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1、汽車工程系教案200 /200 學(xué)年 第 學(xué)期課程名稱:汽車構(gòu)造(二) 授課教師:班級(jí):第 05 講題目: 第四章 自動(dòng)變速器第05講 行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)原理第 周 星期 本講教學(xué)目標(biāo):知識(shí)點(diǎn)·行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理·行星齒輪變速器執(zhí)行元件的工作原理能力點(diǎn)·通理解掌握行星齒輪變速器的工作特點(diǎn)·能夠理解自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的原理本講主要內(nèi)容:·行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理·自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的工作原理本講教學(xué)要求及適合專業(yè):·汽車檢測(cè)與維修專業(yè)(2課時(shí))·簡(jiǎn)介·自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的工作原理&

2、#183;重點(diǎn)講解·行星齒輪機(jī)械變速器工作原理教學(xué)重點(diǎn):·行星齒輪機(jī)械變速器工作原理教學(xué)難點(diǎn):·行星齒輪機(jī)械變速器工作原理教學(xué)方法及手段:導(dǎo)入、重點(diǎn)介紹、簡(jiǎn)介、對(duì)比介紹、歸納小結(jié)、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料:1敘述行星齒輪機(jī)械變速機(jī)構(gòu)的變速原理 2結(jié)合圖示,能正確說(shuō)明行星齒輪機(jī)械變速機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳遞路線。 3自動(dòng)變速器執(zhí)行元件有那幾種類型并簡(jiǎn)單說(shuō)明它們的工作原理。上一講 回主頁(yè) 下一講不同專業(yè)本章內(nèi)容比較:·汽車檢測(cè)與維修專業(yè)(2課時(shí))·簡(jiǎn)介自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的工作原理。在自動(dòng)變速器課中重點(diǎn)講解·重點(diǎn)講解行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理&

3、#183;汽車維修與營(yíng)銷專業(yè)(1課時(shí))·簡(jiǎn)介自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的工作原理·重點(diǎn)講解行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理·汽車制造與維修專業(yè)(1課時(shí))·簡(jiǎn)介自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的工作原理·重點(diǎn)講解行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理·汽車電子技術(shù)專業(yè) (1課時(shí))·簡(jiǎn)介自動(dòng)變速器執(zhí)行元件的工作原理·重點(diǎn)講解行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理本講教學(xué)內(nèi)容:由普通機(jī)械變速器的變速機(jī)構(gòu)導(dǎo)入本講內(nèi)容:重點(diǎn)介紹:·要求掌握行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)·所有專業(yè)要求一致一、行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理·液力變矩

4、器雖能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩,但變矩比不大,變速范圍不寬,遠(yuǎn)不能滿足汽車使用工況的需要。為進(jìn)一步增大扭矩,擴(kuò)大其變速范圍,提高汽車的適應(yīng)能力,在液力變矩器后面又裝一個(gè)輔助變速器有級(jí)式齒輪變速器。該齒輪變速器多數(shù)是用行星齒輪變速的。 ·行星齒輪變速器是由行星齒輪機(jī)構(gòu)及離合器、制動(dòng)器和單向離合器等執(zhí)行元件組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)通常由多個(gè)行星排組成行星排的多少與檔數(shù)的多少有關(guān),其基本結(jié)構(gòu)和工作原理,可用最簡(jiǎn)單的單排行星齒輪機(jī)構(gòu)說(shuō)明。 1、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成(1)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的三個(gè)基本元件是:太陽(yáng)齒輪、齒圈、行星齒輪及行星齒輪架。(2)太陽(yáng)齒輪位于中心位置;幾個(gè)行星齒輪借助于滾針軸承和

5、行星齒輪軸安裝在行星齒輪架上,這些行星齒輪與太陽(yáng)齒輪相嚙合,并一般均勻布置在太陽(yáng)齒輪周圍;外面是同行星齒輪相嚙合的齒圈。 (3)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)通過(guò)固定不同的元件或改變聯(lián)鎖關(guān)系,可得出不同的傳動(dòng)狀態(tài)。重點(diǎn)介紹:·要求掌握行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的變速原理 ·所有專業(yè)要求一致·利用實(shí)物演示的方式重點(diǎn)講解行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的變速原理2、行星齒輪工作原理(1)行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律·設(shè)太陽(yáng)輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2和n3,齒數(shù)分別為Z1、Z2、Z3;齒圈與太陽(yáng)輪的齒數(shù)比為。則根據(jù)能量守恒定律,由作用在該機(jī)構(gòu)各元件上的力矩和結(jié)構(gòu)參數(shù)可導(dǎo)出表示單排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般

6、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性方程式:·n1+n2-(1+)n3=0 和 Z1+Z2=Z3(2)行星齒輪機(jī)構(gòu)各種運(yùn)動(dòng)情況分析·由上式可看出,由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度,在太陽(yáng)輪、齒圈和行星架這三個(gè)基本構(gòu)件中,任選兩個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件,而使另一元件固定不動(dòng)(即使該元件轉(zhuǎn)速為0),或使其運(yùn)動(dòng)受一定的約束(即該元件的轉(zhuǎn)速為某定值),則機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度,整個(gè)輪系以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力。下面分別討論各種情況。固定件主動(dòng)件從動(dòng)件轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)方向齒圈太陽(yáng)輪行星架減速與主動(dòng)件同向行星架太陽(yáng)輪加速太陽(yáng)輪齒圈行星架減速與主動(dòng)件同向行星架齒圈加速行星架太陽(yáng)輪齒圈減速與主動(dòng)件反向齒圈太陽(yáng)輪加速

7、3;在 n3= n1 或n2= n3 時(shí),同時(shí)可得 n1= n2= n3。故,若使三元件中的任何兩個(gè)元件連成一體旋轉(zhuǎn),則第三元件轉(zhuǎn)速必與二者轉(zhuǎn)速相等,即行星排按直接擋傳動(dòng),傳動(dòng)比i=1·即所有元件都不受約束,可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),則行星齒輪機(jī)構(gòu)失去傳動(dòng)作用,此種狀態(tài)相當(dāng)于空擋。所有專業(yè)要求一致:重點(diǎn)掌握:·要求學(xué)生理解掌握行星齒輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)變速器上的應(yīng)用3、行星齒輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)變速器上的應(yīng)用·在現(xiàn)代汽車行星齒輪變速器中,廣泛地采用了辛普森式(Simpson)雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)和臘文腦(Ravigneaux或譯為"拉維奈爾赫")式復(fù)合行星齒輪機(jī)構(gòu)。臘文腦式復(fù)

8、合行星齒輪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)齒圈和一個(gè)行星齒輪架。行星齒輪架上的兩套行星齒輪互相嚙合。其中,短行星齒輪與小太陽(yáng)齒輪相嚙合,長(zhǎng)行星齒輪與大太陽(yáng)齒輪相嚙合。辛普森式行星齒輪系統(tǒng)由共用一個(gè)太陽(yáng)齒輪的前、后兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。下圖為豐田A340E自動(dòng)變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)·有三個(gè)行星排,可組合出四個(gè)檔位·不同行星排有的元件是公用的·固定元件的動(dòng)作由制動(dòng)器和單向離合器完成汽檢專業(yè)要求:簡(jiǎn)要介紹:·要求學(xué)生了解自動(dòng)變速器換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理及其特性,在自動(dòng)變速器課中重點(diǎn)講解汽貿(mào)、汽車和汽電專業(yè)要求:簡(jiǎn)單介紹:·要求學(xué)生了解自動(dòng)變速器

9、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理及其特性·左圖為換檔離合器 二、自動(dòng)變速器換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)·自動(dòng)變速器換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)與普通手動(dòng)變速器換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同,自動(dòng)變速器的離合器、制動(dòng)器、單向鎖止離合器代替了普通手動(dòng)變速器中的同步器,而且完全由電、液系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。·行星齒輪變速器的換檔執(zhí)行元件包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離器。 1、離合器的結(jié)構(gòu)原理·換擋離合器為濕式多片離合器,當(dāng)液壓使活塞把主動(dòng)片和從動(dòng)片壓緊時(shí),離合器接合;當(dāng)工作液從活塞缸排出時(shí),回位彈簧使活塞后退,使離合器分離。(1)離合器的作用·連接作用 將行星齒輪機(jī)構(gòu)中某一元件與輸入部分相連,使該元件成為主

10、動(dòng)元件。·連鎖作用 將行星齒輪機(jī)構(gòu)中任意二元件連鎖為一體,使三個(gè)元件具有相同的轉(zhuǎn)速。這時(shí)行星齒輪機(jī)構(gòu)作為一個(gè)剛性整體,實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)。(2)離合器的組成·摩擦片 一般用紙質(zhì)浸樹脂材料做成,也有用銅基燒結(jié)粉末冶金做成。一般自動(dòng)變速器的離合器摩擦片的個(gè)數(shù)為35個(gè),其中低速檔和倒檔離合器摩擦片的個(gè)數(shù)較多。·壓板 一般用特殊鋼制成,形狀為圓盤形,外圓帶齒。壓板與摩擦片配合成對(duì),但也有部分車型在相鄰摩擦片之間放多個(gè)壓板,這是為了調(diào)整間隙。·活塞 一般用鋁合金制成,表面鍍有軟金屬,形狀為環(huán)狀圓柱形,端面有止回閥和彈簧座。·離合器鼓和缸體 一般由鑄鐵做成,內(nèi)有

11、液壓缸體及相關(guān)油道,摩擦片與壓板均裝于離合器鼓內(nèi)并用卡簧將壓板限位。·密封圈 一般由橡膠做成,在活塞內(nèi)外各一個(gè)。密封圈常用的有O型及開口型密封圈,O型密封圈無(wú)方向性,但開口型密封圈安裝,開口必對(duì)缸體。·碟形彈簧 有些自動(dòng)變速器的離合器中裝有碟形彈簧,目的是為了減輕活塞工作時(shí)的沖擊,同時(shí)活塞回位時(shí)又可充當(dāng)回位彈簧。安裝時(shí),碟形彈簧小端對(duì)著活塞。·檔圈 離合器壓板最外面一塊由于承受較大的沖擊力,因此厚度比其他壓板大很多(約23倍),其平整面安裝時(shí)對(duì)著摩擦片。(3)離合器接合·當(dāng)控制油液流至活塞缸時(shí),推動(dòng)單向閥鋼球,使其關(guān)閉單向閥?;钊朔匚粡椈闪Φ淖饔脤⒛?/p>

12、擦片與鋼片壓緊,產(chǎn)生摩擦力。動(dòng)力輸出。(4)離合器分離·當(dāng)控制油壓減小時(shí),使單向閥 在離心力的作用下離開閥座,活塞缸緣的油液經(jīng)單向閥流出?;匚粡椈傻淖饔?,活塞返回到原位,離合器分離。(5)離合器的組合應(yīng)用·離合器C1起作用時(shí),動(dòng)力從輸入軸傳到齒圈。·離合器C2起作用時(shí),動(dòng)力從輸入軸傳到太陽(yáng)輪。·離合器C1及C2同時(shí)接合,是直接擋。簡(jiǎn)單介紹:·要求學(xué)生了解換擋離合器結(jié)構(gòu)原理及其特性·所有專業(yè)要求一致·與換擋離合器對(duì)比介紹所有專業(yè)要求一致:簡(jiǎn)單介紹:·要求學(xué)生了解換擋制動(dòng)器結(jié)構(gòu)原理及其特性·圖4-1為片式換擋

13、制動(dòng)器·行星齒輪變速器的單向離合器與液力變矩器中的單向離合器結(jié)構(gòu)相同。歸納小結(jié):·概括基本內(nèi)容,歸納重點(diǎn)內(nèi)容,布置下一講的主要教學(xué)內(nèi)容2、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)原理·換擋制動(dòng)器通常有兩種形式:一種是濕式多片制動(dòng)器,其結(jié)構(gòu)與濕式多片離合器基本相同,不同之處是制動(dòng)器用于連接轉(zhuǎn)動(dòng)件和變速器殼體,使轉(zhuǎn)動(dòng)件不能轉(zhuǎn)動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形式是外束式帶式制動(dòng)器。1)制動(dòng)器的作用·將行星齒輪機(jī)構(gòu)中某一元件與變速器殼體相連,使該元件受約束而固定,制動(dòng)器有盤式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器,盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和工作原理與離合器完全相同,只不過(guò)在作用上有所不同。盤式制動(dòng)器連接運(yùn)動(dòng)元件與變速器殼體,而離合器連接的是兩個(gè)

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