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运用杠杆法计算汽车行星齿轮变速器的传动比
摘　要：从运动特性方程推导出不同形式行星齿轮机构的等效杠杆，以输出速度为1个单位做速度线图，使等效杠杆法应用进行传动比计算更为简单明了。并对汽车自动变速器的2种典型行星齿轮机构进行速比分析。
优质期刊推荐造成变速器齿轮磨损的原因有哪些？_汽车维修
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造成变速器齿轮磨损的原因有哪些？
变速器齿轮经常在高转速、高负荷、转速和负荷不断交变的情况下工作。齿轮除了由于正常磨损外，还会由于润滑油品质、润滑条件不良、驾驶操作不当、维修时齿轮装配相互啮合位置不当等原因，造成齿轮冲击，轮齿啮合得不好以及起步抖动等，加速齿轮的磨损和损伤。另外，齿轮其他部位或其他零件的磨损（如齿轮孔中花键槽、轴承、花键轴等磨损）、变形（如变速器壳体轴承座承孔磨损或变形、花键轴变曲等），离合器或传动轴的装配不当，制漳上的某些缺陷（如渗碳层不均匀、齿轮翘曲等），也会加速齿轮的磨损。
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变速器的分类[1]|
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变速器,变速器的作用是什么?
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
改变机床、汽车、拖拉机等机器运转速度或牵引力的装置，由许多直径大小不同的齿轮组成。通常装在发动机的主动轴和从动轴之间。　　变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分。用三联滑移齿轮变速，轴向尺寸大；用变位滑移齿轮变速 ，结构紧凑 ，但传动比变化小。离合器有啮合式和摩擦式之分。用啮合式离合器时，变速应在停车或转速差很小时进行，用摩擦式离合器可在运转中任意转速差时进行变速，但承载能力小，且不能保证两轴严格同步。为克服这一缺点，在啮合式离合器上装以摩擦片，变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接合。行星齿轮传动变速器可用制动器控制变速。变速器广泛用于机床、车辆和其他需要变速的机器上 。 机床主轴常装在变速器内，所以又也叫主轴箱，其结构紧凑，便于集中操作。在机床上用以改变进给量的变速器称为进给箱。　　汽车变速器是通过改变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。通俗上分为手动变速器(MT)，自动变速器(AT)， 手动/自动变速器，无级式变速器。 　　变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
　　它的作用是：
　　1.在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。&　　由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。
　　2.实现倒车行驶
　　汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。
　　3.实现空档
　　当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。
　　变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。
　　机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。
　变速器，用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。变速器在车辆的行驶中主要起这样几方面的作用：
　　1. 它使汽车能以非常低的稳定车速行驶，而这种低的转速只靠内然机的最低稳定转速是难以达到的。
　　2. 变速器的倒档使汽车可以倒退行驶。
　　3. 其空档使汽车在起动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。
　　现在汽车所使用的变速器主要有以下几种形式。
　　手动变速器(MT)
　　手动变速器（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比版权所有，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。
　　手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为5挡位（4个前进挡 、1个倒挡），也有的汽车采用6挡位变速器。
　　一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。
　　自动变速器(AT)
　　自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。
　　一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。
　　手动/自动变速器
　　手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出，称为Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。
　　驾驶者可以在入弯前像手动档般地强迫降挡减速，出弯时可以低中档加油出弯。
　　现在的自动档车的方向盘上又增加了“+”、“-”换档按钮，驾驶者就能手不离开方向盘加减档。
　　无级变速器(CVT)
　　无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此，要比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。无级变速器属于自动变速器的一种，但它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。功能　　(1)改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。 在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如，在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。　　(2)实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。实现倒车行驶汽车，发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。　　(3)中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。　　(4)实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如，可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。构成　　变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。原理　　机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。分类　　1、按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。 　　(a)有级式变速器：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮(行星齿轮)轴线旋转的行星齿轮变速器两种。 　　(b)无级式变速器:传动比可在一定范围内连续变化,常见的有液力式,机械式和电力式等。 　　(c)综合式变速器：由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。 　　2、按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式和半自动操纵式三种。 　　(a)强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。 　　(b)自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。 　　(c)半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是部分档位自动换档，部分档位手动(强制) 换档；另一类是预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。变速器的检修　　1.变速器齿轮的检修　　变速器齿轮经常处在不断变化的转速,负荷下进行工作,齿轮齿面又受到冲击载荷的冲击,致使齿轮(特别是齿面)产生损伤.常见损伤有:　　(1)齿轮磨损 变速器齿轮在正常工作条件下,齿面呈现出均匀的磨损,要求沿齿长方向磨损不应超过原齿长的百分之30;齿厚不应超过0.40;齿轮啮合面积不低于齿面的3分之2;运转齿轮啮合间隙一般应为0.15-0.26mm,使用限度为0.80接合齿轮啮合间隙应为0.10-0.15mm,使用限度为0.60mm.可用百分表或软金属倾轧法测量.如果超过间隙,应成对更换.　　(2)齿轮轮齿破碎 轮齿破碎,主要是由于齿轮啮合间隙不符合要求,轮齿啮合部位不当或工作中受到较大的冲击载荷所致.若轮齿边缘有不大于2mm的微笑破碎,可用油石修磨后继续使用;若超过这个范围或有3处以上微笑破碎,则应成对更换.　　(3)常啮合齿轮端面磨损 常啮合的斜齿端面应有.10-0.30mm的轴向间隙,以保证齿轮良好运转,若齿端磨损起槽,可磨削修复,但磨削量应不超过.50mm.　　(4)常啮合齿轮轴颈,滚针轴承及座孔磨损 成啮合齿轮座孔与滚针轴承及轴颈三者配合间隙应为0.01-0.08mm,否则应予更换. 　　2.变速器壳体的检修　　变速器壳体是变速器总成的基础件,用以保证变速器中各零件的正确位置,工作中承受一定的载荷.常见损伤有:　　(1)轴承座孔的磨损 壳体的轴承座孔磨损会破坏其与轴承的装配关系,直接影响变速器输入,输出轴的相对位置.轴承与座孔的配合间隙应为0-0.03mm,最大使用极限为0.10mm.否则应更换壳体或承孔镶套修复.　　(2)壳体螺纹孔的修复 注油罗塞孔,放油螺塞孔的螺纹损伤以及壳体之间连接螺栓螺纹孔的损伤,可采取镶螺塞修复.　　3.变速器轴的检修　　变速器在工作过程中,各轴承受着变化的扭转力矩,弯曲力矩作用,健齿部分还承受着挤压,冲击和滑动摩擦等载荷.各轴的常见损伤有:　　(1)轴颈磨损 轴颈磨损过大,不但会使齿轮轴线偏移,而且会带来齿轮啮合间隙的改变,造成传动时发出噪声.同时也使轴颈与轴承配合关系受到破坏,运转可能引起烧蚀.因此要求滚子轴承所在过盈配合处轴颈磨损不大于0.02mm滚针轴承配合处轴颈磨损不大于0.07mm,否则景更换或镀铬修复.　　(2)健齿磨损健齿磨损在受力一侧较为严重.可与花键套配合检查,当健齿磨损超过0.25或与原键槽配合见习超过0.40mm时,齿轮的接合齿圈,结合套与健齿周配合见习大于0.30mm时,半圆键与轴颈键槽见习超过0.08mm时对健齿周或有键槽的轴应修复或更换.　　(3)变速器轴弯曲检修 用顶针顶住变速器轴两端的顶针孔,利用百分表检查轴的径向跳动,其偏差应小于0.10mm.超过应进行压力校正修复.　　4.同步器的检修　　a.锁环式惯性同步器的检修:锁环的锥面角a约为6度-7度,在使用中,锥角变形中增大而不能迅速同步,则应及时更换.　　b.锁销式惯性同步器:锁销式同步器主要损伤为锥环,锥盘磨损,当锥环斜面上0.40mm深的螺纹槽磨损至010mm深时,应更换.若锥环端面有擦痕,则需要端面车削,但累计车削两不得大于1mm,否则应更换.
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来源：　　作者：陈强明;
红旗CA7560型轿车自动变速器中行星齿轮机构受力分析及各档传动比的计算方法　 1　行星齿轮机构的受力分析及运动规律要了解红旗CA7560型轿车自动变速器工作原理,必须掌握单排行星齿轮机构的受力分析及行星齿轮机构的运动规律。行星齿轮所受到的作用力分析如下:作用于太阳轮1上的力矩M1=F1r1作用于齿圈2上的力矩M2=F2r2作用于行星架上的力矩M3=F3r3设齿圈与太阳轮齿数比为,则α=z2/z1=r2/r1则r2=2r1.又r3=(r1+r2)/2=(1+α)r1/2式中,r1,r2为太阳轮和齿圈的半径;r3为行星轮与太阳轮的中心距。由行星轮4的力平衡条件可得F1=F2和F3=-2F1因此,太阳轮、齿圈和行星架上的力矩分别为M1=F1r1M2=αF1r1M3=-(α+1)F1r1根据能量守恒定律,三个元件上输入和输出功率的代数和应等于零。即M1ω1+M2ω2+M3ω3=0式中,ω1、ω2、ω3分别为太阳轮、齿圈和行星架的角速度,可得到行星齿轮机构运动规律的特性方程式ω1+2ω2-(1+α)ω3=0若以转速代替角速度,得n1+2n2-(1+α)n3=02　红旗CA7560型轿车自动变速器各档传动比计算方法从以上可以看出。在太阳轮、齿圈和行星架这三个元件中,可任选两(本文共计2页)　　　　　　　　　　
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