自动变速器行星齿轮机构上

第 三 节 齿 轮 变 速 器 （ 机 械 传 动 系 统 ） 第 三 节 齿 轮 变 速 器o 作 用 ： 具 备 普 通 手 动 变 速 器 所 有 的 作 用 。 （ 1） 改 变 传 动 比 ； （ 2） 实 现 到 车 行 驶 ； （ 3） 中 断 动 力 传 递 。o 结 构 组 成 ： 变 速 齿 轮 机 构 和 换 档 执 行 机 构 。o 典 型 的 齿 轮 变 速 机 构 的 形 式 ： 平 行 轴 式 （ 或 称 定 轴式 、 普 通 齿 轮 式 ） 和 行 星 齿 轮 式 （ 包 括 有 辛 普 森 式 、拉 维 娜 式 、 串 联 式 等 ） 。o 换 档 执 行 机 构 的 形 式 ： 离 合 器 、 制 动 器 和 单 向 离 合器 。o 工 作 原 理 ： 基 本 结 构 和 工 作 原 理 都 可 通 过 最 简 单 的单 排 行 星 齿 轮 机 构 来 说 明 。 第 三 节 齿 轮 变 速 器o 单 排 行 星 齿 轮 机 构 分 析o 行 星 排 组 合o 行 星 排 表 达 方 式o 换 档 执 行 元 件o 传 力 路 线 单 排 行 星 齿 轮 机 构 分 析o 组 成 ： 是 由 一 个 太 阳 轮 、一 个 齿 圈 、 一 个 行 星架 和 支 承 在 行 星 架 上的 几 个 行 星 齿 轮 组 成的 ， 称 为 一 个 行 星 排 。 三 元 件 ： 太 阳 轮 、齿 圈 、 行 星 架 。 一 、 单 排 行 星 齿 轮 机 构 分 析o 结 构 形 式 ： 按 照 太 阳 轮 和 齿 圈之 间 的 行 星 齿 轮 组 数不 同 ， 可 分 为 单 行 星齿 轮 式 和 双 行 星 齿 轮式 两 种 。 （ 单 星 式 、双 星 式 、 单 级 式 、 双级 式 ） 双 行 星 齿 轮 机 构在 太 阳 轮 和 齿 圈 之 间有 两 组 互 相 啮 合 的 行星 齿 轮 ， 其 中 外 面 一组 行 星 齿 轮 和 齿 圈 啮合 ， 里 面 一 组 行 星 齿轮 和 太 阳 轮 啮 合 。 它与 单 行 星 行 星 排 在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下相 比 ， 齿 圈 可 以 得 到反 向 传 动 。 一 、 单 排 行 星 齿 轮 机 构 分 析o 工 作 原 理 （ 变 速 原 理 ） ：（ 1） 齿 圈 固 定 ， 太 阳 轮 带 动 行 星 齿 轮 架 ZCi1=- 1 (减 速 同 向 ) Z1（ 2） 齿 圈 固 定 ， 行 星 齿 轮 架 带 太 阳 轮（ 3） 太 阳 轮 固 定 ， 齿 圈 带 动 行 星 齿 轮 架（ 4） 太 阳 轮 固 定 ， 行 星 齿 轮 架 带 动 齿 圈（ 5） 行 星 齿 轮 架 固 定 ， 太 阳 轮 带 动 齿 圈（ 6） 行 星 齿 轮 架 固 定 ， 齿 圈 带 动 太 阳 轮（ 7） 没 有 固 定 ， 二 元 件 相 连 后 带 动 另 一 个 （ 8） 没 有 固 定 ， 一 个 为 主 动 ， 一 个 为 从 动 对 于 相 对 运 动 ， 也 就 是 站 在 行 星 架 上 观 察 时 ， 各 轮 传动 如 定 轴 轮 系 ， 存 在 一 定 的 转 速 关 系 ， 如 下 式 所 示 ： 由 上 式 可 得 行 星 排 转 速 特 性 方 程 式 。单 行 星 排 运 动 分 析 （ 变 速 原 理 ） 方 程 式 反 映 了 行 星 排 是 两 自 由 度 机 构 。 它 与 一 个 自 由 度 的 定 轴齿 轮 传 动 不 同 ， 定 轴 齿 轮 传 动 旋 转 构 件 之 间 有 固 定 的 转 速 关 系 ， 而行 星 排 三 元 件 中 任 二 元 件 之 间 无 固 定 的 转 速 关 系 ， 他 们 之 间 的 转 速关 系 是 随 行 星 架 转 速 的 变 化 而 变 化 ， 要 使 行 星 排 的 任 二 元 件 间 有 确定 的 转 速 关 系 ， 必 须 再 增 加 一 个 关 系 式 （ 如 对 行 星 架 进 行 制 动 ， 使等 于 零 ， 或 者 使 行 星 架 有 一 个 固 定 的 转 速 ） 。对 于 单 行 星 ， 上 式 取 负 值 ， 得对 于 双 行 星 ， 上 式 取 正 值 ， 得单 行 星 排 运 动 分 析 （ 变 速 原 理 ） 一 、 单 排 行 星 齿 轮 机 构 分 析o 传 动 方 案 ： 有 8种 。 一 、 单 排 行 星 齿 轮 机 构 分 析o 档 位 设 置 ： 行 星 齿 轮 架 作 从 动 件 -1档 或 2档 两 元 件 连 接 后 带 另 一 元 件 -3档 行 星 齿 轮 架 作 主 动 件 -O/D档 行 星 齿 轮 架 固 定 -倒 档 。 二 、 行 星 排 的 组 合o 现 代 轿 车 自 动 变 速 器 所 采 用 的 行 星 齿 轮 机 构 包 括 复合 式 行 星 齿 轮 机 构 和 串 联 式 行 星 机 构 。o 复 合 式 行 星 齿 轮 机 构 的 特 点 是 两 排 或 多 排 行 星 齿 轮机 构 连 在 一 起 ， 用 以 满 足 汽 车 行 驶 及 各 种 工 况 下 所需 要 的 多 种 传 动 比 。 常 见 的 类 型 有 两 种 ： 一 种 是 辛普 森 式 行 星 齿 轮 机 构 ， 它 有 两 排 行 星 齿 轮 ， 公 用 一个 太 阳 轮 。 另 一 种 是 拉 维 纳 时 行 星 齿 轮 机 构 ， 它 有两 个 太 阳 轮 ， 两 排 行 星 轮 共 用 一 个 齿 圈 。o 串 联 式 行 星 齿 轮 机 构 的 特 点 是 前 排 行 星 机 构 的 行 星架 与 后 排 行 星 机 构 的 齿 圈 为 同 一 构 件 ， 则 前 排 行 星机 构 的 齿 圈 与 后 排 行 星 机 构 的 行 星 架 为 同 一 构 件 。 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 o 行 星 齿 轮 机 构 齿圈行 星 架太阳轮 ZF5HP19FLA零 件 图 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 采 埃 孚 (ZF)全 新 8挡 自 动 变 速 器 8HP 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 下 图 是 奥 迪 A4的 自 动 变 速 器 。 绿 色 圆 圈 中 的 部 分就 是 多 片 离 合 器 式 的 行 星 齿 轮 制 动 机 构 。 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 捷 豹 JX波 箱 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 4HP20 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 09G变 速 器 结 构 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 09G变 速 器 结 构 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o NISSAN TIIDA（ 颐 达 ） 变 速 箱 （ 4档 箱 ） 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o ZF6HP系 列 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式o 01M（ 四 档 箱 ） 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 三 、 行 星 排 的 表 达 方 式 四 、 换 档 执 行 机 构o 组 成 ： 离 合 器 、 制 动 器 、 单 向 离 合 器 。o 作 用 ： 通 过 对 行 星 排 基 本 元 件 进 行 连 接 、 固 定 或 锁 止 ，从 而 使 行 星 齿 轮 机 构 获 得 不 同 的 传 动 比 ， 而 实 现 档位 切 换 。 连 接 是 指 将 输 入 轴 与 单 排 的 某 个 元 件 连 接 ， 或将 前 后 两 个 单 排 的 元 件 连 接 ， 以 传 递 动 力 。 固 定 是 将 单 排 行 星 齿 轮 的 元 件 与 外 壳 连 接 ， 使元 件 固 定 而 不 能 旋 转 。 锁 止 是 将 单 排 中 的 两 个 元 件 连 接 在 一 起 ， 从 而获 得 直 接 传 动 。 1、 离 合 器 的 结 构 与 原 理o 形 式 ： 多 片 湿 式 离 合 器 。o 作 用 ： 连 接 变 速 器 输 入 轴 与 单 排 的 某 个 基 本元 件 ， 或 者 连 接 前 后 两 个 单 排 的 元 件 ， 或 者连 接 单 排 的 某 两 个 基 本 元 件 。 （ 连 接 、 锁 止 ）o 组 成 ： 离 合 器 鼓 （ 外 鼓 ） 、 离 合 器 毂 （ 内鼓 ） 、 离 合 器 片 （ 包 括 一 组 钢 片 、 一 组 摩 擦片 或 者 主 动 片 、 从 动 片 ） 、 离 合 器 活 塞 、 回位 弹 簧 、 弹 簧 座 、 油 缸 、 活 塞 、 挡 圈 /卡 环 、密 封 圈 。o 回 位 弹 簧 的 形 式 ： 中 央 螺 旋 弹 簧 、 周 布 弹 簧 、膜 片 弹 簧 、 波 形 弹 簧 等 。 o 组 成 o 工 作 原 理 离 心 平 衡 式 离 合 器o 工 作 原 理 ： 就 是 取 消 了 离 合 器 上 的 单 向 球 阀 ， 在 油缸 工 作 腔 前 边 增 加 了 一 个 静 态 液 压 补 偿 腔 。 因 为 作 用 于 离 合 器 液 压 缸 和 液 压 补 偿 腔内 的 ATF的 离 心 力 相 互 抵 消 ， 也 就 消 除 了 离合 器 鼓 的 转 速 产 生 的 离 心 力 的 影 响 。 中 央 弹 簧 式 膜 片 弹 簧 式回 位 弹 簧 形 式 1-离 合 器 及 行 星 排2-活 塞3-内 外 O形 密 封 圈4-弹 簧5-弹 簧 座6-卡 环7-钢 片8-摩 擦 片9、 10-卡 环11-挡 圈12-单 向 离 合 器13-单 向 离 合 外 座 圈14-垫 片15-推 力 轴 承16-行 星 架 及 行 星 齿轮 17-制 动 器 传 动 毂18-卡 环19-垫 片 离 合 器 离 合 器 的 磨 擦 片 与 钢 片 离 合 器 自 由 间 隙 一 般 为 0.52.0mm。 离 合 器 自 由 间 隙 标 准 的 大 小 取 决 于 离 合 器 摩 擦 片 的 片 数 和 工作 条 件 。 通 常 离 合 器 片 数 越 多 或 该 离 合 器 的 交 替 工 作 越 频 繁 ， 其 自 由间 隙 就 越 大 。 离 合 器 和 制 动 器 采 用 多 片 湿 式 磨 擦 片 扩 大 力 距 传 递范 围 。 离 合 器 自 由 间 隙 2、 制 动 器o 形 式 ： 片 式 制 动 器 和 带 式 制 动 器 。o 作 用 ： 固 定 单 排 的 某 一 个 元 件 。o 组 成 ： 片 式 制 动 器 由 制 动 鼓 、 液 压 缸 、 制 动器 活 塞 、 回 位 弹 簧 、 制 动 器 片 （ 钢 片 、 摩 擦片 ） 、 制 动 毂 等 组 成 。 带 式 制 动 器 则 是 由 制动 鼓 、 制 动 带 、 液 压 缸 、 活 塞 、 回 位 弹 簧 等 。 2、 制 动 器o 组 成 2、 制 动 器o 工 作 原 理 9-弹 簧 10-活 塞 11-内 外 O形 密封 圈 12-壳 体 13-滚 针 轴 承 14-推 力 轴 承 15-密 封 环1-卡 环2-钢 片3-摩 擦 片4-弹 簧 压 盘5-齿 圈6-推 力 轴 承7-卡 环8-弹 簧 座 片 式 制 动 器 制 动 器 带 式 制 动 器 的 结 构 与 工 作 原 理 制 动 器 间 隙 由 调整 螺 钉 调 整 。 带 式 制 动 器伺 服 机 构 的 形 式 有 ： 直 杆 式 、 杠 杆 式 、 钳 形 式 等 。 3、 单 向 离 合 器o 作 用 ： 利 用 单 向 锁 止 的 原 理 实 现 对 单 排 元 件的 固 定 或 者 是 单 排 中 两 个 元 件 的 锁 止 或 者 前后 两 个 单 排 元 件 的 连 接 。o 形 式 ： 楔 块 式 和 滚 柱 斜 槽 式 。 组 成 ： 外 圈 、 内 圈 、 圆 柱 滚 子 、 压 紧 弹 簧 、 保 持 架 。 工 作 原 理 ： 利 用 滚 子 与 内 外 圈 的 摩 擦 力 带 动 滚 子 在 斜 槽 滚道 内 滚 动 ， 可 实 现 锁 止 和 打 滑 两 个 工 作 状 态 。滚 柱 式 单 向 离 合 器 组 成 ： 内 圈 、 外 圈 、 楔 块 、 保 持 架 、 弹 簧 。 工 作 原 理 ： 利 用 楔 块 和 内 外 圈 之 间 的 摩 擦 力 带 动 楔 块的 自 转 ， 从 而 可 以 实 现 打 滑 和 锁 止 两 个 状 态 。楔 块 式 单 向 离 合 器 楔 块 式 单 向 离 合 器