混合轮系：类型、功用|汽车机械基础

1.轮系的类型

轮系按照运行时各轮轴线位置对机架是否固定，可分为定轴轮系、行星轮系和混合轮系。

（1）定轴轮系 轮系运转时，如果所有齿轮的轴线相对机架均为固定，则称为定轴轮系。定轴轮系又可分为平面定轴轮系和空间定轴轮系两种，平面定轴轮系是由轴线相互平行的圆柱齿轮组成的，如图8-39a所示；空间定轴轮系是包含有相交轴齿轮传动或交错轴齿轮传动等在内的定轴轮系，如图8-39b所示。

图8-39 定轴轮系

（2）行星轮系 轮系运转时，至少有一个齿轮的轴线是绕另一个齿轮的轴线转动的轮系，称为行星轮系，如图8-40所示。图中齿轮1、3和构件H分别绕固定且相互重合的轴线O₁、O₃、OH转动。齿轮2空套在构件H上，与齿轮1、3相啮合，齿轮2一方面绕其自身轴线O₂转动（自转），同时又随构件H绕轴线O_H转动（公转），齿轮2称为行星轮。支撑行星轮2的构件H称为行星架，与行星轮2相啮合且做定轴转动的齿轮1、3称为太阳轮。

（3）混合轮系 由定轴轮系和行星轮系或由几个单一的行星轮系组成的轮系称为混合轮系。

2.轮系的功用

（1）实现远距离传动 当两轴相距较远时，如果仅用一对齿轮传动，则齿轮尺寸就很大，若改成轮系就可以减小尺寸，节省材料。

（2）获得大的传动比 当两轴之间需要大的传动比，可用定轮系来实现，只用几个齿轮就能获得较大的传动比；若要求结构紧凑，则可用行星轮系来实现。

图8-40 行星轮系(www.xing528.com)

图8-41 汽车变速器

图8-42 汽车后桥差速器

（3）实现变速和变向传动如图8-41所示的汽车变速器，在输入轴转速不变的情况下，利用轮系可使输出轴得到三个前进速度和一个后退速度，实现变速和变向传动。图中牙嵌离合器的一半X及齿轮1固定在主动轴Ⅰ上，其另一半Y则和双联滑动齿轮4、6用滑键与从动轴Ⅲ相连。齿轮2、3、5、7与轴Ⅱ固定，齿轮8与轴Ⅳ固定，齿轮1、2及齿轮7、8分别是常啮合。汽车的变速过程如下：

第三档（高速档）：当右移双联齿轮使离合器X、Y接合，而齿轮3、4及5、6均脱开，则运动从轴Ⅰ直接传给轴Ⅲ，汽车以高速前进。

第二档（中速档）：当左移双联齿轮使齿轮4、3啮合，而齿轮6、5和离合器X、Y均脱开，则运动从轴Ⅰ—齿轮1—齿轮2—轴Ⅱ—齿轮3—齿轮4—轴Ⅲ，汽车以中速前进。

第一档（低速档）：再左移双联齿轮使齿轮6、5啮合，而齿轮4、3和离合器X、Y均脱开，则运动从轴Ⅰ—齿轮1—齿轮2—轴Ⅱ—齿轮5—齿轮6—轴Ⅲ，汽车以低速前进。

倒档：再左移双联齿轮使齿轮6、8啮合，而齿轮4、3，齿轮6、5及离合器X、Y均脱开，则运动从轴Ⅰ—齿轮1—齿轮2—轴Ⅱ—齿轮7—齿轮8—轴Ⅳ—齿轮6—轴Ⅲ，汽车以低速倒车。

（4）实现运动的分解与合成 将一根主动轴的转动分解成两根从动轴的转动，或将两根主动轴的转动合成为一根从动轴的转动。图8-42所示是一汽车后桥差速器，当汽车转弯时，将输入转速n₁分解成两车轮的转速n₃和n₅。使两车轮转弯时在地面上以不同的转速纯滚动，避免车轮与地面的滑动摩擦导致车轮过度磨损。