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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最簡單的單排行星齒輪機(jī)構(gòu)來說明。,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)太陽輪、一個(gè)齒圈、一個(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，太陽輪帶動(dòng)行星齒輪架ZCi1=----->1(減速同向)Z1（2）齒圈固定，行星齒輪架帶太陽輪（3）太陽輪固定，齒圈帶動(dòng)行星齒輪架（4）太陽輪固定，行星齒輪架帶動(dòng)齒圈（5）行星齒輪架固定，太陽輪帶動(dòng)齒圈（6）行星齒輪架固定，齒圈帶動(dòng)太陽輪（7）沒有固定，二元件相連后帶動(dòng)另一個(gè)（8）沒有固定，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固定的轉(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，用以滿足汽車行駛及各種工況下所需要的多種傳動(dòng)比。常見的類型有兩種：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,NISSANTIIDA（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：通過對(duì)行星排基本元件進(jìn)行連接、固定或鎖止，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?qū)⑶昂髢蓚€(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?；匚粡椈傻男问剑褐醒肼菪龔椈伞⒅懿紡椈?、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-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0.5~2.0mm。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,