行星齒輪系統

科目：

太陽輪、行星架和齒圈
自動檢驗機構
行星齒輪系統變速器
計算一檔傳動比
計算二檔傳動比
計算第三檔傳動比

太陽輪、行星架和齒圈：
行星齒輪系統由至少一組齒輪組成，每組齒輪有太陽輪、行星架和齒圈。因此需要有關行星齒輪系統操作的基本知識（例如轉動太陽齒輪、帶有衛星齒輪的行星架和環形齒輪，請參見第自動變速箱).
下面是齒輪組的圖像，其中太陽齒輪為綠色，帶有衛星齒輪的托架為藍色，環形齒輪為紅色。清晰可見齒輪組被分成兩部分。計算是透過方程式完成的，因此即使所有內容都除以二也沒關係。畢竟，比例保持不變。

在本頁的進一步內容中，我們將使用比率 Z、D 和 R 進行計算。透過遵循連接各個行星系統的線，可以使用所有 Z、D 和 R 的比率來確定相關齒輪的總傳動比。

自動變速箱：
傳統的自動變速箱透過在不同的行星齒輪系統之間切換來工作，請參閱章節自動變速箱。

下面是自排變速箱中四組行星齒輪系統的示意圖。共有三種前進檔系統和一種倒檔系統。紅線表示通過自動變速箱的力的方向；從左側（帶變矩器的引擎側）穿過帶有行星系統的完整部件（黑線）到傳動軸的聯軸器。如果您仔細觀察變速箱中的系統，您會發現上圖是由它們衍生的。變速箱中使用了四個系統，每個系統都有 Z、D 和 R（太陽輪、行星架和齒圈）。

行星齒輪系統在中心線上方和下方對稱。沒有其他辦法，因為行駛時內部會旋轉。為了深入了解齒輪嚙合時發生的情況，下圖中行星系統中的從動部件也以紅色突出顯示：

在上圖中，齒輪 1 已嚙合。要接合 1 檔，必須接合離合器。該連結顯示為藍色。對於閉式聯軸器和行星系統的一側從動側，一個部件也必須旋轉。在這種情況下，零件的尺寸決定了傳動比（想像一下小輸入齒輪和大輸出齒輪；大齒輪將旋轉得更慢。如果大齒輪的齒數是小齒輪的兩倍，那麼比例為1:2 )。
原則上，這也適用於自動變速箱；所有四個系統中的環形齒輪、太陽齒輪和衛星齒輪的尺寸都不同。現在您可能可以想像，當另一個離合器通電時（例如左側的系統），輸出軸的速度改變了。

在本頁的進一步內容中，影像、解釋和計算解釋了自動變速箱中的行星齒輪系統在行駛時如何換檔。

行星齒輪系統變速器：
我們現在要看看變速箱的上半部（因為盒子上下對稱，見下圖）。根據該圖像，我們將確定頁面稍後的傳輸情況。系統上方顯示系統編號；從1到3和系統R（反向）。
每個星係都有自己的 Z、D 和 R。這在圖像中沒有顯示，但如果您再次查看本頁頂部的圖像，您就會認出它。這將在本頁稍後被視為已知。

在影像的左下角，您可以看到耦合“K4”，該耦合確保系統的兩側同時連接；系統 3 連接到系統 1 和 2。沒有其他連接被關閉，因此整個系統被“阻塞”。引擎轉速以1比1的方式傳遞給車輛的車輪，無傳動比；我們稱之為直接價格。這是第四檔。
在配備手排變速箱的汽車中，第四檔通常也是直接驅動的。在這裡，引擎轉速也以 1 比 1 的比例傳輸到車輪。
輸入軸（引擎或液力變矩器）和輸出軸（車輛）的速度差稱為傳動比。

第一檔已接合。
透過固定係統 I 的托架（使用聯軸器 K1），力可以從太陽輪傳遞到托架。載具與車輛相連，因此引擎和變速箱之間現在有直接連接。零件的尺寸決定了齒輪比（稍後會詳細介紹）。

紅線表示力的級數。綠線表示哪些其他組件正在運行，因為它直接連接到紅線。這些部件確實旋轉，但由於離合器沒有通電，因此它們不會發生任何變化。他們只是閒著。藍線表示耦合器 K1 通電時固定的情況。這樣不僅系統1的行星架被固定，系統3的行星架和系統R的太陽輪也被鎖定。

如上所述，當換入一檔時，離合器 K1 通電。當換至二檔時，離合器K1將脫開，另一個離合器將通電。這可以從表中看出。

當換至二檔時，離合器K2將通電。然後固定係統2的齒圈。由於系統2的太陽輪是固定的，並且太陽輪被驅動，因此托架將旋轉。此載體將依序驅動系統 1。在系統1中，齒圈這次沒有被阻擋，而是由另一個系統驅動。在這種情況下，輸出速度（車輛的線）將因此具有比換檔第一檔時更低的速度。

本頁透過圖像、解釋和計算進一步闡明了這一點。

計算一檔傳動比：
根據下表，連結K1已關閉。因此環形齒輪被鎖定。來自引擎的驅動力通過太陽輪並通過行星架傳遞至車輛。也給出了比率，即係統 1,00 的太陽輪為 3,00，齒圈為 1。我們將以此進行計算。
計算行星齒輪系統傳動比的基本公式如下：

ω 代表 歐米茄 並且是 角速度 轉彎時。

因為我們用系統1計算，所以我們在所有內容後面加1。我們為以下系統更改此數字。特別是在多個系統的情況下（一個系統驅動另一個系統），必須這樣注意，因為否則會變得非常混亂。
下圖是第一檔的示意圖。為清楚起見，Z（太陽輪）、D（行星架）和 R（齒圈）以藍色繪製。

我們現在填寫第一個系統的基本公式。歐米伽身份不明，配戴者一動也不動。所以我們不能為此填寫任何內容。 Z1和D1是已知的，所以我們將它們填入。 R1 是靜止的，所以我們把它劃掉。我們不會在公式中添加任何東西。

現在您可以看到第一檔的傳動比為 4。
在汽車技術中，這種情況永遠不會發生，它總是略高於或低於 4，因為否則齒輪總是在同一表面上相互接觸（額外磨損）。但這裡作為例子計算起來比較容易。現在您還可以看到 omega 已被知道！
ωZ1 = 4
ωD1 = 1
這些歐米茄是系統中軸的角速度。在第一檔中，歐米茄並不重要，但在計算雙驅動系統時（如在第二檔中將變得清楚），它很重要。

計算二檔傳動比：
在計算第二檔傳動比時，必須考慮到第一系統是雙驅動的；系統1的太陽輪由馬達驅動，托架由系統2驅動。現在，這導致與環形齒輪靜止的情況（例如第一檔）不同的車輛速度。

在計算時，我們總是從僅被驅動的系統開始。在這種情況下，它是系統 2，因為它僅由馬達通過太陽輪驅動。

第二系統執行的傳輸是5,1。這不是引擎和車輪之間的傳動，而是引擎和系統 1 之間的傳動。現在我們將使用系統 1 的數據計算系統 2 的傳動比，因為現在已知歐米茄：
ωZ2 = 4,1
ωD2 = 0,8
如果您現在查看該圖，您將看到系統 1 和 2 的太陽輪相互連接。系統 2 的行星架和系統 1 的齒圈也相互連結。連接部分的歐米伽是相同的，所以我們可以說：
ωZ2 = ωZ1 = 4,1
ωD2 = ωR1 = 0,8
仔細觀察這一點非常重要！始終遵循圖中的線條。

現在我們將這些 omega 輸入到系統 1 的計算中。