汽车传动系统检修：单排行星齿轮行星排

1.组成

单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮、一个带有行星齿轮的行星齿轮架和一个齿圈组成，如图3－15所示。

图3-15　单排行星齿轮机构

齿圈制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。太阳轮位于机构的中心，行星齿轮与之外啮合，行星齿轮与齿圈内啮合。通常行星齿轮有3～6个，通过滚针轴承安装在行星齿轮轴上，行星齿轮轴对称、均匀地安装在行星齿轮架上。行星齿轮机构工作时，行星齿轮除了绕自身轴线的自转外，同时还绕着太阳轮公转，行星齿轮架也绕太阳轮旋转。因为太阳轮与行星齿轮是外啮合，所以二者的旋转方向是相反的；而行星齿轮与齿圈是内啮合，所以它们的旋转方向是相同的。

2.运动规律

根据能量守恒定律，由作用在单排行星齿轮机构各元件上的力矩和结构参数，可以得出表示单排行星齿轮机构运动规律的特性方程式：

n1＋αn2－(1＋α)n3＝0

式中，n1为太阳轮转速；n2为齿圈转速；n3为行星齿轮架转速；α为齿圈齿数z2与太阳轮齿数z1之比，即，且α＞1。

由于一个方程中有三个变量，如果将太阳轮、齿圈和行星齿轮架中某个元件作为主动（输入）部分，让另一个元件作为从动（输出）部分，则因为第三个元件不受任何约束和限制，所以从动部分的运动是不确定的。因此，为了得到确定的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星齿轮架三者中的某个元件的运动进行约束和限制。

3.动力传递

如图3－16所示，通过对不同的元件进行约束和限制，可以得到不同的动力传递方式。

（1）如图3－16（a）所示，太阳轮为输入元件，由行星齿轮架输出，齿圈被固定。太阳轮带动行星齿轮沿静止的齿圈旋转，从而带动行星齿轮架以较慢的速度与太阳轮同向旋转，传动比为

i13＝n1/n3＝1＋α

传动比大于2，可以作为降速挡。

（2）如图3－16（b）所示，输入元件是行星齿轮架，由太阳轮输出，齿圈被固定。传动比为

i31＝n3/n1＝1/(1＋α)

传动比小于1/2，变速器上很少使用。

（3）如图3－16（c）所示，固定元件是太阳轮，动力经齿圈输入，由行星齿轮架输出。传动比为

i23＝n2/n3＝1＋1/α(www.xing528.com)

传动比大于1而小于2，可以作为降速挡。

（4）如图3－16（d）所示，固定元件是太阳轮，输入元件是行星齿轮架，输出元件是齿圈。传动比为

图3-16　单排行星齿轮机构的动力传递方式

i32＝n3/n2＝α/(1＋α)

传动比大于1/2而小于1，可以作为超速挡。

（5）如图3－16（e）所示，输入元件是太阳轮，行星齿轮架被固定，行星齿轮只能自转，并带动齿圈旋转输出动力。传动比为

i12＝n1/n2＝－α

传动比为负值，说明齿圈的旋转方向与太阳轮相反，绝对值大于1，可以作为倒挡。

（6）如图3－16（f）所示，输入元件是齿圈，行星齿轮架被固定，行星齿轮只能自转，并带动太阳轮旋转输出动力。传动比为

i21＝n2/n1＝－1/α

传动比为负值，说明齿圈的旋转方向与太阳轮相反，绝对值小于1，一般不被采用。

（7）若三元件中的两元件被连接在一起转动，则第三元件必然与这两者以相同的转速转动。传动比为1，可以作为直接挡。

（8）若所有元件均不受约束，则行星齿轮机构失去传动作用。传动比为0，可以作为空挡。

行星齿轮机构与外啮合齿轮机构相比具有以下优点：

①所有行星齿轮均参与工作，都承受载荷，行星齿轮工作更安静，强度更大。

②行星齿轮工作时，齿轮间产生的作用力由齿轮系统内部承受，不传递到变速器壳体，变速器可以设计得更薄、更轻。

③行星齿轮机构采用内啮合与外啮合相结合的方式，与单一的外啮合相比，减小了变速器尺寸。

④行星齿轮系统的齿轮处于常啮合状态，不存在挂挡时的齿轮冲击，工作平稳，寿命长。