辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理.ppt

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1、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（A43D）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。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C1或C2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连并与输出轴相连。A43D自动变速器行星齿轮变速装置总体结构辛普森式行星齿轮变速装置（A43D）结构简图表示方法图3-40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表3-3三行星排辛普森式行星

2、齿轮变速装置换档执行元件工作表档位档位离合器制动器单向离合器C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2P驻车⊙⊙R倒档⊙⊙⊙⊙N空档⊙D1⊙⊙⊙⊙2⊙⊙⊙⊙3⊙⊙⊙⊙O/D⊙⊙⊙⊙2或S1⊙⊙⊙2⊙⊙⊙⊙⊙⊙3⊙⊙⊙⊙⊙L1⊙⊙⊙⊙2⊙⊙⊙⊙⊙⊙（1）R档（倒档）传动分析、转矩传动路线和传动比计算倒档时C0、C2、F0工作，同时制动器B3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（A43D）传动分析、转矩传动路线和传动比计算图3-42b倒档时行星齿轮变速装置传动结构简图图3-42c倒档时行星齿轮

3、变速装置传动仿真图1）R档转矩传动分析从表3-3中可知，R档时C0、C2、F0、B3工作。如图3-42所示，C0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，超速行星排变为一个刚体，其传动比为1。又因C2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，二排齿圈必逆时针旋转（两齿轮内啮合）而输出

4、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（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，但对第二排输出不干涉。3）R档传动比计算从图3-43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，n1、n2、n3分别为第二排太阳轮、齿圈和行星架转速。a=Z2齿圈齿数/Z1太阳轮齿数＞1。将n3=0代入上式中，得:n1+a.n2=0n1=-a·n2n1/n2=-a＞1即主动轴转数大于输出轴转速，是

5、减速传动，式中的“－”号表示主被动旋转方向相反。①用运动方程计算R档传动比2）R档（倒档）转矩传动路线：超速行星排行星架→超速行星排行星轮→超速行星排齿圈→中间轴→C2→共用太阳轮→前行星排行星轮→前行星排齿圈（后行星架）→输出轴。②用矢量图计算倒档传动比和传动方向第1排矢量图第2排矢量图第3排矢量图图3—43倒档时行星齿轮机构运动矢量图2）用矢量图法计算R档传动比和传动方向①R档时第一行星排运动矢量图如图3-43中第1排矢量图所示。1n3=1n2=1n1②R档时第二行星排运动矢量图如图3-43中第2排矢量图所示。因离合器C2工作，把共用太阳轮与第一行星排的齿圈

6、连成一体，因此1n2=2n1。此时第二行星排行星架被制动器B3制动，2n3=0。过S2向右水平画出2n1（2n1=1n2）。连接2n1端点与C2点线段的延长线与过R2水平线相交所确定的矢量线2n2即为倒档输出的转速和方向。③根据相似三角形，2n1/-2n2=α2。2n1/2n2=-α2。即R档传动比i=2n1/2n2=-α2输入与输出减速反向。第二行星排的传动比即为此变速器的R档传动比。④此时第三行星排行星架与第二行星排齿圈相连，即2n2=3n3；第三行星排与第二行星排共用一个太阳轮，即3n1=2n1=1n2。过S3向右水平画出矢量3n1（3n1=2n1=1n2

7、）。过C3点向左水平画出矢量3n3（3n3=2n2），连接矢量3n1与3n3端点，其延长线与过R3的水平线相交所确定的矢量3n2即为第三行星排齿圈的转速和转动方向。矢量3n2与矢量2n2、3n3没有干涉。（2）D1档传动分析、转矩传动路线和传动比计算图3-44aD位D1档齿轮变速装置转矩传动示意图（C0、C1、F0、F2工作）图3-44bD1档行星齿轮变速装置转矩传动结构简图图3-44cD1档行星齿轮变速装置转矩传动仿真图从表3-3可知，D1档时C0、C1、F0、F2工作。其具体传动情况如图3-44所示。当C0与F0工作后，可把超速行星排内的行星架与太阳轮连成一

8、体，整个行星排成一刚体（