第三章行星齿轮机构课件.ppt

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1、3 行星齿轮机构,3.1 简单的行星齿轮机构3.2 SIMPSON行星齿轮机构3.3 SIMPSON行星齿轮机构的执行元件及检修,3 行星齿轮机构,3.1简单的行星齿轮机构,一、简单行星齿轮机构的结构二、简单行星齿轮机构的工作原理1、行星齿轮机构实现动力传递的条件2、单排行星齿轮机构工作情况分析,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构,太阳轮S（Sun Gear）齿圈R（Ring Gear）行星架C（Planetary Carrier）,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构,1、在行星轮系中，太阳轮、齿圈和行星轮为常啮合；2、太阳轮、行星架和齿圈三者的轴线同轴，星星轮轴绕三者的轴线旋转，故行星齿轮变速机

2、构又称旋转轴线式变速机构。,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构动力传递条件,1、行星齿轮系的传动，取决于太阳轮、行星架和齿圈的运动状态。传动比计算也与三者有关。2、行星齿轮机构实现传动的条件：1）将三者中的任意两个结合在一起，作为输入或输出；2）将三者中的任意一个固定，另外两个分别作为输入和输出。3）如果三个均为自由转动，则行星齿轮不能传动，相当于空档。,行星齿轮机构实现动力传递的条件,单排行星齿轮机构工作分析,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,一、固定一 个元件时Zc=Zr+Zs,1、固定齿圈1）太阳轮主动，行星架从动 运动情况如图a所示。传动比i=Zc/Zs2减速增扭、低速档2）行星

3、架主动，太阳轮从动运动情况如图b所示。传动比i=Zs/Zc0.5 增速降扭超速,齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,2、太阳轮固定1）齿圈主动，行星架从动运动情况如图a所示。传动比i=1Zc/Zr1.5减速增扭、低速档2）行星架主动，齿圈从动运动情况如图b所示。传动比i=0.5 Zr/Zc1 增速降扭超速当,齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc,Zc=Zr+Zs,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc,Zc=Zr+Zs,3、行星架固定1）太阳轮主动，齿圈从动运动情况如图a所示。传动比i=-Zr/Zs 1减速增扭、低速档2）

4、齿圈主动，太阳轮从动运动情况如图b所示。传动比i=-Zs/Zr 1 增速降扭超速当,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc,二、任意两个元件结合在一起，做主动或从动,1、当任意两个元件结合在一起时，三个元件的转动方向相同，转速相同，传动比为1。相当于直接档。2、此时行星齿轮静止不动，没有自转，只有公转。,Zc=Zr+Zs,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,1、单排行星齿轮机构 ns+nr-（1+）nc=0；其中=Zr/Zs2、多排行星齿轮机构传动比的计算（以两排行星齿轮机构为例）已知：1=Zr1/Zs1；2=Zr2/Zs2公式：ns1+1nr1-（1

5、+1）nc1=0 ns2+2nr2-（1+2）nc2=0 条件：（根据行星齿轮机构的连接关系和运动特点找出三个相等要素）例：ns1 ns2；nr1 nc2；nc1,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,举例：某三速变速器如下图所示，前齿圈输入，后齿圈输出。前行星架和后齿圈连接在一起，前、后太阳轮连接在一起。求各档传动比。已知：两排行星齿轮机构的参数完全相同，Zr1=Zr2、Zs1=Zs1。,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,3 行星齿轮机构简单行星齿轮机构工作分析,已知：1=Zr1/Zs166/302.2；2=Zr2/Zs2 66/302.2 公式：ns1+1nr1-（1+1）nc

6、1=0；（）ns2+2nr2-（1+2）nc2=0；（）条件：nc1=nr2；ns1ns2；nc2=nr1nr22（11）/1（12）/（122.20）/2.202.45,3.2 SIMPSON行星齿轮机构,一、普通SIMPSON行星齿轮机构（一）SIMPSON行星齿轮机构的结构（二）SIMPSON行星齿轮机构的工作情况分析二、改进SIMPSON行星齿轮机构,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的结构,1、齿轮机构认识,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的结构,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的结构,后两排行星齿轮机构特点：前

7、齿圈与后行星架连接，前后太阳轮一体，大小相同，前行星架和后齿圈独立。,C0：超速档离合器，除超速档外均工作（P、R、N、D、2、L）；C1：前进档离合器，除倒档外均工作（手柄在D、2、L位置）；C2：高档、倒档离合器，D3、OD、R档工作；B0：超速档制动器，只有OD档时工作；B1：2档滑行制动器，自22档时工作；,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的结构,B2（F1）：2档制动器在D2、D3、OD、22均工作。B3：低、倒档制动器，在R、L档工作；F0：超速档离单向合器，防止太阳轮超过行星 架，除P、R、OD均工作；F1：与B2一起，阻止太阳轮逆时针 转，在D2、22工作；F2：阻止

8、前行架逆时针转动，在D1时工作。,2、执行元件认识3个离合器、4个制动器和3个单项离合器共10个。,3、SIMPSON齿轮机构的工作原理,1）D1和21档C0、C1、F2、2工作 该档无发动机制动效果,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,已知：1=Zr1/Zs1；2=Zr2/Zs2公式：ns1+1nr1-（1+1）nc1=0；（）ns2+2nr2-（1+2）nc2=0；（）条件：nr1nc2；ns1ns2；nc1,=nr2nr1 2（1 1）/2 1(1+1）/2 1+（Zs1Zr1）Zr2,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,传动比计算,2）D档C0、C1、0

9、、F1工作该档无发动机制动效果,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,已知：1=Zr1/Zs1；2=Zr2/Zs2公式：ns1+1nr1-（1+1）nc1=0；（）ns2+2nr2-（1+2）nc2=0；（）条件：nr1nc2；ns1ns2；ns1,nr/nc2 Zc2/Zr2 1 1/2,传动比计算,所有太阳轮、行星架和齿圈都同步旋转，行星轮只有公转没有自转，传动比为1。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,3）D3档C0、C1、C2、2、F0工作 该档有发动机制动效果,OD档时，后两排齿轮机构的传动比为1，变

10、速器的传动比取决于超速行星排，其传动比为：iOD=nc0/nr0=Zr0/Zc0,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,4）OD档C1、C2、B0、2工作 该档有发动机制动效果,该档时，变速器一般不升档，其动力传递路线及传动比与D1、21时相同，与以上两档的区别是该档有发动机制动效果。,5）L档C0、C1、3、F0工作 该档有发动机制动效果,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,该档为2位置的第二个档，其传动比与D2相同，与之不同的是该档有发动机制动。,6）22档C0、C1、1、B2、F0、F1工作 该档有发动机制动效果,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工

11、作原理,该档的传动比为iR=-Zs1/Zr1,7）R档C0、C2、3、F0工作 该档有发动机制动效果,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,9）P档 C0、B3工作 该档时，变速器的输出轴被锁止，使车辆能可靠停驻。虽然B3工作，但由于C1、C2不工作，因此变速器内没有动力传递。此时使B3工作的主要原因是为了避免变速器从P档移至R档时，C2和B3同时充油开始接合，若两者速度不一致，就会导致换档冲击。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,8）N 档 C0工作 由于C1、C2没有工作，变矩器到变速器输出轴的路线 是中断的，没有动力输出。,4、单向离合器的作用1）改善换档

12、品质若没有单向离合器，变速器在自动升降档过程中，若执行元件的充泄油速度配合不好，有可能会出现短时动力中断，造成换档冲击；或者可能造成齿轮机构短时的运动干涉。2）使变速器带档滑行若没有单向离合器，变速器在所有档位都有发动机制动，要想滑行必须和手动变速器一样，把手柄放到N档。有了单向离合器后，凡有单向离合器（FO除外）工作的档均没有发动机制动，可以实现变速器的带档滑行。一般来说，选档手柄每个位置的最高档位都有发动机制动效果，如L、22、D3、OD、R档等。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构工作原理,1、改进型SIMPSON行星齿轮机构的结构,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机

13、构,C1：倒档离合器；C2：高档离合器；C3：前进档离合器；C4：前进档强制离合器；B1：带式制动器；B2：低、倒档制动器；F1：向前单向离合器；F2：低档单向离合器,1）前齿圈与后行架连接并作为动的输出元件。双星排不共用太阳轮。,2）动力输入有三：后太阳轮；前太阳轮C1工作，实现倒档；前行星架C2工作，实现直接档和超速档。,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机构,2、改进型SIMPSON行星齿轮机构工作原理,1）D1档：C3、F1、F2工作无发动机制动,传动比：=ns2nc2=Z c2/Z s2=Z后行星架/Z后太阳轮=（Z后齿圈Z后太阳轮）/Z后太阳,2）L档：C4、B2工作 有

14、发动机制动,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机构,3）D2档：C3、F1、B1工作 无发动机制动,4）22档：C4、B1工作 有发动机制动,2档传动比计算ns11nr1（11）nc1=0；ns22nr2（12）nc2=0；ns1=0nr1=nc2nc1=nr2i=ns2nc2=（112）/（11）=（1Z后齿圈/Z后太阳轮Z前齿圈/Z前太阳轮）/（1Z前齿圈/Z前太阳轮）,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机构,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机构,5）D3档：C2、C3、F1工作 无发动机制动 传动比为1,6）33档：C2、C4工作 有发动机制动 传动比为1

15、,i=nc1nr1=Zr1/Z c1=Z前齿圈/（Z前齿圈Z前太阳轮）,7）OD档：C2、B1工作 有发动机制动,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机构,3 行星齿轮机构改进型SIMPSON行星齿轮机构,7）R档：C1、B2工作 有发动机制动,i=ns1nr1=Zr1/Zs1=Z前齿圈/Z前太阳轮,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,3、执行元件的结构1）离合器 将两个运动部件连接起来，实现运动方式和档位的变换。,2）离合器单向阀1）离合器的充油和泄油要通过同一条油道；2）旋转离心力可以改善充油效果，但会减慢泄油速度，影响换档质量。3）单向阀在不影响充油质量的前提下

16、，可提高排油速度。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,3）制动器,作用：将行星齿轮机构中的某个元件固，使其不能转动，以实现传动比的改变。类型：湿式多片式制动器和带式制动器。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,4）单向离合器,作用：内圈固定不动时，外圈只有一个方向的旋转自由度。安装时，要注意方向性。类型：有楔块式和滚柱式两种。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的执行元件,二、齿轮机构的检查,1、齿轮的检查齿轮的检查包括检查齿轮是否折断，轴承是否磨损而松旷。齿面是否有烧蚀和斑点等。2、行星架的检查检查每个齿轮是否松旷，转动是否正常，如果松动会造成齿轮在承载时抖动。检查行星架是否有变形、裂痕或其他故障。检查行星齿轮断面跳动，一般跳动值为0.150.70mm，极限值为1mm。不正常应更换。齿轮机构主要检查内容、方法见右图所示。,3 行星齿轮机构SIMPSON行星齿轮机构的检修,