來源:驅(qū)動視界 行星輪系結(jié)構(gòu)介紹 行星齒輪是指除了能像定軸齒輪那樣圍繞著自己的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動之外,它們的轉(zhuǎn)動軸還隨著行星架繞其它齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的齒輪系統(tǒng)。 繞自己軸線的轉(zhuǎn)動稱為“自轉(zhuǎn)”,繞其它齒輪軸線的轉(zhuǎn)動稱為“公轉(zhuǎn)”,就象太陽系中的行星那樣,因此得名。 結(jié)構(gòu)特點:
傳動組合 在包含行星齒輪的齒輪系統(tǒng)中,傳動原理與定軸齒輪不同。 由于存在行星架,因此可以有三條轉(zhuǎn)動軸允許動力輸入/輸出,還可以用離合器或制動器之類的手段,在需要的時候限制其中一條軸的轉(zhuǎn)動,只剩下兩條軸進行傳動。 因此,互相嚙合的齒輪之間的關(guān)系可以有多種組合: (1)動力從太陽輪輸入,從外齒圈輸出,行星架通過機構(gòu)鎖死; (2)動力從太陽輪輸入,從行星架輸出,外齒圈鎖死; (3)動力從行星架輸入,從太陽輪輸出,外齒圈鎖死; (4)動力從行星架輸入,從外齒圈輸出,太陽輪鎖死; (5)動力從外齒圈輸入,從行星架輸出,太陽輪鎖死; (6)動力從外齒圈輸入,從太陽輪輸出,行星架鎖死; (7)兩股動力分別從太陽輪和外齒圈輸入,合成后從行星架輸出; (8)兩股動力分別從行星架和太陽輪輸入,合成后從外齒圈輸出; (9)兩股動力分別從行星架和外齒圈輸入,合成后從太陽輪輸出; (10)動力從太陽輪輸入,分兩路從外齒圈和行星架輸出; (11)動力從行星架輸入,分兩路從太陽輪和外齒圈輸出; (12)動力外齒圈輸入,分兩路從太陽輪和行星架輸出。 速比如何計算-單排行星齒輪機構(gòu) 固定三個元件中的任意一個,其它兩個元件都可以輸出恒定的傳動比; 沒有元件固定,其中兩個元件相固聯(lián)后帶動另一個輸出; Note: 詳細速比推導過程請參考網(wǎng)上資料 相對運動 對于相對運動,也就是以行星架為參照,各輪傳動可視為定軸輪系,存在一定的轉(zhuǎn)速關(guān)系: 式中----太陽輪相對行星架的轉(zhuǎn)速 ----齒圈相對行星架的轉(zhuǎn)速 K----齒圈齒數(shù)和太陽輪齒數(shù)之比,稱為行星排特性參數(shù) 橫坐標代表傳動比; 縱坐標代表齒輪轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向; 速度圖解法 相對于分析法,圖解法不只局限于數(shù)學上的理解,其更為直觀,各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速一目了然。隨著CAD技術(shù)的普及,原來計算結(jié)果不精確的情況也大為改善。 由《理論力學》中的剛體平面運動原理,可將物體的平面運動簡化為平面圖形的運動。當平面圖形運動時,在每一時刻都有一個瞬時轉(zhuǎn)動中心,即圖形繞著一個速度等于零的點轉(zhuǎn)動,這個點稱為絕對瞬心。應(yīng)用這個原理來繪制平面圖形運動的速度圖的方法,稱之為速度圖解法。 為了便于理解,分析前, 先看一下車輪子沿水平路面作等速直線純滾動的情況。車輪的滾動情況與行星輪有一定的相似之處, 平直的路面可以看作半徑為∞的圓周, 而行星輪只不過是在有限半徑的圓周上滾動罷了。
速比如何計算-單排行星齒輪機構(gòu) 通過推導,最終得到我們需要的行星齒輪機構(gòu)運動規(guī)律公式,如下所示: AT變速器速比計算-1擋 行星輪系的運動規(guī)律方程式:Ns+a*Nr-(1+a)*Nc=0 其中:N1、N2、N3分別表示前排/中排/后排元件,a為齒圈與太陽輪的齒數(shù)比; Ns、Nr、Nc分別表示太陽輪/齒圈/行星架的轉(zhuǎn)速. 自動模式1擋時,C1和F3起作用,Ns1=Ns2=Ns3、Nc2=Nr3=0 前排太陽輪輸入,行星架(固連中排齒圈)和齒圈空轉(zhuǎn); 中排太陽輪輸入,行星架固定,齒圈(固連前排行星架)空轉(zhuǎn); 后排太陽輪輸入,齒圈固定,行星架輸出. 速比i=輸入/輸出=Ns1/Nc3= Ns3/Nc3 =(1+a3)=1+78/30=3.6 速比如何計算-DCT/MT MT/DCT變速器的速比直接是齒輪齒數(shù)比得到擋位齒輪的速比; 行星輪系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 行星齒輪機構(gòu)的應(yīng)用首先會想到AT自動變速器,發(fā)動機出來是液力變矩器,然后是行星齒輪組,排列組合產(chǎn)生數(shù)個速比 行星輪系結(jié)構(gòu)在新能源汽車中的應(yīng)用 豐田的THS系統(tǒng)(Toyota Hybrid System) 齒圈連接驅(qū)動電機,行星架連接發(fā)動機,太陽輪連接發(fā)電機/啟動電機; 兩個電機同軸布置; E-CVT的結(jié)構(gòu)非常的簡單,僅僅由外齒圈(這里的外齒圈同時連接2號電機和輸出軸)和行星齒輪架(連接發(fā)動機)和太陽齒輪(連接1號電機)組成,即動力傳遞流為:2號電機—外齒圈—輸出軸,同時由于行星齒輪組的存在,故亦有:發(fā)動機—行星組—外齒圈—輸出軸。 Power-Split 結(jié)構(gòu) 發(fā)動機連接行星架; 發(fā)電機連接太陽輪; 齒圈與動力輸出相連; 兩個電機非同軸布置; 發(fā)動機啟動——混動車型相對于傳統(tǒng)動力汽車是沒有啟動電機的,那混動車如何啟動發(fā)動機呢? 當齒圈固定不動(即車輪不動)時,只有行星齒輪的自轉(zhuǎn),太陽齒輪(發(fā)電機/啟動電機)才可以帶動架(即發(fā)動機)轉(zhuǎn)動,這個過程即啟動發(fā)動機過程; 此時電動機沒有啟動。 有了行星齒輪的自轉(zhuǎn),當齒圈(MG2)正轉(zhuǎn)時,太陽齒輪(MG1)也可以反轉(zhuǎn)。反之,而當齒圈(MG2)反轉(zhuǎn)時,恒星齒輪(MG1)又可以正轉(zhuǎn)。 又比如,外齒圈和太陽齒輪同向轉(zhuǎn)動時,行星齒輪可以不自轉(zhuǎn),只公轉(zhuǎn),從而帶動汽油機轉(zhuǎn)動。當行星齒輪座不轉(zhuǎn)時,齒圈和太陽齒輪仍可以自由轉(zhuǎn)動。正是因為行星齒輪組的這個巧妙的特性,發(fā)動機、車輪、電動機才能時時連接在一起運轉(zhuǎn)而又能互不干擾,故此省去了離合的結(jié)構(gòu)。 純電驅(qū)動模式 在動力電池電量充足且功率需求較?。ㄈ巛p加速或穩(wěn)定加速時),進入純電工作模式 倒擋時,控制系統(tǒng)控制反向供給電壓,實現(xiàn)電動機反轉(zhuǎn),實現(xiàn)倒擋 動力流(如左圖所示): 高壓電池→電動機→齒輪組→傳動軸→ 驅(qū)動輪 此時:發(fā)動機靜止,發(fā)電機空轉(zhuǎn),電動機驅(qū)動 能量回收(Regenerative braking) 在踩下制動踏板或松開加速踏板時。發(fā)電機停止噴油,電動機工作于發(fā)電機模式,將動能轉(zhuǎn)化電能向電池充電,以備后用 動力流(如左圖所示) : 車輪→斜齒輪組→電動機→高壓電池 此時:發(fā)動機不工作,發(fā)電機空轉(zhuǎn),電動機發(fā)電 為高壓電池充電 動力流(如左圖所示): 發(fā)動機→行星齒輪組→發(fā)電機→高壓電池 此時:發(fā)動機工作,發(fā)電機發(fā)電,電動機驅(qū)動靜止 ![]() 汽車科技新媒體 焉知汽車見聞·焉知新能源汽車 焉知汽車HR·焉知自動駕駛 焉知汽車科技·焉知汽車輕量化 |
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