齿轮变速机构有普通齿轮变速齿轮机构和行星齿轮变速机构两种,现在应用最广泛的是行星齿轮变速机构 。
行星齿轮变速机构由行星齿轮机构和换挡执行机构组成 。
行星齿轮机构
行星齿轮机构是自动变速器的重要组成部分之一,由太阳轮、内齿圈、行星架和行星 齿轮等元件组成 。
按行星齿轮机构布置不同有辛普森、拉维那和串联式3种机构,辛普森行星齿轮机构在自动变速器中被广泛使用 。行星齿轮变速机构是实现齿轮变速的机构
格挡传输比的改变是通过不同运动元件组合而实现的 。在运动,动力传递没有中断 。
行星齿轮机构有几种组合类型,其中最简单的行星齿轮机构是由一个太阳轮、 一个齿圈、一个行星架和支承在行星架上的多个行星齿轮组成,称为一个行星排, 如图3 . 33所示 。
行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈及行 星架有一个共同的固定轴线,行星齿轮支 承在固定于行星架的行星齿轮轴上,并同时与太阳轮和齿圈啮合(当行星齿轮机构运转时,空套在行星架上的行星齿轮轴上 的几个行星齿轮一方面可以绕着自身的轴线旋转,另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转,有“自转”和“公 转”两种运动状态 。
在行星排中,具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称行星排的3个基本元件 。
由于单排行星齿轮机构有两个自由度,因此它没有固定的传动比,不能直接用于变速 传动 。为了组成具有一定传动比的传动机构,必须将太阳轮、齿圈和行星架这3个基本元件中的一个加以固定或连接,或使其运动受到一定的约束即让该构件以某一固定的方向旋转,或将某两个基本元件互相连接在一起,使行星排变为只有一个自由度的机构,获得确定的传动比 。
行星齿轮机构的传动如图3 . 3 4所示 。设太阳轮的齿数为z1,齿圈齿数为z2,太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2、n3,并设齿圈与太阳轮的齿数比为a,即
a=z2/z1 则行星齿轮机构的一般运动式为
n1 +an2 = (1+a)n3 由上式可以看出,在太阳轮、齿圈和行星架3个基本元件中,可任选两个分别作为主动件和从动件,而使另一个元件固定不动或使其运动受一定约束,则整个轮系即以一定的 传动比传递动力 。不同的连接和固定方案可得到不同的传动比,3个基本元件的不同组合 可有6种不同的组合方案,加上直接挡传动和空挡,共有8种组合 。
辛普森行星齿轮机构
齿轮变速机构的动力传递以辛普森行星齿轮机构这种典型机构为例进行介绍 。
辛普森行星齿轮机构一种十分著名的行星齿轮机构,以设计发明者h. w. simpson工 程师命名,被广泛应用于世界各国的汽车自动变速器中 。
辛普森行星齿轮机构特点
辛普森行星齿轮机构特点由两个行星排组成, 前后两个太阳轮连为一体,前行星架和后齿圈为同一构件,并且和输出轴连接,该机构可 组成三个前进挡和一个倒挡 。
辛普森行星齿轮机构设置了5个换挡执行元件:两个离合器、两个制动器、一 个单向离合器,如图3 . 3 5所示 。
当高倒挡离合器c1工作时,把来自涡轮输出轴 的动力接通至太阳轮 。
当前进挡离合器 c2工作时,把来自涡轮输出轴的动力接通至前排齿圈 。
当二挡制动器b1工作时,固定太阳轮 。
当一、倒挡制动器b2工作时,固定后行星架 。
当单向离合器f1工作时,逆向固定后行星架 。
辛普森机构中b1和b2制动器,在某些自动变速器中采用带式制动器,也有采用摩擦片式制动器 。
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