【正文】 的齒圈連接為另一個(gè)整體，稱為前行星架和后齒圈組件；輸出軸通常與前行星架和后齒圈組件連接。復(fù)合式行星齒輪機(jī)構(gòu)一般有兩種型式。單排行星齒輪機(jī)構(gòu)所提供的適用傳動(dòng)比的級(jí)數(shù)有限。 4）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)行駛工況計(jì)算了變速器不同檔位的使用頻度，將其與各檔傳動(dòng)效率進(jìn)行加權(quán)得到綜合傳動(dòng)效率。 論文的主要研究?jī)?nèi)容 本論文主要進(jìn)行以下方面的研究工作： 1）確定出本文采用的自動(dòng)變速器類型，并分析其各個(gè)檔位的動(dòng)力傳遞路線，計(jì)算傳動(dòng)比。 3）按太陽(yáng)輪和齒圈之間行星齒輪組數(shù)的不同，行星齒輪機(jī)構(gòu)可以分為單行星齒輪式和雙行星齒輪式兩種。外嚙合式行星 齒輪機(jī)構(gòu)體積大，傳動(dòng)效率低，在汽車上已被淘汰；內(nèi)嚙合式行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，因而在自動(dòng)變速器中基本上都采用這種結(jié)構(gòu)。換檔操縱機(jī)構(gòu)則是實(shí)現(xiàn)檔位的變換。為了加大變矩范圍，并獲得倒檔和空檔，在高級(jí)小轎車和超重型自卸汽車上采用液力變矩器與行星齒輪式變速箱組成的液力自動(dòng)變速器。雙排直齒行星減速器是我國(guó)自行設(shè)計(jì)的，由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，作為大型傳動(dòng)的一種類型，將會(huì)得到應(yīng)有的發(fā)展。大規(guī)格低速重載行星齒輪傳動(dòng)的研制工作在我國(guó)正在開(kāi)展，并已先后研制成功輸出軸轉(zhuǎn)矩為 200 KN世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如德國(guó)、日、 3 英、美等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用十分重視，在結(jié)構(gòu)、品種、傳遞功率、扭矩、速度等方面的發(fā)展處于領(lǐng)先地位。目前， AT 的發(fā)展主要有以下動(dòng)向： 1）變矩器的高效率化 2）多檔位化 3）變矩器閉鎖離合器的滑摩控制 4）換檔點(diǎn)控制的智能化 5）換檔過(guò)渡過(guò)程的高品質(zhì)化 6）保留手動(dòng)模式 行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著近代工業(yè)技術(shù)的高度發(fā)展，對(duì)齒輪傳動(dòng)的承載能力、可靠性、效率、圓周速度、體積和重量等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出愈來(lái)愈高的要求。 AT 自動(dòng)變速器采用液力元件，可消除或減弱在動(dòng)力傳動(dòng)裝置中的動(dòng)載荷；同時(shí)，自動(dòng)換檔避免了粗暴手動(dòng)換檔所產(chǎn)生的沖擊與動(dòng)載荷。 5）改善了車輛動(dòng)力性能。 2）乘坐舒適性好，可以得到很平穩(wěn)的換檔過(guò)程。目前在轎車上普遍采用的主流型式是液力機(jī)械式自動(dòng)變速器 AT。 AT 傳動(dòng)比的改變主要由行星齒輪式變速機(jī)構(gòu)來(lái)完成?，F(xiàn)代自動(dòng)變速器主要采用液力變矩器與行星齒輪式變速箱組成的液力機(jī)械自動(dòng)變速器（ AT）。 AT 的致命弱點(diǎn)是效率不夠高，其效率明顯低于手動(dòng)變速器。本論文以提高AT 的效率為出發(fā)點(diǎn)，具體研究?jī)?nèi)容如下： 比較不同結(jié)構(gòu)型式行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，基于它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選用拉威娜式自動(dòng)變速器作為研究對(duì)象。它能夠使汽車自動(dòng)地根據(jù)外界負(fù)荷情況選擇合適的傳動(dòng)比，檔沖擊小、傳動(dòng)平穩(wěn)。然而，液力機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)存在著效率不夠高的問(wèn)題，是它的致命弱點(diǎn)。它能將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能平穩(wěn)地傳給 車輪，以其良好的乘坐舒適性、方便的操作性、優(yōu)越的動(dòng)力性、良好的安全性奠定了它在汽車工業(yè)的主導(dǎo)地位。 3）操作方便，可減輕駕駛員疲勞并提高行車安全性。 AT 自動(dòng)變速器起步加速性可得到很大的提高，也可以得到很好的加速性能，提高行駛平均速度。 7）改善了車輛通過(guò)性。漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)就是近 40 年來(lái)為滿足這種需要而發(fā)展起來(lái)的新型齒輪傳動(dòng)形式之一。 國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)在漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)方面的研究和生產(chǎn)，已有一定基礎(chǔ)。m~400 KN行星齒輪 機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率是評(píng)價(jià)傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。由于采用行星齒輪式變速箱進(jìn)行傳動(dòng)和變速 ，具有體積小、操縱容易、變速比大等優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛地應(yīng)用于液力自動(dòng)變速器上。此外，在汽車自動(dòng)變速器中也采用雙行星機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中有兩個(gè)相互嚙合的行星輪。 2）按齒輪的排數(shù)不同，行星齒輪機(jī)構(gòu)可以分為單排和多排兩種。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。 2）把液力機(jī)械自動(dòng)變速器在不同檔位時(shí)行星排的效率分為行星排嚙合效率和軸承效率兩個(gè)部分，推導(dǎo)了齒輪嚙合效率計(jì)算公式。以這個(gè)綜合效率最高為目標(biāo)，在不改變液力變矩器和變速器速比的條件下，對(duì) AT 行星排的齒輪參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使行星排的綜合傳動(dòng)效率得到明顯的提高。為了增加適用傳動(dòng)比的級(jí)數(shù)，可以增加行星齒輪機(jī)構(gòu)。一種是兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)太陽(yáng)輪的辛普森（ Simpson）式行星齒輪機(jī)構(gòu)；另一種是拉威娜（ Ravigneavx）式行星齒輪機(jī)構(gòu)，它有兩個(gè)太陽(yáng)輪，兩排行星齒輪共用一個(gè)齒圈。經(jīng)過(guò)上述的組合后，該機(jī)構(gòu)成為一種具有4 個(gè)獨(dú)立元件的行星齒輪機(jī)構(gòu)。 辛普森式行星齒輪變速器是由辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的換檔執(zhí)行元件組成的，目前大部分轎車自動(dòng)變速器都采用這種行星齒輪變速器。它由一個(gè)單行星輪式行星排和一個(gè)雙行星輪式行星排組合而成，如圖所示。行星齒輪都可以在各自的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，所有的行星齒輪軸均固定于兩組行星齒輪共用的行星架上。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，其工作原理更難理解，應(yīng)用不是很廣泛。根據(jù)分析，雙行星輪式行星排的運(yùn)動(dòng)特性方程為 n1α n2=(1α )n3 式中 n1— 太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速 。拉威娜式 3檔行星齒輪變速器在拉威娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)中設(shè)置了 5 個(gè)換擋元件使之成為一個(gè)具有 3 個(gè)前進(jìn)檔和 1 個(gè)倒檔的 3 檔行星齒輪變速器。拉威娜式行 8 星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖所示 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在一個(gè)行星架上是安裝了互相嚙合的兩套行星齒輪即長(zhǎng)行星輪和短行星輪。由于齒圈通過(guò)輸出軸和驅(qū)動(dòng)輪連接，在汽車起步行駛時(shí)轉(zhuǎn)速很低， 9 長(zhǎng)行星輪在帶動(dòng)齒圈朝順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，對(duì)行星架產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻牧?，而行星架?1 檔單向離合器 F1 逆時(shí)針?lè)较虻逆i止作用下固定不動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)輸入軸、后太陽(yáng)輪、短行星輪、長(zhǎng)行星輪傳給齒圈和輸出軸。這樣在 1 檔時(shí)，前進(jìn)離合器 C3和抵擋及倒檔離合器 B2同時(shí)工作，行星架由抵擋及抵擋離合器 B2固定，此時(shí)動(dòng)力傳遞路線及傳動(dòng)比和 1 檔時(shí)完全相同 2 檔：此時(shí)前進(jìn)離合器 C3和 2 檔制動(dòng)器 B1一起工作。根據(jù)特性方程組分析可知 2 檔的傳動(dòng)比為 i2=(α 1+α 2)/（ 1+α 1）該檔位具有反向傳遞動(dòng)力的能力，在汽車滑行時(shí)能產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。在 3 檔狀態(tài)下，該行星齒輪變速器也有反向傳遞動(dòng)力的能力，汽車滑行時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的作用。 倒檔：倒檔時(shí)，倒檔及直接檔離合器 C2和低檔及倒檔制動(dòng)器 B2同時(shí)工作，使輸入軸同前太陽(yáng)輪連接，同時(shí)低檔及倒檔制動(dòng)器 B2 產(chǎn)生制動(dòng)，將行星架固定。在倒檔時(shí)， 該行星齒輪變速也能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。 12 第 3 章 行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率分析與計(jì)算 機(jī)械傳動(dòng)效率是衡量該種傳動(dòng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 在這里我先介紹一下斜齒輪傳動(dòng)基本嚙合效率的計(jì)算式 。斜齒輪輪齒間基本嚙合效率的計(jì)算式相似于直齒輪。 帶入 中的公式求出η 1η 2η 3η 4 η 1= 23 （ 1/161/23） f(ε 1)/ （ ）sin20o+ (ε 1) = 同理可求得η 2= η 3= η 4= 輪齒間的嚙合效率計(jì)算 一檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)輸入軸傳給小太陽(yáng)輪，行星架被固定，由短行星輪、長(zhǎng)行星輪、齒圈傳至輸出軸完成動(dòng)力傳遞。 4 檔時(shí)的輪齒嚙合效率為 η th=η 3η 4(1+I0) ／ 1+η 3η 4I0= I0=(Z4/Z5)/(1+Z4/Z5)=(63/29)/(1+63/29)= 直接檔的傳動(dòng)效率分析與計(jì)算 三檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由輸入軸傳給輸出軸。 行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率的實(shí)驗(yàn)測(cè)量比較麻煩，為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果 的正確性，這里借用了由陳勇等人設(shè)計(jì)研制的實(shí)驗(yàn)儀器所測(cè)得的 01M 型自動(dòng)變速器行星排各檔的效率，引用一檔和二檔的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，分別如圖所示。最后得出了不同檔位時(shí)整個(gè)行星排總效率的計(jì)算式。優(yōu)化的同時(shí)還要保證汽車的最佳動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，即在不改變變速器最大和最小傳動(dòng)比的條件下，對(duì)變速器行星排 進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，以達(dá)到效率的加權(quán)最高值 . 確定目標(biāo)函數(shù) 本文要求多個(gè)檔位的效率均達(dá)到最大值，因而可將各個(gè)目標(biāo)函數(shù)加權(quán)線性綜合為一個(gè)綜合目標(biāo)函數(shù) U，然后按此綜合目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化： U=∑（ CiUi） 式中： U 為綜合目標(biāo)函數(shù)； Ui 為各個(gè)單項(xiàng)函數(shù)； Ci 為加權(quán)系數(shù)，反映各個(gè)組成單項(xiàng)目標(biāo)函數(shù)的相對(duì)重要程度。 城市標(biāo)準(zhǔn)行駛工況圖 18 狀態(tài) 一檔 二檔 三檔 四檔 頻度 汽車各種狀態(tài)使用頻度 本文主要對(duì)汽車各前進(jìn)檔即一檔、二檔、三檔和四檔進(jìn)行優(yōu)化，因此根據(jù)上表可以得出只考慮這四個(gè)檔位時(shí)各自使用頻度的百分比，如下表所示。合理的選擇齒輪的變位系數(shù)和螺旋角，可以提高齒輪傳動(dòng)的效率。隨著優(yōu)化設(shè)計(jì)的普及，用于優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件也越來(lái)越多、功能越來(lái)越強(qiáng)大。 19 用這款軟件來(lái)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化真的 非常容易，只需要知道你要優(yōu)化的各種參數(shù)就可以了。 一檔 二檔 三檔 四檔 綜合 原始值 優(yōu)化值 優(yōu)化前后效率比較 從優(yōu)化結(jié)果和原始值的比較可以看出：變速器在一檔、二 檔和三檔時(shí)行星排的總效率均得到提高，四檔效率幾乎不變，其中使用頻度最高的三檔效率增加最多。結(jié)果顯示：行星排一檔、二檔和三檔時(shí)的總效率均得到提高，四檔效率幾乎不變，其中使用頻度最高的三檔效率增加了%。 AT 的致命弱點(diǎn)是效率低，本文以此為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)對(duì) 拉威娜 自動(dòng)變速器的行星排進(jìn)行分析，得出了效率計(jì)算的準(zhǔn)確公式。對(duì)變速器行星排升速傳動(dòng)和減速傳動(dòng)的效率進(jìn)行了計(jì)算比較，結(jié)果顯示：同一行星排的整體效率升速傳動(dòng)比減速傳動(dòng)時(shí)要高。加權(quán)綜合效率也提高了 %。 在論文的完成過(guò)程中，鄭德林教授于百忙之中給了我無(wú)微不至的關(guān)懷和指導(dǎo)。裝有自動(dòng)變速器的汽車能根據(jù)路面狀況自動(dòng)變速變矩，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會(huì)被換擋搞得手忙腳亂。其中液力變扭器是 AT 最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組 成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。要注意的是：車輛一定要在完全停止時(shí)才可使用 P 擋，要不然自動(dòng)變速器機(jī)械部分會(huì)受到損壞。要注意的是：當(dāng)車輛尚未完全停定時(shí)，絕對(duì)不可以強(qiáng)行轉(zhuǎn)至 “r” 擋，否則變速器會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p壞。 D(Drive)：前進(jìn)擋，用在一般道路行駛。將撥桿放置在 2 擋位，汽車會(huì)由 1擋起步，當(dāng)速度增加時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn) 1擋。不能變換到其他擋位。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞自動(dòng)變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地改變傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 變速齒輪機(jī)構(gòu)主要包括行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來(lái)改變行星齒輪中的主動(dòng)元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動(dòng)器和單向超越離合器等組成。 供油系統(tǒng) 自動(dòng) 變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng) 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷（節(jié)氣門(mén)開(kāi)度）和汽車的行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)地接通或切斷某些換擋離合器和制動(dòng)器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開(kāi)、制動(dòng)器制動(dòng)或釋放，以改 變齒輪變速器的傳動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 在液壓控制系統(tǒng)中，增設(shè)控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統(tǒng)，若這些電磁閥是由電子計(jì)算機(jī)控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。 傳統(tǒng)的液力自動(dòng)變速器根據(jù)汽車的行駛速度和節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的變化，自動(dòng)變速擋位。它通過(guò)傳感器 和開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到電控單元。s resistance to change, in a certain range automatically, without changing the level and torque than the transmission ratio, with Some slowdown Torsional by function. 2, Biansuchilun agencies The automatic transmission Biansuchilun institut。 29 附錄 2 Automatic transmission with easy and fortable to drive, motorists can reduce the fatigue of the advantages of modern cars has bee a kind of configuration development. Automatic transmission equipped vehicles according to road conditions change moment automatic transmission, the driver can concentrate on the road to