行星齿轮变速器工作原理 (1)行星齿轮机构运动规律 太阳齿轮、齿圈、行星架的转速分别为n1、n2、n3，齿数分别为Z1、Z2、Z3。 齿圈和太阳齿轮的齿数比为。 根据能量守恒定律，根据作用于该机构各元件的力矩和结构参数，可以推导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程。 (n1n2-(1) n3=0和Z1 Z2=Z3； (2)行星齿轮机构各种运动情况分析； 由上式可知，单排名齿轮机构具有两个自由度，因此通过将太阳齿轮、齿圈、行星架这三个基本部件中的两个分别作为主动件和从动件 即使元件的转速为0，另一个元件也是固定的，或运动受到一定的约束(即，其元素) 零件的转速为某一值)，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。 以下讨论各自的情况。 n3=n1或n2=n3时，同时得到n1=n2=n3。 因此，如果使3个要素中的任意2个要素一体旋转，则第3要素的旋转速度必须与两者的旋转速度相等。 即，行星齿轮系为直接驱动，传动比i=1； 也就是说，如果所有的机器都不受约束，可以自由旋转，行星齿轮机构的传动动作就会消失，这种状态相当于空档。 单列恒星齿轮机构特性方程 ； 行星机构的动力学和运动学特性方程如下。 M11 M22 M33=0 N1N2-(1) n3=0 2 .单排名齿轮机构的工作原理 )1)太阳轮1是主动件，行星架3是从动件，齿圈2是固定的 i13=n1/n3=1 =1 z2/z1 )2)齿圈2是主动件，行星架3是从动件，太阳轮1是固定的 i23=n2/n3=(1 ) /=1 z1/z2 )3)太阳轮1为主动件，齿圈2为从动件，行星架3为固定件 i12=n1/n2=-=-z2/z1 )4)太阳齿轮和齿圈为一体时，n1=n2 n1=n2=n3 综上所述，单排名齿轮机构可以得到四种不同的传动比。 辛普森式行星齿轮变速器的工作原理 当行星齿轮传动装置处于停车档和空档以外的任意一个档时，五个换档传动装置中的两个处于工作状态，即接合、制动或锁定状态，其他三个处于非工作状态，即分离、释放或自由状态。 处于工作状态的两个换挡驱动器中，至少一个是离合器C1或C2，连接输入轴和行星齿轮系。 当变速器处于前进挡之一时，离合器C1处于接合状态，此时输入轴与行星齿轮机构的齿圈接合，使齿圈成为主动齿轮，因此离合器C1也称为前进离合器。 倒车时，离合器C2接合，C1分离。 此时，输入轴与行星齿轮机构前后的太阳齿轮组件卡合，前后的太阳齿轮组件作为主动部件。 另外，由于离合器C2在3档时也连接，所以离合器C2也被称为高速、倒车离合器。 制动器B2仅在二速时动作，称为二速制动器。 制动器B3以被称为低速、倒档制动器的1档和倒档两者动作。 由此可见，换挡驱动器的组合决定了行星齿轮变速器所处的换挡位置。 分析辛普森式三速行星齿轮变速器各级动力传动情况。 1 )一档 在将变速杆置于“d”位置时，在车速低、节流阀的开度大、即需要大的加速力时，前进离合器C1和单向离合器F1作用。 来自液力变矩器的发动机动力通过输入轴、前进离合器C1传递给后齿圈，使后齿圈顺时针方向旋转。 在后行星架中，后行星架经由输出轴0与驱动轮连结，因此汽车起步前的转速在汽车起步并以1档行驶时的转速也低，因此后行星架通过后齿圈的驱动而顺时针方向公转，使后行星架顺时针方向在前行星中，由于与输出轴连接的前齿圈的转速低，因此当前行星12通过太阳齿轮沿顺时针方向自转时，在前行星上产生逆时针方向的力矩，单向离合器F1相对于前行星逆时针因此，1档前进时，输入轴的扭矩经由前行星机构，并经由后行星机构传递到输出轴。 这样，施加在行星齿轮机构上的载荷分为两个部分，避免对齿轮施加过大的力。 其传动路线如下 将前、后行星齿轮系齿圈和太阳轮的齿数比分别设为1、2，将前后太阳轮组件、前齿圈和后行星架组件、前行星架的转速分别设为n1、n2、n3，将后齿圈的转速设为N2’。 由单行星齿轮机构的运动特性方程可以分别得到前、后行星列的运动特性方程。 前排： n11n2-(1 1 ) n3=0； 后部： n12 N2’ -(1 2 ) n2=0 ； 由于前行星架转速n3=0，所以代入式(1)时)； 当将n1 1n2=0代入(2)式时，整理后1档传动比为i1=n2 ) /n2； =(112 ) / 2 ； 汽车以1档行驶时，如果驾驶员突然松开油门踏板，发动机转速会立即下降到怠速。 此时，汽车由于惯性以原来的车速前进，但与驱动轮连接的自动变速器的输出轴的转速不会立即下降，而是使行星齿轮变速器向相反方向移动。 行星齿轮机构的后行星架和前齿圈组件为主动件，后齿圈为从动件。 当后行星架顺时针旋转时，后齿圈顺时针旋转的速度降低，后行星轮一边顺时针公转一边逆时针自转，从而前后太阳齿轮组件以高转速顺时针旋转，前太阳齿轮和前磷齿轮 单向离合器F1只能防止前行星架的反转，因此前行星架顺时针自由旋转。 在这种情况下，辛普森式行星齿轮机构的四个独立元件中的两个处于自由状态，失去行星齿轮机构的动力传递作用，与驱动轮连结的输出轴的反向驱动力不通过行星齿轮变速器传递到变速器输入轴。 在这种情况下，汽车相当于进行空档滑行，这种情况在一般使用条件下有利于提高汽车的乘坐舒适度和油耗，但在汽车陡坡上不能利用发动机的怠速阻力进行发动机制动，使汽车减速。 即使在装有自动变速器的汽车中，为了实现发动机制动，前进1挡也必须具有发动机制动和无发动机制动两种不同的选择状态，这两种状态的选择通常通过改变自动变速器的变速杆的位置来实现。 变速杆处于d位置时，自动变速器的1档处于不能产生发动机制动作用的状态； 变速杆处于l位置或1位置时，自动变速器的1档处于能够产生发动机制动作用的状态。 2 )具有发动机制动作用的1档 具有发动机制动作用的1档由低速、倒车制动器B3实现。 变速杆处于l位置或1位置时，行星齿轮变速器处于1档的情况下，前进离合器C1和低速、倒车制动器B3同时作用。 此时，行星齿轮变速器的动作状态与d位置1档相同，但由于低速、倒车制动器B3为制动状态，因此无论是踩下加速踏板进行加速还是放开加速踏板进行滑动，前行星架都是固定的，因此在汽车滑行、发动机处于怠速状态但车速较高的情况下，驱动轮通过汽车的惯性经由变速器输出轴使行星齿轮变速器旋转，使行星齿轮变速器输入轴以原来的转速旋转， 与行星齿轮变速器输入轴连接的液力变矩器涡轮的转速高于与发动机曲轴连接的液力变矩器的转速，来自汽车驱动车轮的反向驱动力经由液力变矩器作用于发动机的曲轴。 同样，发动机怠速运行的牵制阻力通过变速器和行星齿轮变速器作用于驱动轮，使驱动轮转速下降，汽车减速，实现发动机制动。 3 ) 2档 当汽车以1档行驶，车速达到一定速度时，在1-2换挡阀的作用下，2档制动器B2作用，前进离合器C1持续同时作用，行星齿轮变速器处于2档。 此时，输入轴通过前进离合器C1与后齿圈连接，前后太阳齿轮组件由2速制动器B2制动。 发动机的动力通过变矩器和行星齿轮变速箱的输入轴传递到后齿圈，顺时针方向旋转。 由于后太阳齿轮的转速为0，在后齿圈的驱动下，后行星齿轮顺时针方向自转，另一方一边顺时针方向公转，一边使后行星架和输出轴顺旋转。 此时，前行星处于自由状态，前行星通过前齿圈一边顺时针自转一边公转，使前行星顺时针空转。 因此，2档时发动机的动力全部经过后行星齿轮传递到输出轴。 双速时前后行星系工作原理示意图双速传递路线为： 输入轴前进离合器C1后齿圈后行星架(B2保持固定太阳齿轮)输出轴后行星架的运动特性方程式(n1 2 n2 ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) -(1 2 ) n2=0； 另外，n1=0； 因此，2档齿轮比： I2=N2/N2’ ；=(1 2 ) /2； 在上述2档的状态下，汽车滑行时驱动轮的反方向的驱动力通过行星齿轮变速器传递给发动机，即具有发动机制动作用。 4 ) 3档 车速从2档持续上升到一定车速时，在2-3档换挡阀的作用下，高、倒车离合器C2 接合，前进离合器C1同时继续接合，将输入轴、后齿圈和前后太阳齿轮组件连接为一体，行星齿轮变速箱上升到3档。 此时，由于后行星组上有两个基本元件相互连接，后行星组固定连接成一体旋转，输入轴的动力通过后行星组直接传递到输出轴，其传动比i3=1，即直接驱动。 此时，前行星架在前齿圈的驱动下，沿顺时针方向空转。 三档的传递路线是： 输入轴前进离合器C1和高，倒车离合器C2前后行星锁定输出轴； 在3档状态下，汽车滑行时，行星齿轮变速器具有逆向传递动力的能力，可以实现发动机制动。 5 )反向 位于倒档时，高速、倒档离合器C2动作，连接输入轴和前后太阳齿轮组件，同时制动器B3产生制动，固定前行星架。 此时，发动机的动力通过输入轴传递给前后的太阳齿轮组件，使前后的太阳齿轮顺时针方向旋转。 由于前行星架没有固定，在前行星架中，前行星架通过前后太阳齿轮组件逆时针自转，前齿圈逆时针旋转，输出轴逆时针旋转，动力传递方向改变，导致此时，在后行星列中后齿圈可以自由旋转，因此后行星列处于自由状态，后齿圈在后行星的作用下向逆时针方向自由旋转。 其传动路线为： 输入轴离合器C2前后太阳齿轮组件前行星架(制动器B3作用，前行星架固定)前齿圈输出轴； 倒档时的动力从前行星传动到输出轴，根据单排名齿轮机构的运动特性方程，n11n2-(11 ) n3=0为n3=0 倒档变速比 ； I r =- 1 ； 倒档齿轮比； iR=-1；