行星齿轮机构在汽车自动变速器中的应用.doc

行星齿轮机构在汽车自动变速器中的应用张宏宇（鞍山技师学院 机械工程系机械维修教研室，辽宁 鞍山 114020）摘 要：通过对行星齿轮机构组成与原理的分 行星齿轮机构在汽车自动变速器中的应用 张宏宇 （鞍山技师学院 机械工程系机械维修教研室，辽宁 鞍山 114020） 摘 要：通过对行星齿轮机构组成与原理的分析、内部主要控制装置的说明、3 速行星齿轮机构工作过程的展现，在一定 程度上为汽车维修技术理论教学与实习指导过程提供了专业参考。 关键词：汽车;自动变速器；行星齿轮机构；组成；控制装置 中图分类号：U463.212+.2 文献标识码：B 文章编号：1672-545X（2011）04-0158-04 汽车自动变速器，是现代中高档轿车、工程机 械、高通过性的越野汽车等车辆传动系的重要组成 部件。其实现了在不同车速工况下，将发动机的转矩 与转速平稳、柔顺地传递给后继传动零件，便于实现 增、减档的自动化与半自动化，因而在现代汽车工业 中得到了广泛的应用。 行星齿轮机构，是汽车自动变速器中的重要装 置。其具有结构紧凑、传递功率大、传动比个数多、装 配精度高及维修难度大等特点。 1.2 变速排档原理 （1）N 空档。单个行星齿轮组，可以通过控制单 个元件，得到一个特定的输出和空档（如图 2）。太阳 齿轮与动力输入轴相连接，作为主动件，行星齿轮架 与动力输出轴相连接，作为从动件，内齿圈不固定。 当太阳齿轮动力输入轴顺时针转动时，行星齿轮围 绕它们行星架上的轴逆时针空转，并使内齿圈沿着 其支承轴座逆时针转动。行星齿轮空转时，没有转速 传到行星齿轮架动力输出轴上，从而可以得到自动 变速器的 N 空档状态。 1 单个行星齿轮机构 汽车自动变速器中的 3 个前进档、倒车档与空 档的组成，是由前、后两组行星齿轮机构所决定的。 它们从前至后沿着纵向水平排列，前行星齿轮与前 内齿圈和前、后太阳齿轮相啮合，而后行星齿轮与后 内齿圈和前、后太阳齿轮相啮合。 1.1 机构的组成 单个行星齿轮机构如图 1 所示，主要由内齿圈、 太阳齿轮、行星齿轮所组成。在行星齿轮轴上有行星 齿轮架，将行星齿轮连为一体。如果将组件中的任何 一个固定住，而通过其他元件实现动力输入和输出， 就能达到加速、减速或者改变旋转方向的目的。 图 3 D1 档示意图 图 2 N 空档示意图 （2） D1 档（如图 3）。制动器在变速器壳体上的 固定端被设置在内齿圈周围，对它进行制动而使内 齿圈静止。如果太阳齿轮作为主动件顺时针转动，行 星齿轮就不再空转，它们必须在静止的齿圈内逆时针 运转。行星齿轮架作为从动件，则被行星齿轮带动下 沿着顺时针方向转动。但是，其转速变低而扭矩增大。 （3）D2 档（如图 4）。如果固定太阳齿轮，内齿圈 作为主动件，行星齿轮架作为从动件。当内齿圈沿顺 时针方向转动的时候，行星齿轮围绕太阳齿轮顺时 针既公转又自转，就带动行星齿轮架也沿顺时针方 向转动，而且行星齿轮架的转速比内齿圈的转速要 低，实现减速传动。 制动器 内齿圈支 承轴座 行星齿轮 架动力输 出轴 行星齿轮 太阳齿轮动 力输入轴 太阳齿轮 行星齿 轮架 内齿圈 图 1 单个行星齿轮机构结构图 收稿日期:2011-01-12 作者简介：张宏宇（1976 ），男，辽宁鞍山人，讲师，工学学士，主要讲授汽车维修及机械基础等专业理论课与实习指导课 《装备制造技术》2011 年第 4 期功率传送至主传动机构。其能够根据行车条件提供数种传动比，以便汽车行驶时获得适当的扭矩和车 速。而控制行星齿轮工作的主要装置，是由液体液压 来操纵的制动器和离合器。2.1 制动器的功用与结构制动器能固定住行星齿轮机构的一个部件，使 其不能运动，从而获得必要的传动比。制动器的结构 主要有两种形式，一类是带式制动器，另一类为湿 《装备制造技术》2011 年第 4 期 功率传送至主传动机构。其能够根据行车条件提供 数种传动比，以便汽车行驶时获得适当的扭矩和车 速。而控制行星齿轮工作的主要装置，是由液体液压 来操纵的制动器和离合器。 2.1 制动器的功用与结构 制动器能固定住行星齿轮机构的一个部件，使 其不能运动，从而获得必要的传动比。制动器的结构 主要有两种形式，一类是带式制动器，另一类为湿式 多片制动器。 （1）带式制动器（如图 7）。这种制动器靠制动带 缠绕在制动鼓上，而制动鼓与行星齿轮组中某个部 件连为整体。当受到液压操纵的时候，活塞和推杆就 会使制动带箍进在制动鼓上，使制动鼓不能转动，从 而使行星齿轮组的这一部件不能运动。 图 4 D2 档示意图 图 5 D3 档示意图 图 6 R 倒档示意图 （4）传动比为 1:1 的 D3 直接档或加速档（如图 5）。可以通过将行星齿轮机构中两个元件锁为一体 来