Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 行星齒輪系之作動原理

2007年6月13日 星期三

行星齒輪系之作動原理


b94611023許惠善生機二
抱歉,前一篇傳太快了XP
煩請教授po在機動論談,圖片一二三附加在附加檔上了

行星齒輪系之作動原理以及在汽車變速箱的應用

基本上行星齒輪大家應該原理大多了解了,這篇文章除了讓大家在複習一次行星齒輪的元哩,我覺得大家更值得去看後面敘述行星齒輪在汽車變速箱的應用。

原理:

行星齒輪系機構是由太陽齒輪,行星齒輪,行星齒輪架,環齒輪與機架構成的,是一個5連桿6接頭的機構(5連桿(L=5):太陽齒輪,行星齒輪,行星齒輪架,環齒輪與機架共5桿,6接頭:太陽齒輪,行星齒輪架,環齒輪與機架之間共3個旋轉對接頭,行星齒輪與行星齒輪架之間的1個旋轉對接頭(J1=4);太陽齒輪與行星齒輪架,行星齒輪架與環齒輪之間的2個齒輪對接頭(J2=2)).代入自由度方程式

DOF=3(L-1)-2J1-J2
=3(5-1)-2X4-2
=2

由方程式可得其自由度為2,及需要1個輸入運動與1個限制才能得到可預期的輸出運動.在應用上我們先定義3個參數即太陽齒輪,行星齒輪架,環齒輪對機架之轉速.此三個參數可為輸入,輸出,固定不同狀態,在不同狀態之下輸入與輸出的關係可能為同向,反向或加速,減速,同速,不傳動等情況.大家可在圖2中看到在不同情況之下,輸入與輸出之關係.以變速箱來說,除OD(over
drive即變速箱輸出轉速大於引擎轉速)檔之外,變速機構要滿足以下幾種檔位要求:1.不同減速比之檔位(可利用圖2中A,F,G情況)2.倒檔(可利用圖2中B情況)3.空檔(可利用圖2中H情況).


圖1 圖2 圖3
(如附件1.2.3)
應用:

1.在變速箱的應用上,各家廠牌的齒輪系配置不盡相同.大致上為串聯前後兩組行星齒輪系配出4段的減速比(檔位),在串聯一組倒檔行星齒輪系.或串聯前後兩組行星齒輪系配出3段減速比+1段倒檔.
2.行星齒輪系的離合作動(自動變速箱的換檔作動)由行車電腦依照引擎轉速,引擎負荷,車速,節氣閥開度,駕駛者意志等因素,經計算過後用油壓伺服機構控制.

舉例說明:


如圖3所示,其為一個行星齒輪組.輸入為環齒輪,輸出為行星架.可利用摩擦片或束緊帶藉由油壓系統來達成離合的作用.其輸入輸出的情況如下.
1.同向減速(情況F):當束緊帶作用將太陽齒輪固定時,行星架與太陽齒輪同向旋轉,行星架的轉速較環齒輪慢,其減速比為1+λ.
2.同向直傳(情況G):當摩擦片作用時,太陽齒輪,行星架,環齒輪成一體.行星架與太陽齒輪同向旋轉轉速相同,其減速比為1.

加力箱的行星齒輪組應該就是此型式.當2H及4H時,摩擦片作用,為同向直傳的狀態.當4L時,束緊帶作用,為同向減速的狀態.實際上齒輪系離合的機構應該不是用摩擦片和束緊帶,可能是花鍵.其離合機構之作用動力應該不是油壓,而是我們排檔時的力量.

???

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