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辛普森式行星齒輪變速機(jī)構(gòu)

小知識行星齒輪辛普森

【辛普森式行星齒輪變速機(jī)構(gòu)】 辛普森式行星齒輪變速器由辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的換檔執(zhí)行元件組成 。辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)采用雙行星排，其機(jī)構(gòu)特點是：前后兩個行星排的太陽輪連為一個整體，稱為太陽輪組件；前排的行星架和后排的齒圈連接成一體，稱為前行星架和后齒圈組件，輸出軸通常與該組件相連 。包括辛普森式三檔行星齒輪變速機(jī)構(gòu)和辛普森式四檔行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 。

辛普森式行星齒輪變速機(jī)構(gòu)概述 辛普森式行星齒輪變速器從70年代開始，為通用、福特、克萊斯勒、豐田、日產(chǎn)等多家公司用于其汽車自動變速器上 。
辛普森式行星齒輪變速器由辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的換檔執(zhí)行元件組成 。辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)采用雙行星排，其機(jī)構(gòu)特點是：前后兩個行星排的太陽輪連為一個整體，稱為太陽輪組件；前排的行星架和后排的齒圈連接成一體，稱為前行星架和后齒圈組件，輸出軸通常與該組件相連（如圖） 。這樣一來，該行星機(jī)構(gòu)只具有四個獨立元件：前排齒圈、前后太陽輪組件、后排行星架、前行星架和后齒圈組件 。1-前齒圈 2-太陽輪組件 3-行星齒輪 4-后行星架 5-前行星架和后齒圈組件 辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)簡圖
辛普森式三檔行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 這是一種十分著名的行星齒輪機(jī)構(gòu)，以設(shè)計發(fā)明者h(yuǎn)．w．simpson工程師命名的機(jī)構(gòu)，從20世紀(jì)4o年代至今廣泛采用于世界各國的汽車自動變速器中，它的特點是由兩個完全相同的齒輪參數(shù)的行星排組成，見圖9．14 。整個機(jī)構(gòu)具有相同齒圈，六個相同的行星輪和一個供兩個行星排合用的加長太陽輪（故又稱共同太陽輪行星齒輪機(jī)構(gòu)），它的前行星架和后齒圈為同一構(gòu)件，并且和輸出軸連接 。該機(jī)構(gòu)可組成三個前進(jìn)檔和一個倒檔 。1．各執(zhí)行元件的功能
辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)置了五個變速執(zhí)行元件：c1前多片離合器，c2后多片離合器、b1微動帶，b2后制動帶、f1 單向離合器 。五個變速執(zhí)行元件的作用效果如下（見圖9．15） 。
①當(dāng)c1前多片離合器作用時，把來自渦輪輸出軸的動力接通至太陽輪 。
②當(dāng)c2后多片離合作用時，把來自渦輪輸出軸的動力接通至前排赤圈 。
③當(dāng)b1前制動帶作用時，固定太陽輪 。
④當(dāng)b2后制動帶作用時，固定后行星架 。
⑤當(dāng)f1單向離合器作用時，固定后行星架 。
在辛普森機(jī)構(gòu)中的b1和b2實際上是一種制動器，在某些變速器中該制動器采用制動帶，而在有些變速器中則采用多片離合器作為制動器，例如日本豐田的自動變速器 。
表9.3反映了辛普森行星齒輪機(jī)構(gòu)變速器變速執(zhí)行元件的工作規(guī)律 。2．動力流分析
下面進(jìn)行辛普森機(jī)構(gòu)各檔位的動力流分析 。
l）l檔
把預(yù)選桿置于d位置，c2后多片離合器作用把輸入動力傳給前齒圈，f1單向離合器作用，使后行星架固定不動 。由于后排行星架被fi單向離合器固定，因此后排行星齒輪機(jī)構(gòu)具有確定傳動比，且是減速機(jī)構(gòu)，另外后排行星齒輪機(jī)構(gòu)通過后齒圈輸出，它的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向應(yīng)該和前行星架保持一致，因為前行星架和后齒圈為同一構(gòu)件 。根據(jù)這兩個條件，就可以確定前行星架和太陽輪之間的轉(zhuǎn)速分配，顯然太陽輪的轉(zhuǎn)速比前行星架快得多 。
太陽輪逆時針的旋轉(zhuǎn)帶動后行星輪順時針轉(zhuǎn)動，行星輪再帶動后齒圈順時針轉(zhuǎn)動，由于后齒圈順時針轉(zhuǎn)動時，會給后行星架施加一個逆時針的力矩，通過f1單向離合器將后行星架固定 。后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比是后齒圈和太陽輪齒數(shù)之比，但辛普森機(jī)構(gòu)1檔傳動比要大得多，計算也更復(fù)雜且有確定的傳動比 。

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