行星齿轮系统

翁德沃彭：

太阳轮、行星架和齿圈
自动变速箱
行星齿轮系统变速器
计算一档传动比
计算二档传动比
计算第三档传动比

太阳轮、行星架和齿圈：
行星齿轮系统由至少一组齿轮组成，每组齿轮具有太阳轮、行星架和齿圈。因此需要有关行星齿轮系统操作的基本知识（例如转动太阳齿轮、带有卫星齿轮的行星架和环形齿轮，请参见第自动变速箱).
下面是齿轮组的图像，其中太阳齿轮为绿色，带有卫星齿轮的托架为蓝色，环形齿轮为红色。清晰可见齿轮组被分成两部分。计算是通过方程式完成的，因此即使所有内容都除以二也没关系。毕竟，比例保持不变。

在本页的进一步内容中，我们将使用比率 Z、D 和 R 进行计算。通过遵循连接各个行星系统的线，可以使用所有 Z、D 和 R 的比率来确定相关齿轮的总传动比。

自动变速箱：
传统的自动变速箱通过在不同的行星齿轮系统之间切换来工作，请参阅章节自动变速箱。

下面是自动变速器中四组行星齿轮系统的示意图。共有三种前进档系统和一种倒档系统。红线表示通过自动变速器的力的方向；从左侧（带变矩器的发动机侧）穿过带有行星系统的完整部件（黑线）到传动轴的联轴器。如果您仔细观察变速箱中的系统，您会发现上图是由它们衍生的。变速箱中使用了四个系统，每个系统都有 Z、D 和 R（太阳轮、行星架和齿圈）。

行星齿轮系统在中心线上方和下方对称。没有其他办法，因为行驶时内部会旋转。为了深入了解齿轮啮合时发生的情况，下图中行星系统中的从动部件也以红色突出显示：

在上图中，齿轮 1 已啮合。要接合 1 档，必须接合离合器。该链接显示为蓝色。对于闭式联轴器和行星系统的一侧从动侧，一个部件也必须旋转。在这种情况下，零件的尺寸决定了传动比（想象一下小输入齿轮和大输出齿轮；大齿轮将旋转得更慢。如果大齿轮的齿数是小齿轮的两倍，那么比例为 1:2)。
原则上，这也适用于自动变速器；所有四个系统中的环形齿轮、太阳齿轮和卫星齿轮的尺寸都不同。现在您可能可以想象，当另一个离合器通电时（例如左侧的系统），输出轴的速度发生了变化。

在本页的进一步内容中，图像、解释和计算解释了自动变速器中的行星齿轮系统在行驶时如何换档。

行星齿轮系统变速器：
我们现在要看看变速箱的上半部分（因为盒子上下对称，见下图）。根据该图像，我们将确定页面稍后的传输情况。系统上方显示系统编号；从1到3和系统R（反向）。
每个星系都有自己的 Z、D 和 R。图像中未显示这一点，但如果您再次查看本页顶部的图像，您就会认出它。这将在本页稍后被视为已知。

在图像的左下角，您可以看到耦合“K4”，该耦合确保系统的两侧同时连接；系统 3 连接到系统 1 和 2。没有其他连接被关闭，因此整个系统被“阻塞”。发动机转速以1比1的方式传递给车辆的车轮，无传动比；我们称之为直接价格。这是第四档。
在配备手动变速箱的汽车中，第四档通常也是直接驱动的。在这里，发动机转速也以 1 比 1 的比例传输到车轮。
输入轴（发动机或液力变矩器）和输出轴（车辆）的速度差称为传动比。

第一档已接合。
通过固定系统 I 的托架（使用联轴器 K1），力可以从太阳轮传递到托架。载体与车辆相连，因此发动机和变速箱之间现在有直接连接。零件的尺寸决定了齿轮比（稍后会详细介绍）。

红线表示力的级数。绿线表示哪些其他组件正在运行，因为它直接连接到红线。这些部件确实旋转，但由于离合器没有通电，因此它们不会发生任何变化。他们只是闲着。蓝线表示耦合器 K1 通电时固定的情况。这样不仅系统1的行星架被固定，而且系统3的行星架和系统R的太阳轮也被锁定。

如上所述，当换入一档时，离合器 K1 通电。当换至二档时，离合器K1将脱开，另一个离合器将通电。这可以从表中看出。

当换至二档时，离合器K2将通电。然后固定系统2的齿圈。由于系统2的太阳轮是固定的，并且太阳轮被驱动，因此托架将旋转。该载体将依次驱动系统 1。在系统1中，齿圈这次没有被阻挡，而是由另一个系统驱动。在这种情况下，输出速度（车辆的线）将因此具有比换档第一档时更低的速度。

本页通过图像、解释和计算进一步阐明了这一点。

计算一档传动比：
根据下表，链接K1已关闭。因此环形齿轮被锁定。来自发动机的驱动力通过太阳轮并通过行星架传递至车辆。还给出了比率，即系统 1,00 的太阳轮为 3,00，齿圈为 1。我们将以此进行计算。
计算行星齿轮系统传动比的基本公式如下：

ω 代表 欧米茄 并且是 角速度 转弯时。

因为我们用系统1计算，所以我们在所有内容后面加1。我们为以下系统更改此数字。特别是在多个系统的情况下（一个系统驱动另一个系统），必须这样注意，因为否则会变得非常混乱。
下图是第一档的示意图。为清楚起见，Z（太阳轮）、D（行星架）和 R（齿圈）以蓝色绘制。

我们现在填写第一个系统的基本公式。欧米伽身份不明，佩戴者一动不动。所以我们不能为此填写任何内容。 Z1和D1是已知的，所以我们将它们填入。 R1 是静止的，所以我们把它划掉。我们不会在公式中添加任何东西。

现在您可以看到第一档的传动比为 4。
在汽车技术中，这种情况永远不会发生，它总是略高于或低于 4，因为否则齿轮总是在同一表面上相互接触（额外磨损）。但这里作为例子计算起来更容易。您现在还可以看到 omega 已被知晓！
ωZ1 = 4
ωD1 = 1
这些欧米茄是系统中轴的角速度。欧米茄在一档中并不重要，但在计算双驱动系统时（如在二档中将变得清晰），它们很重要。

计算二档传动比：
在计算第二档传动比时，必须考虑到第一系统是双驱动的；系统1的太阳轮由电机驱动，托架由系统2驱动。现在，这导致与环形齿轮静止的情况（例如第一档）不同的车辆速度。

在计算时，我们总是从仅被驱动的系统开始。在这种情况下，它是系统 2，因为它仅由电机通过太阳轮驱动。

第二系统执行的传输是5,1。这不是发动机和车轮之间的传动，而是发动机和系统 1 之间的传动。现在我们将使用系统 1 的数据计算系统 2 的传动比，因为现在已知欧米茄：
ωZ2 = 4,1
ωD2 = 0,8
如果您现在查看该图，您将看到系统 1 和 2 的太阳轮相互连接。系统 2 的行星架和系统 1 的齿圈也相互连接。连接部分的欧米伽是相同的，所以我们可以说：
ωZ2 = ωZ1 = 4,1
ωD2 = ωR1 = 0,8
仔细观察这一点非常重要！始终遵循图中的线条。

现在我们将这些 omega 输入到系统 1 的计算中。