1、典型齒輪變速機構傳動分析 由于單排行星齒輪機構不能滿足汽車行由于單排行星齒輪機構不能滿足汽車行駛中變速變矩的需要。為了增加傳動比的數駛中變速變矩的需要。為了增加傳動比的數目，目， 可以通過增加行星齒輪機構來實現。可以通過增加行星齒輪機構來實現。在自動變速器中，兩排或多排行星齒輪機構在自動變速器中，兩排或多排行星齒輪機構組合在一起，組合在一起， 用以滿足汽車行駛需要的多用以滿足汽車行駛需要的多種傳動比。種傳動比。多排行星齒輪機構一般布置形式多排行星齒輪機構一般布置形式o 兩排行星齒輪機構共用一個太陽輪兩排行星齒輪機構共用一個太陽輪辛普森式行星齒輪機構辛普森式行星齒輪機構。o 有兩個太陽輪，兩排行

2、星齒輪共用一有兩個太陽輪，兩排行星齒輪共用一個齒圈個齒圈拉威娜式行星齒輪機構拉威娜式行星齒輪機構。o 有些附加一套單排行星齒輪機構實現有些附加一套單排行星齒輪機構實現超速檔超速檔辛普森辛普森行星齒輪系統行星齒輪系統o 辛普森式辛普森式行星齒輪機構由行星齒輪機構由4 4個獨立的元件組成：個獨立的元件組成：前齒圈前齒圈、前后太陽輪組件前后太陽輪組件、后行星架后行星架、前行星前行星架和后齒圈架和后齒圈組件組件 o 辛普森式行星齒輪機構是雙排行星齒輪機構，辛普森式行星齒輪機構是雙排行星齒輪機構，它由兩個內嚙合式單排行星齒輪機構組合而成，它由兩個內嚙合式單排行星齒輪機構組合而成，能提供能提供三個前進擋和

3、一個倒擋三個前進擋和一個倒擋。o 前面可以加一排超速行星齒輪機構前面可以加一排超速行星齒輪機構 1-前齒圈；前齒圈；2-前行星輪；前行星輪；3-前行星架和后齒圈組件前行星架和后齒圈組件4-前后太陽輪組件；前后太陽輪組件；5-后行星輪；后行星輪；6-后行星架后行星架辛普森式行星齒輪機構示意圖辛普森式行星齒輪機構示意圖辛普森式行星齒輪機構實物結構辛普森式行星齒輪機構實物結構五、傳力路線o 辛普森式行星齒輪變速器1、辛普森式3檔變速器（一）辛普森式行星齒輪變速器結構與工作原理 設置有5個換檔執行元件：2個離合器、2個制動器和1個單向超越離合器。 5個換檔執行元件在各擋位的工作情況見表個換檔執行元件在

4、各擋位的工作情況見表5-1。 由表中可知，當處于任一個檔位時，都是由表中可知，當處于任一個檔位時，都是兩個處于工作狀態（接合、制動或兩個處于工作狀態（接合、制動或鎖止狀態），鎖止狀態），3個不工作（分離、釋放或自由狀態）。個不工作（分離、釋放或自由狀態）。 因此，換檔執行元件的不同工作組合決定了行星齒輪變速器的傳動方向和傳因此，換檔執行元件的不同工作組合決定了行星齒輪變速器的傳動方向和傳動比，從而決定了行星齒輪變速器所處的檔位。動比，從而決定了行星齒輪變速器所處的檔位。 3檔變速器D1D1擋，工作元件：擋，工作元件：C2C2、F1F1前行星排：齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）前行星排：

5、齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）D1檔位分析檔位分析D2檔位分析檔位分析D2擋，工作元件：擋，工作元件：C2、B1齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出D3擋，工作元件：擋，工作元件：C2、C1齒圈和太陽輪同時輸入，帶動行星架輸出齒圈和太陽輪同時輸入，帶動行星架輸出D3檔位分析檔位分析R檔位分析檔位分析R擋，工作元件：擋，工作元件：C1、B2太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出A341E行星齒輪變速機構1、三排四檔 應用三個單行星輪行

6、星排，超速排、前、后之分，太陽輪共用，前行星架和后齒圈一體，兩排有四個獨立的元件。2、四個制動器、三個離合器、三個單向離合器組成一個四速自動變速器。其中有十個執行元件如下：其中：o 三個多片濕式離合器 、 、o 三個多片濕式制動器 、 、 o 一個帶式制動器o 兩個單向離合器 、o 一個超越離合器 0C0B1B1C2B3B0F2F1F2C增加了一個超速排、辛普森雙排行星輪上增加了增加了一個超速排、辛普森雙排行星輪上增加了B2B2，F1F1超速排超速排超速排傳動分析o 輸入元件：行星架o 輸出元件：齒圈o 約束元件：太陽輪n 約束方法：與變速器殼體（超速） B0 與行星架（直接檔） C0或F0辛

7、普森行星齒輪變速器換檔執行元件辛普森行星齒輪變速器換檔執行元件 超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈結構結構B B0 0：超速擋制動器：超速擋制動器 F F0 0：超速擋單向離合器：超速擋單向離合器 C C0 0：超速擋離合器：超速擋離合器 B B1 1：擋滑行制動器擋滑行制動器 F F1 1：擋單向離合器擋單向離合器 C C1 1：前進擋離合器：前進擋離合器 B B2 2：擋制動器擋制動器 F F2 2：低擋單向離合器：低擋單向離合器 C C

8、2 2：高擋及倒擋離合器：高擋及倒擋離合器B B3 3：低擋及倒擋制動器：低擋及倒擋制動器C0C0：超速檔離合器，可使動：超速檔離合器，可使動力從超速行星架傳給太力從超速行星架傳給太陽輪陽輪C1C1：前進檔離合器，可使動：前進檔離合器，可使動力由中間軸傳給前齒圈，力由中間軸傳給前齒圈，在所有前進在所有前進檔檔都工作都工作C2C2：高檔、倒檔離合器，可：高檔、倒檔離合器，可使動力由中間軸傳給前使動力由中間軸傳給前后太陽輪，在高速檔和后太陽輪，在高速檔和倒檔工作；倒檔工作；B0B0：超速檔制動器，制動超：超速檔制動器，制動超速行星機構的太陽輪，速行星機構的太陽輪，只有超速檔時工作；只有超速檔時工作

9、；B1B1：2 2檔滑行制動器，制動前檔滑行制動器，制動前后太陽輪自后太陽輪自2 22 2檔時工作；檔時工作；B2B2（F1F1）：）：2 2檔制動器，鎖止檔制動器，鎖止F1F1的外圈，的外圈，在在D2D2、D3D3、ODOD、2222均工作。均工作。B3B3：低、倒檔制動器，鎖止后排行星齒輪架，在：低、倒檔制動器，鎖止后排行星齒輪架，在R R、L L檔檔工作；工作；F0F0：超速單向：超速單向離離合器，防止太陽輪超過行星合器，防止太陽輪超過行星 架，架， 除除P P、R R、ODOD均工作；均工作；F1F1：與：與B2B2一起，阻止太陽輪逆時針一起，阻止太陽輪逆時針 轉，在轉，在D2 D2

10、、 2 22 2工作；工作；F2F2：阻止后行架逆時針轉動，在：阻止后行架逆時針轉動，在D1D1時工作。時工作。執行元件認識執行元件認識3 3個離合器、個離合器、4 4個制動器和個制動器和3 3個單向離合器個單向離合器共共1010個。個。自動變速器換擋手柄有六個位置：自動變速器換擋手柄有六個位置：P P、R R、N N、D D、2 2、L L。（1 1）換擋手柄位于）換擋手柄位于“D”D”位時位時D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星

11、架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位1 1擋。擋。 位擋時，離合器1和單向離合器2工作。輸入軸通過離合器1帶動前齒圈順時針轉動，因前行星架和后齒圈與輸出軸相連在汽車起步前轉速為（起步后轉速也為一個確定的低值），所以前行星輪在前齒圈的驅動下一方面朝順時針方向作公轉，帶動前行星架朝順時針方向轉動，另一方面作順時針方向的自轉，并帶動前、后太陽輪組件朝逆時針方向轉動。 在后行星

12、排中，由于和輸出軸連接的后齒圈轉速很低，后行星輪在后太陽輪驅動下朝順時針方向作自轉時，對后行星架產生一個逆時針方向的力矩，而單向離合器2對后行星架在逆轉時具有鎖止作用，因此后行星架固定不動，使后齒圈在后行星輪的驅動下朝順時針方向轉動（圖224）。由此可知，位擋時，由輸入軸傳入的動力經前后行星排同時輸出，其目的是防止在傳遞大的扭矩時單排傳力而出現過載損壞。 當汽車在位擋工作時，若駕駛員突然松開油門踏板，發動機轉速將立即降至怠速。汽車在慣性作用下仍以原車速前進，驅動車輪將通過自動變速器輸出軸反向帶動行星齒輪變速器運轉，行星齒輪機構的前行星架和后齒圈組件成為主動件，前齒圈為從動件。 當前行星架朝順時

13、針方向帶動前行星輪轉動時，由于前齒圈轉速當前行星架朝順時針方向帶動前行星輪轉動時，由于前齒圈轉速較低，前行星輪在順時針公轉的同時也朝逆時針方向作自轉，從而較低，前行星輪在順時針公轉的同時也朝逆時針方向作自轉，從而帶動前、后太陽輪組件以較高的轉速順時針轉動，導致后太陽輪和帶動前、后太陽輪組件以較高的轉速順時針轉動，導致后太陽輪和后齒齒圈同時以較高的轉速朝順時針方向帶動后行星齒輪轉動，使后齒齒圈同時以較高的轉速朝順時針方向帶動后行星齒輪轉動，使后行星輪在自轉的同時對后行星架產生一個順時針方向的力矩。單后行星輪在自轉的同時對后行星架產生一個順時針方向的力矩。單向離合器向離合器2 2對后行星架無順時針

14、旋轉鎖止作用，后行星架在后行星對后行星架無順時針旋轉鎖止作用，后行星架在后行星輪的帶動下順時針自由轉動。輪的帶動下順時針自由轉動。 此時，行星齒輪機構的四個獨立元件中有兩個處于自由狀態，失去傳力作用。來自變速器輸出軸的反向力無法經行星齒輪變速器傳給輸入軸，即在下坡時無法利用發動機的怠速運轉阻力來實現汽車的減速，稱為無發動機制動。此時汽車相當于作空擋滑行。 為使裝有自動變速器的汽車也能實現發動機制動，必須讓它的擋有兩種不同的狀態，即有發動機制動和無發動機兩種。這兩種狀態的選擇通常通過改變操縱手柄的位置來實現。操縱手柄位于位時，擋無發動機制動，而位（或位）時有發動機制動。 2）辛普森式4擋行星齒輪

15、變速器D1擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C1、F0、F2前行星排：齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）前行星排：齒圈輸入、行星架固定、太陽輪輸出（反向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）后行星排：太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出（正向）超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、B B2 2 、 F F1 1工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位2

16、2擋。擋。D位位2擋：擋：C0 、 F0 、 C1 、B2 、 F1工作，變速器處于工作，變速器處于D位位2擋。擋。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器D2擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C1、B2、F0、F1齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出齒圈輸入、太陽輪固定、行星架輸出超速擋行星超速擋行星架架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位3 3擋擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位3 3擋。擋

17、。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器D3擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C1、C2、B2、F0齒圈和太陽輪同時輸入，帶動行星架輸出齒圈和太陽輪同時輸入，帶動行星架輸出超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈D D位位4 4擋擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位4 4擋。擋。D D位位4 4擋擋：B B0 0 、 C C1 1 、 C C2 2工作，變速器處于工作，變速器處于D D位位4 4擋。

18、擋。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器D4擋，工作元件：擋，工作元件：C1、C2、B0、B2超速排：太陽輪固定，行星架輸入，齒圈輸出超速排：太陽輪固定，行星架輸入，齒圈輸出前排：齒圈和太陽輪同時輸入，帶動行星架輸出前排：齒圈和太陽輪同時輸入，帶動行星架輸出（2 2）換擋手柄位于）換擋手柄位于“2”2”位時位時2 2位位1 1擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 F F2 2工作，變速器處于工作，變速器處于2 2位位1 1擋。擋。2 2位位2 2擋：擋：C C0 0 、 F F0 0 、 C C1 1 、 B B1 1 、 B B2 2 、 F F1 1工作，變速工作，變速器

19、處于器處于2 2位位2 2擋。擋。（3 3）換擋手柄位于）換擋手柄位于“L”L”位時位時變速器只能接通變速器只能接通1擋。擋。 C0 、 F0 、 C1 、 B3、 F2工作工作（4 4）換擋手柄位于）換擋手柄位于“R”R”位時位時 C C0 0、 F F0 0 、C C2 2、B B3 3 工作，變速器處于倒擋。工作，變速器處于倒擋。超速擋行星架超速擋行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋太陽輪超速擋齒圈超速擋齒圈前行星齒圈前行星齒圈太陽輪太陽輪后行星齒圈后行星齒圈（5 5）換擋手柄位于）換擋手柄位于“N”N”或或“P”P”位時位時C C

20、0 0工作，工作，C C2 2、C C1 1都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。停車檔：停車檔：B3工作工作o 由于由于C1 或或 C2沒有接合沒有接合變速器處于空檔狀態，動變速器處于空檔狀態，動力無法傳遞。力無法傳遞。o 機械式鎖止機構：當變速機械式鎖止機構：當變速桿處于桿處于P檔位置時，停車檔位置時，停車聯鎖凸輪使停車爪上的凸聯鎖凸輪使停車爪上的凸起與聯鎖結構結合，以防起與聯鎖結構結合，以防止車輛移動。止車輛移動。2）辛普森式4擋行星齒輪變速器R擋，工作元件：擋，工作元件：C0、C2、B3、F0太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出太陽輪輸入、行星架固定、齒圈輸出輸入軸 大太陽輪 小太陽輪 長行星輪 短行星輪 齒圈（二）拉威娜式齒輪變速器大太陽輪小太陽輪長行星輪短行星輪齒圈1、拉維娜式4檔變速器o 01M變速器1、拉維娜式4檔變速器o 01M變速器傳動系統剖面圖傳動系統剖面圖動力系統o K1 驅動小太陽輪 o K2 驅動大太陽輪o K3驅動行星齒輪支架 B1 制動行星齒輪支架 B2 制動大太陽輪傳動系統各執行元件結合表傳動系統各執行元件結合表 元件檔位K1K2K3B1B2FN88N89N90手動一檔X X