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1、宁夏工商职业技术学院 学习目标：学习目标： 掌握行星齿轮机构变速原理掌握行星齿轮机构变速原理 掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的 结构及自动换挡原理结构及自动换挡原理 掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的 结构及自动换挡原理结构及自动换挡原理
掌握自动变速器施力装置的结构及工作原掌握自动变速器施力装置的结构及工作原 理理 宁夏工商职业技术学院 3.1 齿轮传动的一般规律齿轮传动的一般规律 齿轮传动的特点：齿轮传动的特点： 优点：传动平稳、可靠、效率高、寿命长、优点：传动平稳、可靠、效率高、寿命长、 结构紧凑、传动速度和功
2、率范围广结构紧凑、传动速度和功率范围广 缺点：制造、加工成本高缺点：制造、加工成本高 宁夏工商职业技术学院 3.1.1 齿轮传动的组成齿轮传动的组成 组成：主动齿轮与从动齿轮组成：主动齿轮与从动齿轮 齿轮传动要求准确平稳，即要求在传齿轮传动要求准确平稳，即要求在传 动过程中，瞬时传动比保持不变，以免动过程中，瞬时传动比保持不变，以免 产生冲击振动和噪声。产生冲击振动和噪声。
宁夏工商职业技术学院 a) 齿轮机构实物 b) 齿轮机构简化图 图3-1 齿轮传动机构 宁夏工商职业技术学院 图3-2 渐开线特性图3-3 渐开线齿轮传动特性 宁夏工商职业技术学院 渐开线的性质：渐开线的性质： 1）发生线
3、沿基圆滚过的线段长度等于基圆）发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆 上被滚过的相应弧长上被滚过的相应弧长 2）渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。）渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。 换言之，基圆的切线必为渐开线上某点换言之，基圆的切线必为渐开线上某点 的法线。的法线。 3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度
方向所夹的锐角称为该点的压力角。方向所夹的锐角称为该点的压力角。 4）渐开线的形状只取决于基圆大小。）渐开线的形状只取决于基圆大小。 5）基圆内无渐开线。）基圆内无渐开线。 宁夏工商职业技术学院 渐开线齿轮的力学分析：渐开线齿轮的力学分析： 宁夏工商职
4、业技术学院 宁夏工商职业技术学院 3.1.2 齿轮的速比与传动比齿轮的速比与传动比 从公式可以获知，若想获得大的传动比，必须相互啮合从公式可以获知，若想获得大的传动比，必须相互啮合 的齿轮所拥有的齿数相差较大，又由于相互啮合的齿轮模数的齿轮所拥有的齿数相差较大，又由于相互啮合的齿轮模数
相同，所以，必然两个齿轮尺寸相关较大，这必然占据较大相同，所以，必然两个齿轮尺寸相关较大，这必然占据较大 的布置空间，给机械设计带来一定难度。的布置空间，给机械设计带来一定难度。 为了解决这一难题，采用行星齿轮机构，唯一的缺点是为了解决这一难题，采用行星齿轮机构，唯一的缺点是 增加了工装匹配难度。增加了工装匹配
5、难度。 宁夏工商职业技术学院 3.1.3 齿轮的传动规律齿轮的传动规律 渐开线齿轮传动的可分性：渐开线渐开线齿轮传动的可分性：渐开线 齿轮的传动比不受实际中心距的影响。齿轮的传动比不受实际中心距的影响。 迄今为止可分性是渐开线齿轮所独迄今为止可分性是渐开线齿轮所独 有的特性，这对渐开线齿轮的加工、安有的特性，这对渐开线齿轮的加工、安
装和使用维护都是十分有利的。装和使用维护都是十分有利的。 宁夏工商职业技术学院 3.2 行星齿轮机构的结构与传动原行星齿轮机构的结构与传动原 理理 3.2.1 行星齿轮机构的组成行星齿轮机构的组成 图3-5 单排行星齿轮机构 1-太阳轮；2-行星轮；3-齿圈；4-
6、太阳轮输入轴；5-行星轮轴；6-行星架；7-行星架输出轴 宁夏工商职业技术学院 行星齿轮机构的分类：行星齿轮机构的分类： 按行星架上所安装的行星齿轮的组数按行星架上所安装的行星齿轮的组数 不同，分为不同，分为单行星排和双行星排单行星排和双行星排； 按行星齿轮组数不同，分为按行星齿轮组数不同，分为单排行单排行 星齿轮机构和多排行星齿轮机构星齿轮机构和多排行星齿轮机构。
宁夏工商职业技术学院 3.2.2 单排行星齿轮机构的运动规律单排行星齿轮机构的运动规律 无任何元件固定，无固定传动比无任何元件固定，无固定传动比 固定某一元件，有固定传动比固定某一元件，有固定传动比 固定两元件，三元件一同旋转固定
7、两元件，三元件一同旋转 宁夏工商职业技术学院 3.2.3 行星齿轮机构的变速原理行星齿轮机构的变速原理 图3-6 单排行星齿轮机构各种传动方案 宁夏工商职业技术学院 在单排行星齿轮机构中，行星轮只起中间轮作用，在单排行星齿轮机构中，行星轮只起中间轮作用， 因此单排行星齿轮机构的传动比取决于太阳轮齿数因此单排行星齿轮机构的传动比取决于太阳轮齿数Z1和和
内齿圈齿数内齿圈齿数Z2，与行星齿轮的齿数无关。，与行星齿轮的齿数无关。 即内齿圈与太阳轮的齿数比为：即内齿圈与太阳轮的齿数比为： =Z2/Z1 因因 Z2Z1 所以所以 1,则行星齿轮机构的一般运动规律可则行星齿轮机构的一般运动规律可 表达为：
8、表达为： 宁夏工商职业技术学院 1）将内齿圈固定，以太阳轮为主动件，行星架为从动件，）将内齿圈固定，以太阳轮为主动件，行星架为从动件， 传动比为传动比为1+。即可获得减速传动，且。即可获得减速传动，且2. 2)将太阳轮固定，以行星架为主动件，内齿圈为从动件，将太阳轮固定，以行星架为主动件，内齿圈为从动件， i=/(1+).即可获得增速传动，即可获得增速传动，0.5i1。
3)将行星架固定，以太阳轮为主动件，内齿圈为从动件，将行星架固定，以太阳轮为主动件，内齿圈为从动件， i=- ，即可获得减速反向传动。，即可获得减速反向传动。 4）将内齿圈固定，以行星架为主动件，太阳轮为从动件，）将内齿圈固定
9、，以行星架为主动件，太阳轮为从动件， 可获得增速传动，可获得增速传动，i0.5。 宁夏工商职业技术学院 5）将太阳轮固定，以内齿圈为主动件，行星架）将太阳轮固定，以内齿圈为主动件，行星架 为从动件，为从动件， i=1+（1/)，是，是2）的逆传动，即）的逆传动，即 可获得减速传动，可获得减速传动， 0.5i1 (较大) 2件1前齿圈件6后行星架件4约等1 3件1前齿圈件3后齿圈件61
(较小) 4件1前齿圈件6无传动 5件4共用太阳轮件3后齿圈件6-1 6件4共用太阳轮件6无传动 7件1及件4前齿圈/太阳轮件3前行星架及后齿圈1 8件1及件4前齿圈/太阳轮件6后行星架1 表表3-2 双排行星齿
10、轮机构传动方案特性表双排行星齿轮机构传动方案特性表 宁夏工商职业技术学院 3.2.5 行星齿轮传动的优缺点：行星齿轮传动的优缺点： 优点：优点： 体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。 传动效率高传动效率高 传动比较大，可实现运动的合成与分解传动比较大，可实现运动的合成与分解 运动平稳运动平稳 缺点：缺点：
材料价格高、结构复杂、制造安装困难材料价格高、结构复杂、制造安装困难 宁夏工商职业技术学院 3.3 行星齿轮变速器的换挡执行机行星齿轮变速器的换挡执行机 构的工作原理构的工作原理 3.3.1 离合器离合器 1、离合器的作用、离合器的作用 变速器动力的输
11、入或输出，其功能等于普通变速器动力的输入或输出，其功能等于普通 机械变速器的离合器。机械变速器的离合器。 连接行星齿轮机构中的两个部件，使行星齿连接行星齿轮机构中的两个部件，使行星齿 轮机构等速传动。轮机构等速传动。 宁夏工商职业技术学院 2、离合器的组成、离合器的组成 图3-8 自动变速器离合器 宁夏工商职业技术学院 3、离合器的工作过程、离合器的工作过程
各钢片与摩擦片压紧接各钢片与摩擦片压紧接 合在一起时，具有共同合在一起时，具有共同 转速并传递相应的转矩。转速并传递相应的转矩。 芯体或壳体可以与输入轴、芯体或壳体可以与输入轴、 输出轴、太阳轮、内齿圈、输出轴、太阳轮、内齿圈、 行星架、
12、单向离合器中任行星架、单向离合器中任 意一个部件直接或间接相意一个部件直接或间接相 连。连。 通过壳体或芯体可将输入（力矩通过壳体或芯体可将输入（力矩 及转速）导入或将输出（变换后及转速）导入或将输出（变换后 的力矩及转速）导出，也可将行的力矩及转速）导出，也可将行 星齿轮机构中的任两个元件连接星齿轮机构中的任两个元件连接 一起，实现直接传动。一起，实现直接传动。
宁夏工商职业技术学院 卸去油压时，活塞在回卸去油压时，活塞在回 位弹簧作用下返回原位，钢位弹簧作用下返回原位，钢 片和摩擦片自由分离。但这片和摩擦片自由分离。但这 种分离不彻底。种分离不彻底。 活塞在弹射作用下处于活塞在弹射作用下处
13、于 左极限位置，钢片和摩擦片左极限位置，钢片和摩擦片 之间有一定的间隙，此时之间有一定的间隙，此时 动力传递路线被切断动力传递路线被切断 宁夏工商职业技术学院 压力油经油道进入活压力油经油道进入活 塞左腔室后，液压作用力塞左腔室后，液压作用力 克服弹射张力使活塞右克服弹射张力使活塞右 移，将所有的钢片和摩移，将所有的钢片和摩 擦片依次压紧，离合器擦片依次压紧，离合器
接合，传递动力。接合，传递动力。 宁夏工商职业技术学院 3.3.2 制动器制动器 自动变速器中制动器，也称换档制动器，自动变速器中制动器，也称换档制动器， 与汽车普通制动器作用不同，它不是用来阻止与汽车普通制动器作用不同，它不是用
14、来阻止 动力输出，而是根据行星齿轮机构的特性，限动力输出，而是根据行星齿轮机构的特性，限 制三个基本元件之一不能转动，并与离合器相制三个基本元件之一不能转动，并与离合器相 互配合作用，实现不同的传动比。互配合作用，实现不同的传动比。 宁夏工商职业技术学院 3.3.2 制动器制动器 1、制动器的分类及组成、制动器的分类及组成 湿式多片制动器湿式多片制动器 宁夏工商职业技术学院 n
湿式多片离合器钢片固定在输出轴，不同之处湿式多片离合器钢片固定在输出轴，不同之处 是制动器钢片固定在自动变速器壳体上，仅能是制动器钢片固定在自动变速器壳体上，仅能 轴向移动而不能转动。轴向移动而不能转动。 n制动器是从
15、上方进油，进油孔在变速器壳体上；制动器是从上方进油，进油孔在变速器壳体上； 离合器是从中间旋转进油，进油孔在轴上。离合器是从中间旋转进油，进油孔在轴上。 与湿式多片离合器的不同点：与湿式多片离合器的不同点： 宁夏工商职业技术学院 图3-9 片式制动器结构及工作原理 宁夏工商职业技术学院 带式制动器带式制动器 图3-10 带式制动器结构 由由制动带制动带 和和伺服装伺服装
置置组成组成。 宁夏工商职业技术学院 制动带制动带 刚性制动带刚性制动带 挠性制动带挠性制动带 按变形能力分：按变形能力分： 按结构分：按结构分： 制动带制动带 单边式制单边式制 动带动带 双边式挠性双边式挠性 制动带制动带
16、宁夏工商职业技术学院 制动器伺服装置制动器伺服装置 间接作用式间接作用式 直接作用式直接作用式 制动带开口的一端支承于推制动带开口的一端支承于推 杆端部，活塞杆通过杠杆控杆端部，活塞杆通过杠杆控 制推杆的动作。由于采用杠制推杆的动作。由于采用杠 杆结构将活塞作用力放大，杆结构将活塞作用力放大， 制动力矩进一步增加。制动力矩进一步增加。 制动带开口处的一端通制动带开口处的一端通
过摇臂支承于固定在变过摇臂支承于固定在变 速器壳体的支承销上，速器壳体的支承销上， 另一端支承于油缸活塞另一端支承于油缸活塞 杆端部。杆端部。 宁夏工商职业技术学院 2、离合器和片式制动器的区别、离合器和片式制动器的区别
17、 所连接元件：离合器连接轴；离合器可所连接元件：离合器连接轴；离合器可 连接行星排中所有元件连接行星排中所有元件 所连接元件数量：离合器最多可连接两所连接元件数量：离合器最多可连接两 个行星排元件；一组制动器只能固定一个行星排元件；一组制动器只能固定一 个个 离合器是旋转的；制动器是固定的离合器是旋转的；制动器是固定的 宁夏工商职业技术学院 3.3.3 单向离合器单向离合器
内座圈与外座圈只能相对一个方向旋转内座圈与外座圈只能相对一个方向旋转 ，而反方向则锁止不能旋转。，而反方向则锁止不能旋转。 图3-11滚柱式单向离合器 1-外座圈；2-滚子；3-弹簧；4-内座圈 宁夏工商职业技术学院 单向
18、离合器的内外圈其中一个静止，另一个反向旋转单向离合器的内外圈其中一个静止，另一个反向旋转 时，其锁止功能相当于制动器。时，其锁止功能相当于制动器。 单向离合器有两种类型：单向离合器有两种类型：滚柱式滚柱式和和楔块式楔块式 滚柱式滚柱式 楔块式楔块式 宁夏工商职业技术学院 图3-12 楔块式单向离合器 1-外座圈；2-卡块；3-弹簧；4-内座圈
楔块式单向离合器的锁止方向取决于楔楔块式单向离合器的锁止方向取决于楔 块的安装方向块的安装方向 宁夏工商职业技术学院 离合器、制动器、单向离合器统称为自动变速器行星离合器、制动器、单向离合器统称为自动变速器行星 齿轮机构换档执行元件或施力元件。齿轮机构换
19、档执行元件或施力元件。 单向离合器的工作性能对变速器的换档品质有很大单向离合器的工作性能对变速器的换档品质有很大 影响。自动变速器通过行星齿轮系统执行机构的工作实影响。自动变速器通过行星齿轮系统执行机构的工作实 现换档，执行机构的灵敏性直接影响换档的平顺性。单现换档，执行机构的灵敏性直接影响换档的平顺性。单
向离合器具有灵敏度高的优点，可瞬间锁止（或解除锁向离合器具有灵敏度高的优点，可瞬间锁止（或解除锁 止），从而大大提高了换档时机的准确性。另外，单向止），从而大大提高了换档时机的准确性。另外，单向 离合器不需要附加的液压或机械操纵装置，结构简单，离合器不需要附加的液压或机械操纵装置，结构简单
20、， 不易发生故障。不易发生故障。 宁夏工商职业技术学院 3.4 典型行星齿轮传动原理及工作典型行星齿轮传动原理及工作 分析分析 3.4.1 拉威娜式行星齿轮传动原理拉威娜式行星齿轮传动原理 图3-13 拉威娜式行星齿轮变速机构 1-小（前）太阳轮；2-行星架；3-短行星轮；4-长行星齿轮；5-齿圈；6-大（后）太阳轮 宁夏工商职业技术学院 工作过程：工作过程：
1）小太阳轮输入，行星架固定）小太阳轮输入，行星架固定 、短行星轮反转、短行星轮反转 长行星轮正转长行星轮正转内内 齿圈正向减速齿圈正向减速 、短行星轮反转、短行星轮反转 长行星轮正转长行星轮正转大大 太阳轮反向减速太阳轮反向减速 小阳
21、轮正转小阳轮正转 宁夏工商职业技术学院 2）行星架输入，小太阳轮固定）行星架输入，小太阳轮固定 行星架绕太阳轮正转行星架绕太阳轮正转短行星轮正转短行星轮正转长长 行星轮反转行星轮反转齿圈正转齿圈正转 宁夏工商职业技术学院 3）小太阳轮与行星架固定，一同输入。）小太阳轮与行星架固定，一同输入。 两个元件固定在一起，由于行星轮不能自转，输两个元件固定在一起，由于行星轮不能自转，输
入与输出同步入与输出同步 宁夏工商职业技术学院 拉威娜式自动变速器的结构特点拉威娜式自动变速器的结构特点 图3-14 拉威娜式自动变速器行星齿轮机构 行星架、小行星轮、行星架、小行星轮、 大行星轮均可作为输大行星轮均可作
22、为输 入；齿圈作为输出入；齿圈作为输出 小太阳轮的轴和小太阳轮的轴和 行星架轴向右反行星架轴向右反 向从空心的大太向从空心的大太 阳轮轴穿出，输阳轮轴穿出，输 入有三种方式，入有三种方式， 齿圈固定为输出。齿圈固定为输出。 宁夏工商职业技术学院 1、拉威娜式行星齿轮机构的施力装置、拉威娜式行星齿轮机构的施力装置 宁夏工商职业技术学院
1）前进档离合器）前进档离合器C1：驱动小太阳轮：驱动小太阳轮 2）直接档及倒档离合器）直接档及倒档离合器C2：驱动大太阳轮：驱动大太阳轮 3）强制低档离合器）强制低档离合器C3：驱动小太阳轮：驱动小太阳轮 4）超速档离合器）超速档离合器C4：驱动行星架：驱动行星
23、架 5）2档及档及4档制动器档制动器B1：固定大太阳轮：固定大太阳轮 6）低速档及倒档制动器）低速档及倒档制动器B2：固定行星架：固定行星架 7）低档单向离合器）低档单向离合器F1：单方向固定行星架：单方向固定行星架 8）前进挡单向离合器）前进挡单向离合器F2：连接输入轴与小：连接输入轴与小 太阳轮太阳轮 宁夏工商职业技术学院
2、拉威娜式自动变速器齿轮机构动力传递、拉威娜式自动变速器齿轮机构动力传递 路线路线 1）行星架制动，小太阳轮输入）行星架制动，小太阳轮输入 传动路线：传动路线： 小太阳轮小太阳轮短行星齿轮短行星齿轮长行星齿轮（仅有长行星齿轮（仅有 自转）自转）内齿圈内齿圈输出轴，此变
24、速结果为输出轴，此变速结果为 同向减速传动。同向减速传动。 宁夏工商职业技术学院 2）大太阳轮制动，小太阳轮输入）大太阳轮制动，小太阳轮输入 传动路线：传动路线： 小太阳轮小太阳轮短行星齿轮短行星齿轮长行星齿轮（随长行星齿轮（随 行星架公转）行星架公转）内齿圈内齿圈输出轴，此变输出轴，此变 速结果为同向减速传动。速结果为同向减速传动。 宁夏工商职业技术学院
3）大太阳轮制动，行星架输入）大太阳轮制动，行星架输入 传动路线：传动路线： 行星架行星架长行星齿轮（随行星架公转）长行星齿轮（随行星架公转） 内齿圈内齿圈输出轴，此变速结果为同向增输出轴，此变速结果为同向增 速传动。速传动。 宁夏工商职业
25、技术学院 4）行星架制动，大太阳轮输入）行星架制动，大太阳轮输入 传动路线：传动路线： 大太阳轮大太阳轮长行星齿轮（长行星齿轮（仅有自转仅有自转）内内 齿圈齿圈输出轴，此变速结果为反向减速输出轴，此变速结果为反向减速 传动。传动。 宁夏工商职业技术学院 1）D位一档传动路线位一档传动路线 图3-16 D位1挡传动路线示意图 C1-前进挡离合器；F1-低挡单向离合器；
F2-前进挡向离合器 小太阳轮小太阳轮短行星短行星 齿轮齿轮长行星齿轮长行星齿轮 内齿圈内齿圈输出轴输出轴 长行星齿轮在带动内长行星齿轮在带动内 齿圈顺时针转动的同齿圈顺时针转动的同 时，对行星架产生逆时，对行星架产生逆 时针力矩
26、，时针力矩，F1在逆时在逆时 针方向合行星架固定。针方向合行星架固定。 此时，发动机的动力此时，发动机的动力 经输入轴，小太阳轮、经输入轴，小太阳轮、 短行星齿轮、长行星短行星齿轮、长行星 齿轮传给内齿圈和输齿轮传给内齿圈和输 出轴。出轴。 宁夏工商职业技术学院 2）D位位2档传动路线档传动路线 图3-17 D位2挡传动路线示意图
C1-前进挡离合器；F2-前进挡向离合器；B1-2挡及4挡制动器 小太阳轮小太阳轮短行短行 星齿轮星齿轮长行星长行星 齿轮齿轮内齿圈内齿圈 输出轴输出轴 大太阳轮被制动器大太阳轮被制动器B1B1 固定，长行星轮在顺固定，长行星轮在顺 时针转动，同时还将时针转动，同时
27、还将 朝顺时针方向公转，朝顺时针方向公转， 带动内具圈和输出轴带动内具圈和输出轴 以时针转动。发动机以时针转动。发动机 动力由小太阳轮经短动力由小太阳轮经短 行星齿轮、长行星齿行星齿轮、长行星齿 轮传递至内齿圈和输轮传递至内齿圈和输 出轴，将动力输出。出轴，将动力输出。 宁夏工商职业技术学院 3）D位位3档传动路线档传动路线 图3-18 D位3挡传动路线示意图
C1-前进挡离合器；C2-直接挡及倒挡离合器； F2-前进挡向离合器 C1、C2同时接合，同时接合， F2锁止，使输入轴同锁止，使输入轴同 时和小、大太阳轮相时和小、大太阳轮相 连接。大、小太阳轮连接。大、小太阳轮 同时随输入轴转动，同
28、时随输入轴转动， 短行星轮和长行星轮短行星轮和长行星轮 不能作自转，只能同不能作自转，只能同 小、大太阳轮一起公小、大太阳轮一起公 转，同时带动行星架转，同时带动行星架 以相同的转速转动，以相同的转速转动， 此时内齿圈和前后排此时内齿圈和前后排 行星排所有元件作为行星排所有元件作为 整体，此时传动比为整体，此时传动比为 1，为直接档传动。，为直接档传动。 宁夏工商职业技术学院
4）D位位4档传动路线档传动路线 图3-19 D-4挡传动路线示意 C3-超速挡离合器；B1-2挡及4挡制动器 行星架长太阳轮 内齿圈输出轴 大太阳轮被大太阳轮被B1B1固定，行固定，行 星架又带动长行星轮顺星架又带动长
29、行星轮顺 时针自转和公转，其公时针自转和公转，其公 转特性可使内齿圈和输转特性可使内齿圈和输 出轴顺时针同步转动，出轴顺时针同步转动， 而自转特性可使内齿圈而自转特性可使内齿圈 和输出轴相对输入轴顺和输出轴相对输入轴顺 时针加速传动，它的传时针加速传动，它的传 动比小于动比小于1 1，为超速档。，为超速档。 虽然虽然C1C1接合，但接合，但F2F2内圈内圈
转速高于外圈，所以不转速高于外圈，所以不 影响传动。影响传动。 宁夏工商职业技术学院 5）倒档传动路线）倒档传动路线 图3-20 R（倒）挡传动路线示意图 C2-直接挡及倒挡离合器；B2-低挡及倒挡制动器 大太阳轮长行星轮 内齿圈输出轴 由
30、于行星架被固定，由于行星架被固定， 长行星齿轮不能自长行星齿轮不能自 转，从而带动内齿转，从而带动内齿 圈和输出轴朝逆时圈和输出轴朝逆时 针方向减速传动，针方向减速传动， 实现倒档。实现倒档。 宁夏工商职业技术学院 6）L1档传动路线档传动路线 图3-21 L1挡传动路线示意 C3-强制低挡离合器； B2-低挡及倒挡制动器 动力传动与D1相同， 驱动轮可通过变速器
反拖发动机，利用发 动机制动 宁夏工商职业技术学院 挡位 离合器制动器单向离合器 C1 C2C3C4B1B2F1F2 1挡 2挡 3挡 4档 R挡 L挡 表表3-3 拉威娜自动变速器施力装置作用表拉威娜自动变速器施力装置作用表 宁夏
31、工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院 3.4.2 辛普森式行星齿轮传动原理辛普森式行星齿轮传动原理 图3-22 辛普森自动变速器结构 宁夏工商职业技术学院
1、四速辛普森式汽车自动变速器的施力装置、四速辛普森式汽车自动变速器的施力装置 宁夏工商职业技术学院 1）B0：固定超速行星排的太阳轮：固定超速行星排的太阳轮 2）C0：连接超速行星排的齿圈与行星架：连接超速行星排的齿圈与行星架 3）F0：连接
32、超速行星排的齿圈与行星架：连接超速行星排的齿圈与行星架 4）C1：连接前传动轴与后传动轴：连接前传动轴与后传动轴 5）C2：连接前传动轴与太阳轮：连接前传动轴与太阳轮 6）B1：固定太阳轮：固定太阳轮 7）B2：固定：固定F1外圈，与外圈，与F1配合限制太阳轮逆时针转动配合限制太阳轮逆时针转动 8）F1：连接：连接B2与太阳轮，限制太阳轮逆时针转动与太阳轮，限制太阳轮逆时针转动
9）B3：连接壳体与前行星架：连接壳体与前行星架 10）F2：连接壳体与前行星架：连接壳体与前行星架 宁夏工商职业技术学院 2、辛普森式行星齿轮机构的传动路线、辛普森式行星齿轮机构的传动路线 D位位1档传动路线档传动路
33、线 动画演示 超速档离合器超速档离合器 前进档离合器前进档离合器 1档单向离合器档单向离合器 C0将超速档的太将超速档的太 阳轮和行星架连挡在一阳轮和行星架连挡在一 起，使超速档行星排以起，使超速档行星排以 直接档形式输出。直接档形式输出。 前行星架固定不动，各行星轮正向旋转。前行星架固定不动，各行星轮正向旋转。
带动前齿圈和后行星架正向旋转。后行星带动前齿圈和后行星架正向旋转。后行星 架的运动是两种运动的合成架的运动是两种运动的合成 F2限制前行星架限制前行星架 反向旋转反向旋转 宁夏工商职业技术学院 D位位2档传动路线档传动路线 2档单向离 合器 2档制动器 B2 B2固定固定F1F1外壳
34、，外壳，F1F1防止防止 太阳轮反向旋转，太阳轮固太阳轮反向旋转，太阳轮固 定不动，后齿圈直接带动后行星轮减速输出，变速器形成定不动，后齿圈直接带动后行星轮减速输出，变速器形成 2 2档。档。 超速档制超速档制 动器动器 前进档离前进档离 合器合器 宁夏工商职业技术学院 D位位3档传动路线档传动路线
行星排的三个元件中有两个元件连接在一起，复合行星排行星排的三个元件中有两个元件连接在一起，复合行星排 就形成了直接档就形成了直接档 高速及倒高速及倒 档离合器档离合器 前进档离前进档离 合器合器 超速档离超速档离 合器合器 宁夏工商职业技术学院 D位位4档传动路线（超速档）档传动路线（超速档） 动
35、画演示 超速档行星排为超速档，复合行星排是直接档超速档行星排为超速档，复合行星排是直接档 超速档制超速档制 动器动器 高速及倒高速及倒 档离合器档离合器 前进档离前进档离 合器合器 B0B0固定住固定住 超速档行超速档行 星排的太星排的太 阳轮，此阳轮，此 时行星架时行星架 输入，内输入，内 齿圈输出，齿圈输出， 形成超速形成超速 档。档。 宁夏工商职业技术学院
强制（手动）强制（手动）2档传动档传动 2 2位位1 1档传动路线同档传动路线同D D位位1 1档，该档位同样没有发动机制动，档，该档位同样没有发动机制动， 但随下坡车速增加，变到但随下坡车速增加，变到2 2位位2 2档，有发动机制动
36、，限制了下坡档，有发动机制动，限制了下坡 车速。车速。 前进档离前进档离 合器合器 超速档制超速档制 动器动器 宁夏工商职业技术学院 强制（手动）强制（手动）1档传动路线档传动路线 动画演示 强制强制1 1档与强制档与强制2 2档类似，仅仅适合于更陡的长坡或档类似，仅仅适合于更陡的长坡或 低速大负荷工况。与低速大负荷工况。与D D位位1
1档的区别是，不需要单向离合器，而是档的区别是，不需要单向离合器，而是 通过强制通过强制1 1档及倒档制动器档及倒档制动器B3B3直接锁止前行星架。直接锁止前行星架。 前进档离前进档离 合器合器 超速档制超速档制 动器动器 强制强制1档及倒档及倒 档制动器档制
37、动器 宁夏工商职业技术学院 倒档传动路线倒档传动路线 动画演示 超速档制超速档制 动器动器 高速及倒高速及倒 档离合器档离合器 强制强制1档及倒档及倒 档制动器档制动器 超速档行星排为直接档，复合行星排为倒档，变超速档行星排为直接档，复合行星排为倒档，变 速器以倒档形式输出。速器以倒档形式输出。 宁夏工商职业技术学院 施力装置 挡位 离合器制动器单向离合器
C0C1C2B0B12B2B3F0F1 F2 D 前 进 挡 1挡接合接合辅助锁止 2挡接合接合锁止辅助锁止 直接挡接合接合接合辅助 超速挡接合接合锁止 强制(手动)2挡接合接合锁止辅助 强制(手动)1挡接合接合锁止辅助 R(倒)挡接合接合
38、锁止辅助 表表3-4 辛普森自动变速器施力装置作用表辛普森自动变速器施力装置作用表 宁夏工商职业技术学院 3 3、行星齿轮两端布置机构的辛普森式四档、行星齿轮两端布置机构的辛普森式四档 自动变速器自动变速器 行星齿轮两端布置是另一种典型辛普森式四档自行星齿轮两端布置是另一种典型辛普森式四档自
动变速器，采用这种结构的变速器的具体型号为：丰动变速器，采用这种结构的变速器的具体型号为：丰 田公司的田公司的A-340系列、系列、 A-350系列、系列、 A-140系列、系列、 A- 240系列、系列、U240系列、系列、 A-540系列、系列、 A-650系列、系列、 A- 750系列、沃尔沃系列、
39、沃尔沃AW40、克莱斯勒、克莱斯勒AW-4、42RE、 44RE、44RE、44HE。 其变速原理与前者基本相同，仅仅是复合行星轮布置问题，其变速原理与前者基本相同，仅仅是复合行星轮布置问题， 两个行星轮排功能互换，各施力装置的名称有所变化，见表两个行星轮排功能互换，各施力装置的名称有所变化，见表3-5。 宁夏工商职业技术学院 序 号
施力装置名称后端布置代号两端布置代号后端布置施力对象两端布置施力对象 1前进挡离合器C1C2连接中间轴和后轴连接中间轴和太阳轮 2高速挡及倒挡离合器C2C1连接中间轴和太阳轮连接中间轴和后轴 3强制2挡制动器B1B3固定太阳轮固定太阳轮 42挡制动器B2B1固定
40、2挡单向离合器固定2挡单向离合器 5强制1挡及倒挡制动器B3B2固定前行星架固定后行星架 62挡单向离合器F1F2限制太阳轮反转限制太阳轮反转 71挡单向离合器F2F1限制前行星架反转限制后行星架反转 表表3-5 两种辛普森自动变速器复合行星排施力装置区别表两种辛普森自动变速器复合行星排施力装置区别表 宁夏工商职业技术学院 图3-29 两端布置辛普森式4挡自动变速器半剖图
宁夏工商职业技术学院 本章作业：本章作业： 3-1；3-4 若辛普森式自动变速器太阳轮齿数为若辛普森式自动变速器太阳轮齿数为12， 齿圈齿数为齿圈齿数为24，试计算该变速器二档速，试计算该变速器二档速 比？比？ 宁夏工商职业
41、技术学院 学习目标：学习目标： 掌握行星齿轮机构变速原理掌握行星齿轮机构变速原理 掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的掌握辛普森式自动变速器行星齿轮机构的 结构及自动换挡原理结构及自动换挡原理 掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的掌握拉威娜式自动变速器行星齿轮机构的 结构及自动换挡原理结构及自动换挡原理 掌握自动变速器施力装置的结构及工作原掌握自动变速器施力装置的结构及工作原 理理
宁夏工商职业技术学院 3.1.1 齿轮传动的组成齿轮传动的组成 组成：主动齿轮与从动齿轮组成：主动齿轮与从动齿轮 齿轮传动要求准确平稳，即要求在传齿轮传动要求准确平稳，即要求在传 动过程中，瞬时传动比保持不变，以免
42、动过程中，瞬时传动比保持不变，以免 产生冲击振动和噪声。产生冲击振动和噪声。 宁夏工商职业技术学院 3.2 行星齿轮机构的结构与传动原行星齿轮机构的结构与传动原 理理 3.2.1 行星齿轮机构的组成行星齿轮机构的组成 图3-5 单排行星齿轮机构 1-太阳轮；2-行星轮；3-齿圈；4-太阳轮输入轴；5-行星轮轴；6-行星架；7-行星架输出轴 宁夏工商职业技术学院 3.2.5
行星齿轮传动的优缺点：行星齿轮传动的优缺点： 优点：优点： 体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。体积小、质量小、结构紧凑、承载能力大。 传动效率高传动效率高 传动比较大，可实现运动的合成与分解传动比较大，可实现运动的合成与分解 运动平稳运动平稳 缺点：缺点： 材料价格高、结构复杂、制造安装困难材料价格高、结构复杂、制造安装困难 宁夏工商职业技术学院 3.3.2 制动器制动器
1、制动器的分类及组成、制动器的分类及组成 湿式多片制动器湿式多片制动器 宁夏工商职业技术学院 3.3.3 单向离合器单向离合器 内座圈与外座圈只能相对一个方向旋转内座圈与外座圈只能相对一个方向旋转 ，而反方向则锁止不能旋转。，而反方向则锁止不能旋转。 图3-11滚柱式单向离合器 1-外座圈；2-滚子；3-弹簧；4-内座圈 宁夏工商职业技术学院 宁夏工商职业技术学院
