第六章-动力换档变速箱-行星.ppt

第一节．概述。

行星齿轮式变速箱（简称行星变速箱）是由简单行星排组成。由于行星排中有轴线旋转的行星轮，故行星变速箱只能采用动力换挡方式。
行星变速箱的主要优点是：可通过的行星排中设置多个行星轮，使载荷由几对齿共同传递，减轻了每对齿上的载荷，以便选用较小的模数，从而减小齿轮体积，因此，行星变速箱在径向方向尺寸较紧凑；但轴向尺寸则与所采用的行星排数目有关，当行星排数量较多时，则轴向尺寸较大。另外，还可实现输入与输出轴同心传动。此外，变换排挡也不要求在啮合的轮齿上进行准确的速度调整；换挡是“轻松的”，易于控制。若需要，可以自动控制。另外，可以在完全摘下现用挡以前挂上新挡，这允许在换挡过程中传递发动机功率的一部分，但不是全部，这就是动力换挡。

行星变速箱结构较复杂，但随着制造水平的提高，行星变速箱在工程机械上的使用也日益广泛。
制动器第二节．简单行星排（单，双行星排）
如图4-17所示，简单行星排是由太阳轮t、齿圈q、行星架j和行星轮x组成。由于行星轮轴线旋转与外界连接困难，故在行星排中只有太阳轮t、齿圈q和行星架j等三个元件能与外界连接，并称之为基本元件。在行星排传递运动过程中，行星轮只起到传递运动的隋轮作用，对传动比无直接关系。（行星轮的转速，受力。。。。。）
因为：

(nt-nj)/(nx-nj)=Zx/Zt;
(nq-nj)/(nx-nj)=Zx/Zq由行星排转速方程式4-12可见，行星排三个基本元件的转速中仅有两个是独立参数，这表示行星排具有二个自由度。当某一元件固定后，则行星排变成一自由度系统，即可由转速方程式4-12确定另外两元件的转速比（即行星排传动比）。这样，通过将行星排三个基本元件分别作为固定件、主动件或从动件，则可组成八种方案（图4-18）。由式4-12不难求得这些方案的传动比。直接档组成八种方案由上述可见，一个简单行星排可以给出八种传动方案，但其传动比数值因受特性参数值的限制，尚不能满足机械的要求，因此，行星变速箱通常是由几个行星排组合而成，以便得到所需的传动比。如；两个行星排；几个行星排组合成变速箱。双行星排5种方案第三节．行星齿轮式变速箱
运动学
动力学分析
（4-17）由以上方程可知，

行星排的三个基本元件转速之间有一个转速方程相连系，
故为一个二自由度机构。要使此机构中任意二个基本元件间
有确定的转速关系，必须再加一个关系式。

方程的三个系数之和等于零，故为其解，
即任意两个转速相等时第三个转速亦必和其他两个转速相等，
整个行星排成一体转动。（结构上形成一体的为一个旋转构件）
（直接档）
（二）复杂行星排运动分析-各构件t，j，q的转速及转动比倒4档1转矩分析（动力学）各构件t，j，q的转矩

不考虑摩擦，等速运动时，行星排中行星轮对太阳轮、齿圈、行星架作用的转矩称为理论内转矩，
由行星排三转矩之和等于零，得：

得单行星行星排理论内转矩关系式：

对双行星可用类似方法求得理论内转矩关系式：

2。行星传动的能量损失—传动效率在行星齿轮式变速箱中，当相邻两行星排彼此只有一个基本元件相连，
则可把它分成两组行星机构，如图4-19，整个变速箱即可看作由这些组成部分串联而成。图4-19即为由一个行星排组成的行星机构和由三个行星排组成的行星机构串联而成。分析时，可先将各组成分开单独进行，然后再串联起来考虑图4-202．自由度分析
行星齿轮变速箱中，结构上
形成一体的为一个旋转构件，
如图4-19后组成中第一行星排
的行星架、第二行星排的齿圈
和第三行星排的太阳轮组成
一个旋转构件。每一旋转构件
仅有一个自由度，而每一行星排
有一个转速方程，故每组行星机构的自由度为：
y=旋转构件数m一行星排数n。
例如上图后组成的自由度：
Y=5-3=2。(旋转构件m=5,
即：。括弧内为一个旋转构件。
3个转速方程，n=3)3.挡位数分析
（旋转构件是j,q,t;制动器;闭锁离合器的总称。）
机构有确定运动的条件是只有一个自由度，用制动器制动一个旋转构件或用离合器连接两个旋转构件都能使机构减少一个自由度。如图4-19后组成的自由度为2，有4个操纵件(三个制动器和一个闭锁离合器)，操纵一个操纵件就可得一传动比，故可有4个传动比。前组成的自由度亦为2，有2个操纵件故可得2个传动比。因此，整个变速箱可能实现2×4=8个挡位(传动比)。
对于二自由度的变速箱，由上式知行星排数n=m-2，而在m(=5)个旋转构件中除去输入、输出构件外，可供制动操纵的旋转构件数b=m-2=n(3)。所以对于二自由度变速箱，有几个排行星排就可以布置几个制动操纵件(操纵件=行星排=3;3个传动比不等于l的挡位)，亦即得到几个传动比不等于
l的挡位。(等于1的挡位由一个闭锁离合器
实现，结合时，3个排刚性联在一起)4．（变速箱）传动比分析图