13拉维娜式自动变速器

2020/1/241拉维娜式行星齿轮机构主讲：冯景峰拉维娜式行星齿轮机构的受力分析现代汽车自动变速器上使用的行星齿轮机构，还有一种双排行星齿轮机构．双排行星齿轮机构在小太阳轮和齿圈之间有两组互相啮合的行星齿轮，其中有长行星轮和大太阳轮和齿圈啮合，短行星齿轮和小太阳轮和长行星轮啮合——拉维娜式行星齿轮机构．如图所示．2020/1/243设小太阳轮1的半径为r1,齿圈的半径为r2,短行星轮的半径为rd;长行星轮的半径为rc;齿圈的半径为r2.1、以短行星轮为研究对象，则有：作用在太阳轮1上的力矩为：Ｆ１r1作用在长行星轮上的力矩为:Fx（2rd+r1)作用在行星架上的力矩为:Fa(r1+rd)假设小太阳轮顺时针旋转,则短行星轮逆时针旋转,长行星轮顺时针旋转,齿圈顺时针旋转.右图所示.图上标出了两行星轮的受力情况.拉维娜式行星齿轮机构的受力分析２、以长行星轮为研究对象，则有：作用在短行星轮1上的力矩为：Ｆ１r1作用在长行星轮上的力矩为:Fx’（2rd+r1)作用在行星架上的力矩为:Fa(r1+rd)2020/1/244拉维娜式行星齿轮机构的受力分析设齿圈的齿数与太阳轮的齿数之比为：1212//rr1222rbar2/)(12rrba∵∴由受力平衡条件可得：21FFFXbXaFFFFF212222020/1/245拉维娜式行星齿轮机构的受力分析∴太阳轮力矩M1、齿圈力矩M2、行星架力矩M3分别为：)2()()22(11312222111rcrrFrrFMrcrrFrFMrFMdbdad2020/1/246拉维娜式行星齿轮机构的受力分析根据能量守恒定律，太阳轮、齿圈和行星架上的输入与输出功率的代数和应等于零。即0MM321M0n)1(nn0n)r2rr(2F)rr(2FnrFnrF0n)r2rr(F)rr(FnrFnrF3213cd111d12221113cd1b1da2221110n)1(nn321因此有拉维娜式行星齿轮机构的运动特性方程为：设小太阳轮、齿圈、行星架的转速分别为：n1、n2、n3，则有：2020/1/247拉维娜式行星齿轮机构一、结构特点一个单行星轮行星排，一个双行星轮行星排组成.长行星轮共用，齿圈共用，行星架共用。二、运动方程前排：后排：三、优点：尺寸小，传动比范围大，两排可以实现四档。0)1(321nnn0)1(3'2''1nnn2020/1/248四、拉维娜式行星齿轮机构变速器原理1.结构原理图B2—2、4档制动器：制动大太阳轮K2—倒档离合器：连接涡轮轴与大太阳轮K1—前进离合器：连接涡轮轴与小太阳轮F0—单向离合器：限制行星架逆时针方向转动K3—高档离合器：连接泵轮轴与行星架B1—低、倒档制动器：制动行星架涡轮轴泵轮轴2020/1/249拉维娜式各档的传动分析一、D1档1.传动路线：涡轮→输入轴→离合器K1→小太阳轮→短行星轮→长行星轮，此时F0作用限制行星轮架逆转→齿圈→输出齿轮。2020/1/2410拉维娜式各档的传动分析2020/1/2411拉维娜式各档的传动分析2.传动比∵行星架固定（F0作用使其没有逆转而被固定），只有后排工作。∴∴∴式中03n00)1(332'1nnnn21'nni12原理图2020/1/2412拉维娜式各档的传动分析二、D2档1.传动路线：输入轴→离合器K1→小太阳轮→短行星轮→长行星轮，此时B2工作大太阳轮制动。动力从齿圈→输出齿轮。2020/1/2413拉维娜式各档的传动分析2020/1/2414拉维娜式各档的传动分析2.传动比∵大太阳轮固定∴∴∴01n0)1(0)1(32''3211nnnnnn1'3'1nni原理图2020/1/2415拉维娜式各档的传动分析1、传动路线：涡轮轴→离合器K1→小太阳轮顺转→短、长行星轮泵轮轴→离合器K3→行星架顺转→长行星轮齿圈顺转输出齿轮。｝三、D3档2020/1/2416拉维娜式各档的传动分析2020/1/2417拉维娜式各档的传动分析2.传动比∵K1K3同时工作，使得两太阳轮成一体，长短行星轮成一体，因此两排成一体。∴1i2020/1/2418拉维娜式各档的传动分析四、D4档1、传动路线：泵轮轴→离合器K3→行星架→长行星轮，由于B2工作，使得大太阳轮固定，动力从齿圈→输出齿轮。2020/1/2419拉维娜式各档的传动分析2020/1/2420拉维娜式各档的传动分析2、传动比∵B2作用，则有又∵∴∴01n'22nn'33nn0)1(321nnn132nni原理图2020/1/2421拉维娜式各档的传动分析五、2位2位一档与D1档的传动比相同，前者有发动机制动（B1作用），而后者没有发动机制动。传动比2020/1/2422拉维娜式各档的传动分析六、L档1.传动路线：涡轮轴→离合器K1→小太阳轮→短行星轮→长行星轮，此时制动B1工作，制动行星架→齿圈→输出齿轮。2020/1/2423拉维娜式各档的传动分析2.传动比L位一档与D1档的传动比相同，前者有发动机制动（B1作用），而后者没有发动机制动。传动比21'nni2020/1/2424拉维娜式各档的传动分析六、R档1.传动路线：涡轮轴→离合器K2→大太阳轮→长行星轮，由于B1作用，制动行星架。动力从长行星轮→齿圈→输出齿轮。2020/1/2425拉维娜式各档的传动分析2020/1/24262、传动比∵B1作用制动了行星架，只有前排工作∴∴拉维娜式各档的传动分析3n03n121nni原理图2020/1/2427拉维娜式结构原理示意图返回1档返回4档返回R档返回2档返回3档