液力变矩器虽然能传递和增大发动机扭矩，但扭矩转换比不大，变速范围不宽，远远不能满足汽车工况的需要。为了进一步增大扭矩，扩大其速度范围，提高汽车的适应性，车辆上安装了一个辅助变速器——行星齿轮变速器。大多数齿轮传动使用行星齿轮。

行星齿轮变速器由行星齿轮机构和离合器、制动器、单向离合器等执行机构组成。行星齿轮机构通常由几排行星组成。行星排的数量与齿轮的数量有关。它的基本结构和工作原理可以用最简单的单排行星齿轮机构来解释。

1.单列行星齿轮机构的结构

(1)单排行星齿轮机构的三个基本元件是：太阳轮、齿圈、行星轮和行星架。

(2)太阳齿轮位于中心；几个行星齿轮通过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啮合，并且通常均匀地布置在太阳齿轮周围。外面是与行星齿轮啮合的齿圈。

(3)单排行星齿轮机构通过固定不同的部件或改变互锁关系，可以获得不同的传动状态。

2.行星齿轮的工作原理

(1)行星齿轮机构的运动规律

设太阳轮、齿圈、行星架的转速分别为n1、n2、n3，齿数分别为Z1、Z2、Z3；齿圈和太阳轮的齿数比为。根据能量守恒定律，由作用在机构各元件上的力矩和结构参数可导出代表单排行星齿轮机构一般运动规律的特征方程：

N1 N2-(1) N3=0，Z1 Z2=Z3

(2)行星齿轮机构的各种运动分析。

从上式可以看出，由于单排行星齿轮机构有两个自由度，在太阳轮、齿圈和行星架三个基本构件中，分别选取其中两个作为主动和从动构件，而另一个构件是固定的(即使该构件的转速为0)或其运动受到一定程度的约束(即， 构件的转速是某个值)，那么该机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传递动力。 下面讨论每种情况。

预埋件 活动零件 属下 抬前轮速度 旋转方向
齿圈 太阳轮 行星架 减速 与驱动部分的方向相同
行星架 太阳轮 齿圈 加速
太阳轮 齿圈 行星架 减速 与驱动部分的方向相同
行星架 齿圈 加速
行星架 太阳轮 齿圈 减速 与驱动部分相对
齿圈 太阳轮 加速

当n3=n1或n2=n3时，可以同时得到n1=n2=n3。因此，如果三个元件中任意两个一起转动，第三个元件的转速将等于两者的转速，即行星齿轮由直接齿轮驱动，传动比i=1。即所有元件都不受约束，可以自由转动，那么行星齿轮机构就失去传动，这种状态相当于空挡。

3.行星齿轮机构在自动变速器中的应用。

在现代汽车行星齿轮传动中，广泛采用辛普森双排行星齿轮机构和拉维尼奥复合行星齿轮机构。文脑复合行星齿轮系统的结构特点是：两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星齿轮架。行星架上的两组行星齿轮相互啮合。其中，短行星齿轮与小太阳齿轮啮合，长行星齿轮与大太阳齿轮啮合。辛普森行星齿轮系统由共用一个太阳轮的前后行星齿轮机构组成。

下图是丰田A340E自动变速器的行星齿轮机构。有三个行星排，可以组合四个档位。不同行星排的一些元素是共同的。固定元件的动作由制动器和单向离合器完成。