辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理

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1、单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置1项目（四）辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理项目（四）辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理1.辛普森式行星齿轮变速装置（辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）结构与表示方法）结构与表示方法A43D自动变速器行星齿轮变速装置总体结构如下图所示。自动变速器行星齿轮变速装置总体结构如下图所示。第一排亦称超速行星排。输入轴与超速行星排的行星架相连，第一排亦称超速行星排。输入轴与超速行星排的行星架相连，超速行星排的齿圈与中间轴相连，中间轴通过离合器超速行星排的齿圈与中间轴相连，中间轴通过离合器C1或或C2与二、三行星排相连。二、三行星排共用一个太阳轮（或不

2、与二、三行星排相连。二、三行星排共用一个太阳轮（或不共用一个太阳轮），二行星排的齿圈与三行星排的行星架相共用一个太阳轮），二行星排的齿圈与三行星排的行星架相连并与输出轴相连。连并与输出轴相连。单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置2A43D自动变速器行星齿轮变速装置总体结构 单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置3辛普森式行星齿轮变速装置（辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）结构简图表示方法）结构简图表示方法B0C0F0C1B1B2F2F1B3C2N图图3-403-40辛普森式三行星排自动变速器行星齿轮变速装置结构简图辛普森式三行星排自动变速器行星齿轮变速装置结构简图单元三单元

3、三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置4表3-3三行星排辛普森式行星齿轮变速装置换档执行元件工作表档位档位档位档位离合器离合器制动器制动器单向离合器单向离合器C C0 0C C1 1C C2 2B B0 0B B1 1B B2 2B B3 3F F0 0F F1 1 F F2 2P P驻车驻车R R倒档倒档N N空档空档D D1 12 23 3O/DO/D2 2或或S S1 12 23 3L L1 12 2单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置5（1）R档（倒档）传动分析、转矩传动路线和传动比计算档（倒档）传动分析、转矩传动路线和传动比计算倒档时倒档时C0、C2、F0工作，同时制动器工作

4、，同时制动器B3也工作。也工作。 图3-42a倒档时行星齿轮变速装置传动分析简图（C0、C2、F0、B3工作）2.辛普森式行星齿轮变速装置（辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）传动分析、转）传动分析、转 矩传动路线和传动比计算矩传动路线和传动比计算单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置6B0C0F0C1B1B2F2F1B3C2R图图3-42b3-42b倒档时行星齿轮变速装置传动结构简图倒档时行星齿轮变速装置传动结构简图单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置7图图3-42c3-42c倒档时行星齿轮变速装置传动仿真图倒档时行星齿轮变速装置传动仿真图单元三单元三 行星齿轮变速装置行星

5、齿轮变速装置81）R档转矩传动分析档转矩传动分析从表从表3-3中可知，中可知，R档时档时C0、C2、F0、B3工作。如图工作。如图3-42所示，所示， C0与与F0工作后，使超速行星排太阳轮与行星架相连，齿圈不连自连，工作后，使超速行星排太阳轮与行星架相连，齿圈不连自连，超速行星排变为一个刚体，其传动比为超速行星排变为一个刚体，其传动比为1。又因。又因C2离合器工作，把离合器工作，把共用太阳轮与超速行星排的齿圈相连，所以二、三行星排的太阳轮共用太阳轮与超速行星排的齿圈相连，所以二、三行星排的太阳轮便在超速行星排齿圈带动下顺时针旋转，而此时第二排行星架被便在超速行星排齿圈带动下顺时针旋转，而此时

6、第二排行星架被B3制动，所以在共用太阳轮主动顺时针旋转时，其轮齿必给第二排行制动，所以在共用太阳轮主动顺时针旋转时，其轮齿必给第二排行星轮一个作用力，二排行星轮必在行星架上逆时针自转（两齿轮外星轮一个作用力，二排行星轮必在行星架上逆时针自转（两齿轮外啮合），二排行星轮逆时针自转时，必给二排齿圈轮齿一个作用力，啮合），二排行星轮逆时针自转时，必给二排齿圈轮齿一个作用力，二排齿圈必逆时针旋转（两齿轮内啮合）而输出倒档。二排齿圈必逆时针旋转（两齿轮内啮合）而输出倒档。在第三排，共用太阳轮主动顺时针旋转，而行星架被动逆时针旋转在第三排，共用太阳轮主动顺时针旋转，而行星架被动逆时针旋转（两齿轮外啮合），

7、但因太阳轮转速高于行星架的转速，所以行星（两齿轮外啮合），但因太阳轮转速高于行星架的转速，所以行星轮高转速逆时针旋转，使第三排齿圈也高转速空转，但对第二排输轮高转速逆时针旋转，使第三排齿圈也高转速空转，但对第二排输出不干涉。出不干涉。单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置93）R档传动比计算档传动比计算从图从图3-43的传动过程可知，在的传动过程可知，在R档时动力是直接由第二排传出，用第二行档时动力是直接由第二排传出，用第二行星排运动方程计算传动比即可。第二行星排运动方程为星排运动方程计算传动比即可。第二行星排运动方程为 n1+a.n2(1+a)n3=0 上式中，上式中，n1、n2、n

8、3分别为第二排太阳轮、齿圈和行星架转速。分别为第二排太阳轮、齿圈和行星架转速。a= Z2齿圈齿数齿圈齿数/Z1太阳轮齿数太阳轮齿数1。将将n3=0代入上式中，得代入上式中，得: n1+a.n2 =0 n1=-an2 n1/n2=-a1即主动轴转数大于输出轴转速，是减速传动，式中的即主动轴转数大于输出轴转速，是减速传动，式中的“”号表示主被动号表示主被动旋转方向相反。旋转方向相反。用运动方程计算用运动方程计算R档传动比档传动比2）R档（倒档）转矩传动路线：档（倒档）转矩传动路线： 超速行星排行星架超速行星排行星架超速行星排行星轮超速行星排行星轮超速行星排齿圈超速行星排齿圈中间中间轴轴C2共用太阳

9、轮共用太阳轮前行星排行星轮前行星排行星轮前行星排齿圈（后行星架）前行星排齿圈（后行星架）输出轴。输出轴。单元三单元三 行星齿轮变速装置行星齿轮变速装置10用矢量图计算倒档传动比和传动方向用矢量图计算倒档传动比和传动方向 S3C3CSaR1R1R1R1R1R1RC1C1C1C1C1C1S1S1S1S1S1S1R3R3R3R3R3R3R3R3R3C3C3C3C3C3C3C3S3S3S3S3S3S3C3S3S3S2S2S2S2S2S2S2S2S2R2R2R2R2S2R2R2R2R2R2C2C2C2C2C2C2C2C2C2C2R211 1111 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1

10、1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1n1n32 22 22 22 22 22 22 22 22 23 33 33 33 33 33 33 33 31 11 11 11 1n1 1n1 1n1 1n3 1n2 1n1 3n1 2n1 3n1 3n1 3n1 3n1 3n1 3n1 2n1 2n1 2n1 2n1 2n1 2n1 2n2 3 3n2 3 3n2 3 3n2 2 2n2 2 2n2 3 3n3 2n3 2n3 2n3 2n3 2n3 2n3 2n3 2n3 3n3 3n2 2 2n2 2 2n2 1 1n3 1n2 2 2n2 3n2 1n3 1n2 3 3n

11、3 3n3 3n2 3n2 1n2 1n3 1n3 3n2 2 2n2 2 2S2R2C21 12 2n1 2n2 2 2S3C3CSaR1R1R1R1R1R1RC1C1C1C1C1C1S1S1S1S1S1S1R3R3R3R3R3R3R3R3R3C3C3C3C3C3C3C3S3S3S3S3S3S3C3S3S3S2S2S2S2S2S2S2S2S2R2R2R2R2S2R2R2R2R2R2C2C2C2C2C2C2C2C2C2C2R211 1111 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 1n1n32 22 22 22 22 2