行星齿轮机构的设计与计算

汽 车 自 动 变 速 器 理 论第 8讲 行 星 齿 轮 机 构 的 设 计 与 计 算固 定 轴 式 自 动 变 速 器 行 星 齿 轮 机 构 的 设 计 与 计 算 在 行 星 齿 轮 机 构 运 动 方 案 设 计 阶 段 ， 行 星 机构 设 计 的 主 要 任 务 是 ： 1.确 定 各 轮 的 齿 数 2.选 择 适 当 的 均 衡 装 置 1.行 星 轮 系 各 轮 齿 数 的 确 定各 轮 齿 数 必 须 满 足 的 条 件 ：（ 1） 传 动 比 条 件 ： 尽 可 能 实 现 给 定 的 传 动 比 要 求 ；（ 2） 同 心 条 件 ： 保 证 行 星 架 的 转 轴 和 太 阳 轮 的 轴 线 重 合（ 3） 装 配 条 件 ： 要 使 多 个 行 星 轮 能 够 均 匀 地 分 布 在 太 阳 轮四 周 ；（ 4） 邻 接 条 件 ： 保 证 多 个 均 布 的 行 星 轮 相 互 间 不 发 生 干 涉 。 （ 1） 传 动 比 条 件行 星 轮 系 必 须 能 实 现 给 定 的 传 动 比即（ 2） 同 心 条 件若 采 用 标 准 齿 轮 ， 则 同 心 条 件 为 该 式 表 明 太 阳 轮 和 齿 圈 的 齿 数 应 同 为 奇 数 或 偶 数 。0)1( jqt nanan （ 3） 装 配 条 件为 使 各 个 行 星 轮 都 能 均 匀 地 装 入 太 阳 轮 和 中 心 轮 之 间 ， 行 星 轮的 数 目 与 太 阳 轮 、 齿 圈 的 齿 数 之 间 必 须 有 一 定 的 关 系 ， 否 则 便装 配 不 起 来 。设 需 要 k个 行 星 轮 均 匀 分 布 在 太 阳 轮 四 周 ， 则 相 邻 两 行 星 轮 所 夹的 中 心 角 为 2 /k。假 设 行 星 轮 齿 数 为 偶 数 ， 采 用 轮 流 装 入 法 0)1( jqt nanan 欲 将 k 个 行 星 轮 均 匀 分 布 在 太 阳 轮 周 围 ， 则 太 阳 轮 和 齿 圈 的齿 数 和 应 能 被 行 星 轮 个 数 k 整 除 。 （ 4） 邻 接 条 件为 保 证 相 邻 两 行 星 轮 的 齿 顶 不 发 生 干 涉 ， 就 要 求 其 中 心 距 lAB大 于 行 星 轮 齿 顶 圆 直 径 da2。 如 果 采 用 标 准 齿 轮 ， 则 2.行 星 轮 系 的 均 衡 装 置 如 果 各 个 行 星 轮 之 间 的 载 荷 分 配 是 均 衡 的 ， 则 随着 行 星 轮 数 目 的 增 加 ， 其 结 构 将 更 为 紧 凑 。 但 由 于 零 件 不 可 避 免 地 存 在 着 制 造 误 差 、 安 装 误差 和 受 力 变 形 ， 往 往 会 造 成 行 星 轮 间 的 载 荷 不 均衡 。 为 了 尽 可 能 降 低 载 荷 分 配 不 均 现 象 ， 提 高 承 载 能力 ， 在 设 计 周 转 轮 系 时 ， 必 须 合 理 地 选 择 或 设 计其 均 衡 装 置 。 2.行 星 轮 系 的 均 衡 装 置1） 采 用 基 本 构 件 浮 动 的 均 衡 装 置 最 常 用 的 方 法 是 采 用 双 齿 或 单 齿 式 联 轴 器 。三 个 基 本 构 件 中 有 一 个 浮 动 即 可 起 到 均 衡 作 用 ， 若 两 个 基 本 构件 同 时 浮 动 ， 则 效 果 更 好 。图 (a)、 (b)所 示 为 太 阳 轮 浮 动 的 情 况 ， (c)、 (d)为 齿 圈 浮 动 的 情 况 。 2.行 星 轮 系 的 均 衡 装 置2） 采 用 弹 性 元 件 的 均 衡 装 置 主 要 是 通 过 弹 性 元 件 的 弹 性 变 形 使 各 行 星 轮 之 间 的 载 荷得 以 均 衡 。图 (a)为 行 星 轮 装 在 弹 性 心 轴 上 ；图 (b)为 行 星 轮 装 在 非 金 属 弹 性 衬 套 上 ；图 (c)为 行 星 轮 内 孔 与 轴 承 外 套 的 介 轮 之 间 留 有 较 大 间 隙 以 形 成 厚 油 膜 的 所 谓 油 膜 弹 性 浮 动 结 构 。 2.行 星 轮 系 的 均 衡 装 置3） 采 用 杠 杆 联 动 的 均 衡 装 置 这 种 均 衡 装 置 中 装 有 偏 心 的 行 星 轮 轴 和 杠 杆 系 统 。 当 行 星 轮 受 力 不 均 衡 时 ， 可 通 过 杠 杆 系 统 的 联 锁 动 作 自 行调 整 达 到 新 的 平 衡 位 置 。 其 优 点 是 均 衡 效 果 较 好 ， 缺 点 是结 构 较 复 杂 。 3.行 星 轮 系 传 动 比 的 计 算基 本 思 路根 据 单 排 行 星 齿 轮 机 构 一 般 特 性 方 程 式将 行 星 轮 系 转 化 成 定 轴 轮 系 0)1( jqt nanan 行 星 架 的 角 速 度 变 成 0 HH 3.行 星 轮 系 传 动 比 的 计 算由于转化机构为一定轴轮系，因此其传动比大小为： 固 定 轴 式 自 动 变 速 器 固 定 轴 式 自 动 变 速 器 与 行 星 齿 轮 自 动 变 速 器 相 比 ， 有 以 下主 要 特 点 ：（ 1） 固 定 轴 式 变 速 器 采 用 普 通 外 啮 合 齿 轮 ， 各 相 对 齿 轮 都 是固 定 啮 合 ， 但 传 递 动 力 与 否 取 决 于 相 对 应 离 合 器 是 否 啮 合 。（ 2） 固 定 轴 式 变 速 器 多 由 三 条 平 行 轴 构 成 ， 变 速 器 的 总 长 度较 小 ， 故 一 般 都 用 在 前 轮 驱 动 的 轿 车 上 。（ 3） 固 定 轴 式 变 速 器 的 操 作 组 件 只 有 多 片 式 离 合 器 和 单 向 离合 器 ， 没 有 制 动 器 ； 操 作 件 的 数 目 较 少 。 1.固 定 轴 式 自 动 变 速 器 基 本 结 构 2.各 档 位 的 动 力 传 递 本 田 Accord自 动 变 速 器 的 变 速 杆 有 P、 R、 N、 D4、 D3、 2和 1共 七 个 位 置 ； P为 驻 车 挡 ， 固 定 前 轮 (驱 动 轮 )， 使 汽 车 不 会 在 停 车 时 滑 行 ； R为 倒 挡 ， N是 空 挡 ； D4是 具 有 1、 2、 3、 4挡 的 一 般 驾 驶 挡 位 ； D3是 具 有 1、 2、 3挡 的 一 般 驾 驶 挡 位 ， 主 要 在 一 般 道 路 或高 速 公 路 上 加 速 超 车 时 使 用 。 2和 1挡 都 是 锁 定 挡 位 。 它 分 别 锁 定 在 2挡 和 1挡 ， 既 不 能 升挡 也 不 能 降 挡 ， 但 在 下 陡 坡 时 能 利 用 发 动 机 起 有 效 制 动 作用 。 1） D4和 D3位 的 1档 1档 离 合 器 结 合 2） D4和 D3位 的 2档 1档 离 合 器 结 合 2档 离 合 器 结 合 3） D4和 D3位 的 3档 1档 离 合 器 结 合 3档 离 合 器 结 合 4） D4位 的 4档 1档 离 合 器 结 合 4档 离 合 器 结 合 5） 1位 的 1档 1档 离 合 器 结 合 1档 固 定 离 合 器 结 合 6） 倒 档 4档 离 合 器 结 合 辅 助 轴 1） D4和 D3位 的 1档1档离合器结合 2） D4和 D3位 的 2档1档离合器结合2档离合器结合 3） D4和 D3位 的 3档1档离合器结合3档离合器结合 4） D4位 的 4档1档离合器结合4档离合器结合 5） 1位 的 1档1档离合器结合1档固定离合器结合 6） 倒 档