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1、第三節(jié) 齒輪變速器（機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)） 第三節(jié) 齒輪變速器 作用：具備普通手動(dòng)變速器所有的作用。 （ 1）改變傳動(dòng)比； （ 2）實(shí)現(xiàn)到車(chē)行駛； （ 3）中斷動(dòng)力傳遞。 結(jié)構(gòu)組成：變速齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 典型的齒輪變速機(jī)構(gòu)的形式：平行軸式（或稱定軸 式、普通齒輪式）和行星齒輪式（包括有辛普森式、 拉維娜式、串聯(lián)式等）。 換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式：離合器、制動(dòng)器和單向離合 器。 工作原理：基本結(jié)構(gòu)和工作原理都可通過(guò)最簡(jiǎn)單的 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)明。 第三節(jié) 齒輪變速器 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)分析 行星排組合 行星排表達(dá)方式 換檔執(zhí)行元件 傳力路線 單排行星齒輪機(jī)構(gòu)分析 組成： 是由一個(gè)太陽(yáng)輪、 一個(gè)齒圈、一
2、個(gè)行星 架和支承在行星架上 的幾個(gè)行星齒輪組成 的，稱為一個(gè)行星排。 三元件：太陽(yáng)輪、 齒圈、行星架。 一、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)形式： 按照太陽(yáng)輪和齒圈 之間的行星齒輪組數(shù) 不同，可分為單行星 齒輪式和雙行星齒輪 式兩種。（單星式、 雙星式、單級(jí)式、雙 級(jí)式） 雙行星齒輪機(jī)構(gòu) 在太陽(yáng)輪和齒圈之間 有兩組互相嚙合的行 星齒輪，其中外面一 組行星齒輪和齒圈嚙 合，里面一組行星齒 輪和太陽(yáng)輪嚙合。它 與單行星行星排在其 他條件相同的情況下 相比，齒圈可以得到 反向傳動(dòng)。 一、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)分析 工作原理（變速原理）： （ 1）齒圈固定，太陽(yáng)輪帶動(dòng)行星齒輪架 ZC i1=- 1 (減速同向 )
3、 Z1 （ 2）齒圈固定，行星齒輪架帶太陽(yáng)輪 （ 3）太陽(yáng)輪固定，齒圈帶動(dòng)行星齒輪架 （ 4）太陽(yáng)輪固定，行星齒輪架帶動(dòng)齒圈 （ 5）行星齒輪架固定，太陽(yáng)輪帶動(dòng)齒圈 （ 6）行星齒輪架固定，齒圈帶動(dòng)太陽(yáng)輪 （ 7）沒(méi)有固定，二元件相連后帶動(dòng)另一個(gè) （ 8）沒(méi)有固定，一個(gè)為主動(dòng)，一個(gè)為從動(dòng) 對(duì)于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就是站在行星架上觀察時(shí)，各輪傳 動(dòng)如定軸輪系，存在一定的轉(zhuǎn)速關(guān)系，如下式所示： 由上式可得行星排轉(zhuǎn)速特性方程式。 單行星排運(yùn)動(dòng)分析（變速原理） 方程式反映了行星排是兩自由度機(jī)構(gòu)。它與一個(gè)自由度的定軸 齒輪傳動(dòng)不同，定軸齒輪傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間有固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系，而 行星排三元件中任二元件之間無(wú)固定的
4、轉(zhuǎn)速關(guān)系，他們之間的轉(zhuǎn)速 關(guān)系是隨行星架轉(zhuǎn)速的變化而變化，要使行星排的任二元件間有確 定的轉(zhuǎn)速關(guān)系，必須再增加一個(gè)關(guān)系式（如對(duì)行星架進(jìn)行制動(dòng)，使 等于零，或者使行星架有一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速）。 對(duì)于單行星，上式取負(fù)值，得 對(duì)于雙行星，上式取正值，得 單行星排運(yùn)動(dòng)分析（變速原理） 一、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)分析 傳動(dòng)方案：有 8種。 一、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)分析 檔位設(shè)置： 行星齒輪架作從動(dòng)件 -1檔或 2檔 兩元件連接后帶另一元件 -3檔 行星齒輪架作主動(dòng)件 -O/D檔 行星齒輪架固定 -倒檔。 二、行星排的組合 現(xiàn)代轎車(chē)自動(dòng)變速器所采用的行星齒輪機(jī)構(gòu)包括復(fù) 合式行星齒輪機(jī)構(gòu)和串聯(lián)式行星機(jī)構(gòu)。 復(fù)合式行星齒輪
5、機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是兩排或多排行星齒輪 機(jī)構(gòu)連在一起，用以滿足汽車(chē)行駛及各種工況下所 需要的多種傳動(dòng)比。常見(jiàn)的類(lèi)型有兩種：一種是辛 普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)，它有兩排行星齒輪，公用一 個(gè)太陽(yáng)輪。另一種是拉維納時(shí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，它有 兩個(gè)太陽(yáng)輪，兩排行星輪共用一個(gè)齒圈。 串聯(lián)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是前排行星機(jī)構(gòu)的行星 架與后排行星機(jī)構(gòu)的齒圈為同一構(gòu)件，則前排行星 機(jī)構(gòu)的齒圈與后排行星機(jī)構(gòu)的行星架為同一構(gòu)件。 三、行星排的表達(dá)方式 行星齒輪機(jī)構(gòu) 齒 圈 行星架 太 陽(yáng) 輪 ZF5HP19FLA零件圖 三、行星排的表達(dá)方式 采埃孚 (ZF)全新 8擋自動(dòng)變速器 8HP 三、行星排的表達(dá)方式 下圖是奧迪 A4的自動(dòng)變速
6、器。綠色圓圈中的部分 就是多片離合器式的行星齒輪制動(dòng)機(jī)構(gòu)。 三、行星排的表達(dá)方式 捷豹 JX波箱 三、行星排的表達(dá)方式 4HP20 三、行星排的表達(dá)方式 09G變速器結(jié)構(gòu) 三、行星排的表達(dá)方式 09G變速器結(jié)構(gòu) 三、行星排的表達(dá)方式 三、行星排的表達(dá)方式 三、行星排的表達(dá)方式 NISSAN TIIDA（頤達(dá)）變速箱（ 4檔箱） 三、行星排的表達(dá)方式 ZF6HP系列 三、行星排的表達(dá)方式 三、行星排的表達(dá)方式 01M（四檔箱） 三、行星排的表達(dá)方式 三、行星排的表達(dá)方式 三、行星排的表達(dá)方式 四、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) 組成：離合器、制動(dòng)器、單向離合器。 作用： 通過(guò)對(duì)行星排基本元件進(jìn)行連接、固定或鎖止，
7、 從而使行星齒輪機(jī)構(gòu)獲得不同的傳動(dòng)比，而實(shí)現(xiàn)檔 位切換。 連接是指將輸入軸與單排的某個(gè)元件連接，或 將前后兩個(gè)單排的元件連接，以傳遞動(dòng)力。 固定是將單排行星齒輪的元件與外殼連接，使 元件固定而不能旋轉(zhuǎn)。 鎖止是將單排中的兩個(gè)元件連接在一起，從而 獲得直接傳動(dòng)。 1、離合器的結(jié)構(gòu)與原理 形式：多片濕式離合器。 作用：連接變速器輸入軸與單排的某個(gè)基本 元件，或者連接前后兩個(gè)單排的元件，或者 連接單排的某兩個(gè)基本元件。（連接、鎖止） 組成：離合器鼓（外鼓）、離合器轂（內(nèi) 鼓）、離合器片（包括一組鋼片、一組摩擦 片或者主動(dòng)片、從動(dòng)片）、離合器活塞、回 位彈簧、彈簧座、油缸、活塞、擋圈 /卡環(huán)、 密封圈
8、。 回位彈簧的形式：中央螺旋彈簧、周布彈簧、 膜片彈簧、波形彈簧等。 組成 工作原理 離心平衡式離合器 工作原理： 就是取消了離合器上的單向球閥，在油 缸工作腔前邊增加了一個(gè)靜態(tài)液壓補(bǔ)償腔。 因?yàn)樽饔糜陔x合器液壓缸和液壓補(bǔ)償腔 內(nèi)的 ATF的離心力相互抵消，也就消除了離 合器鼓的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的離心力的影響。 中央彈簧式 膜片彈簧式 回位彈簧形式 1-離合器及行星排 2-活塞 3-內(nèi)外 O形密封圈 4-彈簧 5-彈簧座 6-卡環(huán) 7-鋼片 8-摩擦片 9、 10-卡環(huán) 11-擋圈 12-單向離合器 13-單向離合外座圈 14-墊片 15-推力軸承 16-行星架及行星齒 輪 17-制動(dòng)器傳動(dòng)轂 18-
9、卡環(huán) 19-墊片 離合器 離合器的磨擦片與鋼片 離合器自由間隙一般為 0.52.0mm。 離合器自由間隙標(biāo)準(zhǔn)的大小取決于離合器摩擦片的片數(shù)和工 作條件。 通常離合器片數(shù)越多或該離合器的交替工作越頻繁，其自由 間隙就越大。離合器和制動(dòng)器采用多片濕式磨擦片擴(kuò)大力距傳遞 范圍。 離合器自由間隙 2、制動(dòng)器 形式：片式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器。 作用：固定單排的某一個(gè)元件。 組成：片式制動(dòng)器由制動(dòng)鼓、液壓缸、制動(dòng) 器活塞、回位彈簧、制動(dòng)器片（鋼片、摩擦 片）、制動(dòng)轂等組成。帶式制動(dòng)器則是由制 動(dòng)鼓、制動(dòng)帶、液壓缸、活塞、回位彈簧等。 2、制動(dòng)器 組成 2、制動(dòng)器 工作原理 9-彈簧 10-活塞 11-內(nèi)外
10、O形密 封圈 12-殼體 13-滾針軸承 14-推力軸承 15-密封環(huán) 1-卡環(huán) 2-鋼片 3-摩擦片 4-彈簧壓盤(pán) 5-齒圈 6-推力軸承 7-卡環(huán) 8-彈簧座 片式制動(dòng)器 制動(dòng)器 帶式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理 制動(dòng)器間隙由調(diào) 整螺釘調(diào)整。 帶式制動(dòng)器 伺服機(jī)構(gòu)的形式有： 直桿式、杠桿式、鉗形式等。 3、單向離合器 作用：利用單向鎖止的原理實(shí)現(xiàn)對(duì)單排元件 的固定或者是單排中兩個(gè)元件的鎖止或者前 后兩個(gè)單排元件的連接。 形式：楔塊式和滾柱斜槽式。 組成：外圈、內(nèi)圈、圓柱滾子、壓緊彈簧、保持架。 工作原理：利用滾子與內(nèi)外圈的摩擦力帶動(dòng)滾子在斜槽滾 道內(nèi)滾動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)鎖止和打滑兩個(gè)工作狀態(tài)。 滾柱式單向離合器 組成：內(nèi)圈、外圈、楔塊、保持架、彈簧。 工作原理：利用楔塊和內(nèi)外圈之間的摩擦力帶動(dòng)楔塊 的自轉(zhuǎn)，從而可以實(shí)現(xiàn)打滑和鎖止兩個(gè)狀態(tài)。 楔塊式單向離合器 楔塊式單向離合器
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