【導(dǎo)讀】2021屆機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)外文翻譯

　　

【正文】 和行星 架 ? 內(nèi)齒圈 這三個組 成 中的 任何一組成都可以作為 輸入 或輸出 ， 或者被固定。 哪些組成充當何種角色取決于行星齒輪系的速度比。 下面的動畫可以顯示出其中的 關(guān)系。 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 17 這是變速器中 其中 的一個行星齒輪系，內(nèi)齒圈齒數(shù)為 72，太陽輪齒數(shù)為 30。我們可以從中的到很多不同的速比。 輸入 輸出 固定 計算 齒輪 速 比 A 太陽 輪 (S) 行星 架 (C) 內(nèi)齒圈 (R) 1 + R/S :1 b 行星 架 (C) 內(nèi)齒圈 (R) 太陽 輪 (S) 1/(1 + S/R) :1 C 太陽 輪 (S) 內(nèi)齒 圈 (R) 行星 架 (C) R/S :1 并且，鎖 住三個組成中的 任何 兩個組成將鎖止整個個行星系，而此時速比為 1： 1。從表中可以看出，第一個中方案的速比為減速 —— 輸出速度小于輸入。第二種方案為加速 —— 輸出速度高于輸入。最后一種方案也是減速， 但 輸出 速度的方向相反 。這個行星齒輪系 還可以得到其他很多的速比，而剛才的這些速比僅和我們的自動變速器有 關(guān)。 因此這一套 行星 齒輪 系 可 以產(chǎn)生所有需要的不同的齒輪傳動比 ， 卻不需要 接合 或不接合其他齒輪。把兩套行星齒輪系置于一行，我們可以得到四個前進檔和一個后退檔。下一部分內(nèi) 容我們將這兩個齒輪系組裝在一起。 復(fù)合行星齒輪系 自動變速器中使用了一系列的行星齒輪系，我們稱之為 復(fù)合 行星齒輪系，看起來好像只有一個簡單的行星齒輪系，實際上卻實現(xiàn)這兩套齒輪系的功能。其中包含一個總是作為輸出的內(nèi)齒圈、兩個太陽和兩套行星裝置。 讓 我們看 其中的一些 零件： 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 18 變速器中的齒輪的組裝 從左到右： 內(nèi)齒圈，行星架，和兩個太陽輪 下圖 中，行星輪裝 在行星 架上，可以看到，右邊的行星輪低于左邊的行星輪 。 右邊 的行星輪不與內(nèi)齒圈嚙合 —— 它和另一個行星輪嚙合。而只有左邊的行星輪與內(nèi)齒圈嚙合。 行星架：兩 個行 星輪 在 下個圖中， 您 可 看到 在 行星 架 的 內(nèi)部 ， 短 行星輪與小太陽輪嚙合，長行星輪同時與大太陽輪和小太陽輪嚙合。 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 19 行星架 內(nèi)部 ：兩 個 行星輪 自動變速檔位 第一檔 在一檔， 小太陽輪在變矩器的渦輪驅(qū)動下順時針旋轉(zhuǎn)。 行星 架 將自動做逆時針轉(zhuǎn)動 ，但是 被離合器阻止了（離合器只允許單向旋轉(zhuǎn)），從而內(nèi)齒圈變成 了 輸出。 小太陽輪有 30 齒，內(nèi)齒圈 72 齒，則速比為： Ratio = R/S = 72/30 = :1 因此 旋轉(zhuǎn)速率為負的 :1， 這 意味著 輸出方向同輸入的方向是相反的。但事實上，輸出方向是與輸入方向相同的，這就是要引入兩套 行星齒輪系 的原因。第一套與第二套嚙合，而第二套輸出至內(nèi)齒圈，這樣的組合把方向轉(zhuǎn)回原先輸入的方向。這樣還是使得大太陽輪自轉(zhuǎn)，而這時的離合器是不作用的，大太陽輪以同渦輪相反的方向（逆時針）自轉(zhuǎn)。 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 20 第二檔 變速器做一些單獨的事情來獲得二檔所需的傳動比。它像相互連接的兩套行星輪和共同的行星架相連接。 行星架的第一級事實上是把大太陽輪用作內(nèi)齒圈。所以第一級包括太陽輪（小太陽輪）、 行星架 和“內(nèi)齒圈”（大太陽輪） 。 輸入是 小太陽輪 ，內(nèi)齒圈 (大太陽 輪 )由 鋼 帶 保持靜止，輸出是行星架。 對于 一級 ， 太陽輪作為輸入，行星架作為輸出，而內(nèi)齒圈固定，其公式為： 1 + R/S = 1 + 36/30 = :1 小太陽輪旋轉(zhuǎn)一圈，行星架則轉(zhuǎn)過 圈。在第二級，行星架作為第二套行星齒輪系的輸入，大太陽輪（被固定）作為太陽輪，而內(nèi)齒 圈則作為輸出，其齒輪速比為： 1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = :1 要 得到二檔的 減速比 ，我們 把 第一 級減速比和第二級減速比相乘 ， x ，得到 :1。 這也許聽起來 有些 怪，但 卻是這么 運作 的 。 第三檔 絕大多數(shù)的自動變速器在第三檔 是 1： 1 的速比。您還記得前面我們已經(jīng)得到速比為 1： 1 的方法 —— 三個組成中鎖住任何兩個組成。這樣的裝置實現(xiàn) 就比較容易 —— 我們所要做的就是接合離合器來鎖住太陽輪中的一個。 如果兩個太陽輪以同一方向旋轉(zhuǎn)，行星輪則被鎖定，因為它們 反向旋轉(zhuǎn)。內(nèi)齒圈和行星輪固定使得它們作為一個整體旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生 1： 1 的速比。 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 21 加速 檔 根據(jù)定義， 輸出 的速度要高于輸入的速度。它是速度的增加 —— 減速的對立面。在變速器中，加速時在同一時刻完成兩件事情。如果您看過《變矩器是如何工作的》，就知道變矩器的鎖止的情況。為了提高效率，一些汽車用機械方式鎖住變矩器，使得發(fā)動機的扭矩直接輸出到變速器。 變速器中，當加速時，聯(lián)接到變矩器的外 殼（用螺栓連接到發(fā)動機的飛輪）的軸通過離合器的接合連接到行星架， 小太陽輪和大太陽輪 與加速鋼帶同步 ， 渦輪不接其他東西，而變矩器的外殼作為輸出 。我們回顧一下，此時行星架作為輸入，太陽輪固定，而內(nèi)齒圈作為輸出。 Ratio = 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = :1 可得到，發(fā)動機輸入旋轉(zhuǎn)速度為輸出的三分之二。例如，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速為每分鐘 2021 轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)速就為 3000 轉(zhuǎn)每分鐘。這就允許發(fā)動機以相對合適的速度運轉(zhuǎn)，汽車也能夠在高速公路上行駛 。 倒檔 倒檔和一檔非常類似，區(qū)別在于，不是小太陽輪被驅(qū)動，而是大太陽輪被驅(qū)動，而小 行星輪 以相反方向旋轉(zhuǎn)。行星架與變矩器外殼同步，則根據(jù)上述的公式可以得到： Ratio = R/S = 72/36 = :1 可見，變速器倒檔的傳動比比一檔稍小一些。 齒輪 傳動比 此變速器有四個前進檔和一個倒檔，讓我們用傳動比、輸入和輸出總結(jié)一下： 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 22 檔 位 輸 入 輸 出 固 定 齒輪 傳動比 第 1 檔 30 齒 太陽 輪 72 齒內(nèi)齒圈 行星 架 :1 第 2 檔 30 齒 太陽 輪 行星 架 36 齒內(nèi)齒圈 :1 行星 架 72 齒內(nèi)齒圈 30 齒 太陽 輪 :1 兩級總比 :1 第 3 檔 30 和 36 齒 太陽 72 齒內(nèi)齒圈 :1 加速檔 行星 架 72 齒內(nèi)齒圈 36 齒 太陽 :1 倒 檔 30 齒 太陽 輪 72 齒內(nèi)齒圈 行星 架 :1 在讀 完 這部分 之 后，您大概想知道不同的輸入 是 怎么 接合 與斷開的 。這 是 由 變速器中的離合器和 鋼 帶完成的。在下一部分中，我們將看到 它 們是如何工作的。 變速器中的離合器和鋼帶 在上一部分，我們討論了變速器是如何得到不同檔位的傳動比的。例如，討論加速檔是，我們說： 變速器中，當加速時，聯(lián)接到變矩器的外殼（用螺栓連接到發(fā)動機的飛輪）的軸通過離合器的接合連接到行星架 ， 小太陽輪和大太陽輪與加速鋼帶同步， 渦輪不接其他東西，而變矩器 的外殼作為輸出。 要讓變速器工作在加速檔，很多零部件要通過離合器和鋼帶連接或斷開。行星架通過離合器與變矩器外殼連接。小太陽輪通過離合器斷開與渦輪連接，使其空轉(zhuǎn)。大太陽輪利用鋼帶與外殼同步，使其無法旋轉(zhuǎn)。像這樣通過離合器與鋼帶的接合或不接合，每個齒輪運動都會觸發(fā)一系列的事件。讓我們看一下鋼帶。 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 23 鋼帶 變速器中有兩條鋼帶，這兩條鋼帶事實上是包貼在齒輪組切面周圍的，并且連接到外殼，由變速器的液壓缸推動執(zhí)行的。 其中的鋼帶 在上圖 中 ，您 可以 看到 在變速器外殼上 其中 的 一條 鋼帶。此時齒輪都已經(jīng)被 移 走了，金屬推桿與 活塞相連，用來推動鋼帶。 活塞推動鋼帶 2021屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 外文翻譯 24 上圖可看到驅(qū)動鋼帶的兩個活塞。油壓通過液壓閥控制進入液壓缸，驅(qū)動活塞推動鋼帶，從而使得齒輪系中的某個組成與外殼鎖止。 變速器中的離合器共有四個，而且相對來說要復(fù)雜一些。被壓縮的液壓油進入離合器內(nèi)部的活塞，從而驅(qū)動離合器。當油壓降低 時 ，彈簧確保離合器分離 后 回復(fù)原位。下圖所示 為 活塞和離合器從動鼓，還要注意到活塞上的密封橡膠圈，當變速器被重新修理裝配時，要求更換這個橡膠圈。 變速器中的一個離合器 下圖所示的是離合器中相互交替的摩擦片與金屬片。摩擦片內(nèi)側(cè)由花鍵聯(lián)接， 與輪系的其中一個組成鎖止。金屬片外側(cè)用花鍵與離合器外殼固接。同樣，變速器被修理時，這些離合器片要被更換。 離合器片 離合器的油壓是通過經(jīng)由軸內(nèi)通道來供應(yīng)的。在 任 一時刻，離合器和鋼帶的運動都是有液壓系統(tǒng)控制的。 注：本文來源 :