴与第3排齿圈连接，输出轴
自动齿轮变速箱齿比的计算与实例
a) 单一的行星齿轮组 – 表格计算法
构件(齿轮比)
行星轮速 (= P- C) (相讨干行星支架速度)
S
C
R
P
1
0
- S / R
-S / P
- S / P
対以上每个行格乘以 “- R/S” 值
- R / S
0
1
R / P
R / P
対以上每个行格 加以 “- 1” 值
B) 杠杆比例法(LEVER DIAGRAM METHOD)
单一行星齿轮组 双行星齿轮组 复合式(Compound) 行星齿轮系 辛普森行星齿轮系统(Simpson Gear train) Ravignaux 行星齿轮系统
三种常用齿轮比(Gear Ratio)的计算方法
a) 杠杆比例计算法 - 单一行星齿轮组
双行星齿轮比总结 - 杠杆比例法
*
*
C) 复合式系统齿轮比 - 杠杆比例计算法
实例 1 - 辛普森(Simpson) 行星齿轮系统 - 使用两个单一行星组 来合成一个复合式的齿轮系统
杠杆比例法
R1 C1 S1
R2 C2 S2
K1S1 K1R1
K2S2 K2R2
Pinion
大阳轮(S)
PC
R PC S
S R
需要三道力量以达到杠杆上的平衡即: 输入(I), 输出(O) 及紧固力G)
I O G O G I G O I
O I G I G O G I O
6 种可行的速度比排列 又 T.R = 1 / S.R.
SUN = 1
Ring =0
Carrier
-S / (R-S)