第二节 辛普森单排行星齿轮机构传动原理

所有行星齿轮式自动变速器各档输出，均是由一个行星排向下一个行星排接力传递完成的，所以，只要将单行星排的传动原理了如指掌，各档输出的分析便迎刃而解。

一、齿圈主动、太阳轮制动、行星架输出

1.行星架输出

齿圈主动、太阳轮制动、行星架输出工况如图3-2-1所示。

从图3-2-1可知、当齿圈主动顺时针旋转时，齿圈轮齿便给行星轮齿一个作用力，行星轮齿受力后必定会顺时针旋转，但因太阳轮制动，则太阳轮轮齿必给顺时针旋转的行星轮齿一个反作用力。

行星轮齿在作用力与反作用力的合力作用下，使行星轮必定绕制动的太阳轮顺时针旋转，并带动行星架顺时针公转输出。

2.行星架输出传动规律

从运动方程或传动过程均可知，太阳轮制动，齿圈主动顺时针旋转时，必使行星架顺时针旋转，因此，齿圈必定旋转几个轮齿后，才能使行星轮在制动的太阳轮上转动一个齿，即齿圈旋转很多圈，才能使行星轮驱动行星架转一圈，行星架输出的转速低于主动转速，由此可得出一个重要的传动规律：

在辛普森行星排里，只要确认行星架输出，输出的转速一定低于主动的转速，是低速档减速输出。

二、行星架主动、太阳轮制动、齿圈输出

1.行星架主动旋转

行星架主动、太阳轮制动、齿圈输出工况如图3-2-2所示。

从图3-2-2可知，当行星架带着行星轮主动顺时针旋转时，因太阳轮制动，太阳轮轮齿必定给行星轮轮齿一个反作用力，使行星轮必顺时针旋转，其轮齿必给齿圈轮齿一个推力，齿圈在行星轮齿作用力作用下，必须克服其运动阻力而顺时针旋转输出。

2.行星架主动旋转重要规律

从运动方程或传动过程均可知，因齿圈顺时针旋转的转速，是主动旋转的行星架顺时针旋转的转速与行星轮在架上顺时针旋转的转速之和，使齿圈高于主动的行星架的转速超速输出。

因此，又可得出另一个重要的传动规律：

在辛普森行星排里，只要确认行星架主动旋转，输出的转速一定高于主动的转速，是超速档输出。

三、太阳轮主动、行星架制动、齿圈输出

1.行星架制动

太阳轮主动，行星架制动工况如图3-2-3所示。

从图3-2-3可知，当行星架制动，太阳轮主动顺时针旋转时，太阳轮轮齿必定给行星轮轮齿一个作用力，使行星轮在太阳轮齿作用力推动下，必定在制动的行星架上逆时针旋转。行星轮在制动的行星架上逆时针自转时，行星轮齿必定给齿圈轮齿一个作用力，齿圈轮齿必在行星轮齿作用力作用下逆时针旋转而输出。

2.行星架制动重要传动规律

在辛普森行星排里，只要确认行星架制动，主动输出与被动输出的旋转方向一定相反，且多以齿圈输出为倒档输出。

四、任意两轮连成一体、直接档输出

1.辛普森单行星排任意两轮连成一体

辛普森单行星排任意两轮连成一体的传动原理如图3-2-4所示。

从图3-2-4可知，若离合器将齿圈和太阳轮连成一体，两轮便不会有相对运动。而各行星轮轮齿既与太阳轮又与齿圈相啮合，因此各行星轮也与太阳轮和齿圈连成一体，三者间便不会有相对运动。

又因行星架穿在各行星轮中，行星架也与太阳轮等连成一体。而齿圈又以其轮齿分别与各行星轮齿相啮合，齿圈也与各轮自连成一体，整个行星排连成一整体输出直接档。

2.任意两轮连成一体的重要传动规律

从运动方程或传动过程均可知，当将行星排任意两轮连成一体时，两轮便不会有任何的相对运动，而其他各轮因与该两轮相啮合，也自连成一体。

即若行星排任意两轮连成一体，整个行星排自连成一个整体。

通过以上分析可知，将辛普森行星排中太阳轮、行星架、齿圈三者进行不同的主动和制动组合，便可得到不同传动比的输出，且有以下重要的传动规律。

五、辛普森单行星排传动规律

为方便记忆，辛普森行星排以行星架做参照物。

1）行星架主动：超速输出。且多以齿圈输出为超速档输出。

2）行星架输出：是低速档输出。

3）行星架制动：主被动转向相反，且多以齿圈输出为倒档。

4）单行星排中，任意两轮连成一体，行星排便自连成一体，输出直接档。

只要将上述规律深入理解并记住，遇到辛普森行星排时，不用一个齿轮一个齿轮地分析，也可让各档输出一目了然。