動力傳遞過程中的行星架4與4排多軸位置關(guān)系

動力傳遞過程中的行星架4與4排多軸位置關(guān)系

5.接觸的太陽輪4當(dāng)c型橋進入4擋時，儀表指針被c松開，儀表d開始結(jié)合，輸入軸不能輸入c的齒圈3和4排太陽圈4，而是只能通過2個星形橋進行輸入。由于星形二次齒輪機構(gòu)中沒有相對固定的零件，因此星形架2的動力將根據(jù)接下來的關(guān)系將其分為兩個太陽軌道和兩個齒圈。當(dāng)電子表格d連接時，第三導(dǎo)致器的數(shù)量隨齒圈3的數(shù)量直接相連。因此，此時，第三星形帶的星形架4等于第三星形架的星形架3，即星形架4。同樣，由于第四排中有兩個相互直接相連，第四星形鏈的結(jié)構(gòu)也是一個相同傳播比等于1的狀態(tài)的整體旋轉(zhuǎn)。相反，星斑框架4等于星斑框架3對應(yīng)于第二個星斑齒輪2，第四排齒圈4等于第一排星斑框架1。所以此擋位時,動力的變速過程僅發(fā)生在第一、第二兩排行星齒輪機構(gòu)上,而輸入為第二行星架、公用太陽輪、固定為第一齒圈、輸出為第一行星架1與第二齒圈2;回到我們最開始的話題,第二行星齒輪機構(gòu)的輸出,完全是由第一行星組的行星架1與太陽輪1的齒數(shù)關(guān)系來決定的第二排齒圈2與太陽輪2的輸出比例關(guān)系。我們把上面這些連接關(guān)系簡化成一張簡單的動力傳遞圖,如圖8所示。實際上,在前進4擋,由于第三、第四行星排由于離合器D、E的連接關(guān)系而處于傳動比等于1的狀態(tài)而整體旋轉(zhuǎn),但是它們卻實實在在的參與了動力流的傳遞過程;因此說,前進4擋是由全部四排行星機構(gòu)作用的結(jié)果,只不過第三、第四行星排是等速傳動的狀態(tài),第二排是由第一排決定的比例的減速輸出。根據(jù)單排單級行星齒輪傳動公式,以及各個部件的固定與連接關(guān)系我們得出下面的方程式組與條件:n太1+a1n圈1=(1+a1)n架1;n太2+a2n圈2=(1+a2)n架2;n太1=n太2,n圈1=0;n架2=輸入,n圈2=n架1=輸出;此時我們由上面算出的第2排a2:a1=2,a2=2;在此我們不在反向推導(dǎo)某行星排的傳動系數(shù),由此可以直接計算出4擋傳動比:i4=輸入/輸出=n架2/n圈2=5/3=1.6666666。因此,通過這一次直接計算出來的傳動比與資料中的i4=1.67相等,恰恰就可以證明我們以前所反向計算出來的a1與a2是完全正確的!根據(jù)上面的動力流分析,筆者繪制了前進4擋的動力流矢量圖,如圖9所示。6.機構(gòu)間的動力流對zf原理的應(yīng)用當(dāng)變速器進入5擋,離合器E再次松開,而離合器C再次接合,輸入軸動力再次經(jīng)兩路流向行星組中,其中一路還是常嚙合的第二排行星架2輸入,另一路則再次接合的離合器C將輸入軸動力送給了第三排的齒圈3以及第四排的太陽輪4,那么輸出則是由第四排行星架4以及第三排行星架3共同輸出的。這兩部分輸出筆者將分開講解,其中第四排行星架4是由輸入的第四排太陽輪4以及齒圈4驅(qū)動,而第四排齒圈4又是由第一排太陽輪1驅(qū)動行星架1獲得的;此時第一排的齒圈1是由離合器B固定的,而作為輸入的第一太陽輪1則是由第二排行星架2驅(qū)動太陽輪2和齒圈2獲得的太陽輪2那一部分動力;而第三排行星架3作為動力輸出的部分動力是由離合器C接合后把輸入動力給第三齒圈3,第三太陽輪3的動力則是由第二排行星架2驅(qū)動太陽輪2和齒圈2獲得的齒圈2那一部分動力作為輸入的,所以才得出第三行星架3的輸出。以上我們可以看出,至此為止,ZF的8HP變速器的前進5擋是由四排行星齒輪機構(gòu)共同作用的結(jié)果,每個行星齒輪機構(gòu)都在以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而沒有任何一個有傳動比為1的整體旋轉(zhuǎn),所以我們說,這個擋位的動力流才是該變速器的難點中的難點,需要我們花大力氣研究和理解。實際上在前進5擋,由于行星架2和離合器C的接合使得輸入軸動力分別給了第二、第三、第四排,但是它們卻均處于一個部件輸入、兩個部件輸出的無效狀態(tài);而第一排的齒圈1被離合器B固定,就約定了第一排行星架1與太陽輪1的轉(zhuǎn)速關(guān)系;又因為諸多的連接關(guān)系,就使得第二、第三、第四排行星齒輪機構(gòu)有了錯綜復(fù)雜的約束關(guān)系,從而形成了一個極其復(fù)雜的輸入、輸出關(guān)系。筆者就該擋位的動力傳動制作一張動力流向圖,如圖10所示。3=n架4=輸出。我們假設(shè)已知各個行星排的傳動系數(shù)分別為:a1=1.98844,a2=2,a3=1.625(由下面第7擋推算出),a4=3.70;那么我們可以就去推算前進5擋的傳動比i5。由上公式及條件,得出:太2+1.988圈2=2.988輸入;又因為:n太1=n太2,n架1=n圈4,n圈2=n太3;所以:3圈4+1.988太3=2.988輸入;太3+1.625輸入=2.625輸出→太3=2.625輸出-1.625輸入;輸入+3.7圈4=4.7輸出→圈4=(4.7輸出-輸入)/3.7;所以:3(4.7輸出-輸入)/3.7+1.988(2.625輸出-1.625輸入)=2.988輸根據(jù)單排單級行星齒輪傳動公式,以及各個部件的固定與連接關(guān)系,我們得出下面的方程式組與條件:n太1+a1n圈1=(1+a1)n架1;n太2+a2n圈2=(1+a2)n架2;n太3+a3n圈3=(1+a3)n架3;n太4+a4n圈4=(1+a4)n架4;n圈1=0,n太1=n太2,n架1=n圈4,n圈2=n太3;n架2=n圈3=n太4=輸入,n架入;所以:3.8108輸出-0.81081輸入+5.2185輸出-3.2305輸入=2.988輸入;所以:9.03輸出=7.03輸入;i5=輸入/輸出=9.03/7.03=1.2845。在此由上的計算結(jié)果,我們得出一個極其復(fù)雜的方程式組,經(jīng)過一系列的約減,得出最終轉(zhuǎn)動比與資料中(i5=1.29)完全是相對應(yīng)的;同時這也說明,通過該擋位計算出來的傳動比,恰恰就可以證明我們以前所反推算出來的a1、a2、a3、a4是正確的(a3是由以后的第7擋反向推算出來的)!根據(jù)上面的前進5擋的動力流傳動分析,筆者繪制了前進5擋的動力流矢量圖,如圖11所示。7.機構(gòu)間的連接當(dāng)我們分析完ZF8HP中最為復(fù)雜的前進5擋后,變速器終于迎來最簡單的擋位:前進6擋。當(dāng)變速器進入前進6擋后,離合器B終于完成了前進1~5擋中固定第一排齒圈1的作用,而離合器E反復(fù)無常的再次被接合,輸入軸動力雖然還是通過兩路輸送給第二排行星架2與離合器C,但是由于離合器B的松開就使得第一排行星齒輪機構(gòu)對第二排沒有任何約束了,所以動力流則是從離合器C流入第三、第四兩個行星機構(gòu)的。那么由于離合器E接合,又使得第三排的齒圈3與太陽輪3直接連接,造成了第三排行星齒輪機構(gòu)傳動比為1整體旋轉(zhuǎn);而離合器D的接合,仍然使得最為輸出的第四排行星架4與第三排行星架3相連,所以作為輸出的行星架3是與輸入軸齒圈3是傳動比為1同向相等的轉(zhuǎn)速關(guān)系。實際上前進6擋時,由于行星架4等于輸入等于太陽輪4,所以第四排行星機構(gòu)也是傳動比等于1的工作狀態(tài);由于第二齒圈2也等于輸入軸,所以第二排行星機構(gòu)也是傳動比等于1的工作狀態(tài);而由于第一排的行星架1等于輸入等于太陽輪1,所以第二排行星機構(gòu)也是傳動比等于1的工作狀態(tài);因此在前進6擋時,所有行星齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動狀態(tài)都是最簡單的轉(zhuǎn)動比為1的工作狀態(tài)。但是雖然第一、第二、第四排的行星機構(gòu)都在等速與輸入軸旋轉(zhuǎn),但是由于離合器A、B沒有對它們有任何約束關(guān)系,所以我們說:第一、第二、第四排的行星機構(gòu)并不真正的參與動力傳輸,僅僅第三排行星機構(gòu)在傳遞動力流。由單排單級行星齒輪傳動公式,以及各個部件的固定與連接關(guān)系我們得出下面的方程式與條件:n太3+a3n圈3=(1+a3)n架3;n太3=n圈3=輸入,n架3=輸出;所以:輸入=輸出;所以說:i6=輸入/輸出=1。根據(jù)上面的動力流分析,筆者繪制了前進6擋的動力流矢量圖,如圖12所示。8.齒輪傳動系數(shù)計算當(dāng)變速器進入前進7擋,離合器E再次釋放,而制動器A進入接合狀態(tài);由于制動器A的接合,就使得第二排的太陽輪2被固定不動,第二排的行星架2由于是常嚙合輸入,所以在第二行星齒輪機構(gòu)中行星架2驅(qū)動齒圈2同向超速輸出,同時由于連接關(guān)系將此輸出的動力送給第三排的太陽輪3作為動力輸入,由于離合器C繼續(xù)保持接合的狀態(tài),那么輸入軸的動力流經(jīng)離合器C再次輸入給第三排的齒圈3,所以在第三排行星齒輪機構(gòu)中齒圈3等速輸入、太陽輪3超速輸入,那么行星架3就獲得了一個同向超速輸出的結(jié)果,而由于離合器D的接合,使得該輸出直接送給了輸出軸作為輸出。實際上,在前進7擋時,由于第四行星排雖然有一個部件太陽輪4固輸入,行星架4超速輸出,但是齒圈4又是第一排的行星架1,第一排的齒圈1懸空沒有任何約束,所以說第四排行星齒輪機構(gòu)雖然旋轉(zhuǎn)卻是不參與動力傳遞的,而第一排行星齒輪機構(gòu)由于齒圈1沒有約束,也是同樣的旋轉(zhuǎn)卻不參與動力傳輸?shù)那闆r。因此實際參與動力流傳遞的僅是第二、第三行星排。由單排單級行星齒輪傳動公式以及連接關(guān)系,我們得出計算該擋位的傳動比方程式如下:n太2+a2n圈2=(1+a1)n架2;n太3+a3n圈3=(1+a3)n架3;n太2=0,n圈2=太3;又因為(我們假設(shè)已知7擋傳動比i7=0.84以及上面算出的第二排a2=2):架2=圈3=輸入,架3=輸出;i7=輸入/輸出=0.84,a2=2;所以我們再次可以反向推導(dǎo)出:a3=1.625;同樣,這個計算結(jié)果也就是說:第三排的行星齒輪機構(gòu)的傳動系數(shù)a3為1.625。根據(jù)上面的動力流分析,筆者繪制了前進7擋的動力流矢量圖,如圖13所示。9.單排單級私家車傳動比的確定當(dāng)變速器進入前進擋最高擋8擋后,離合器C不在接合,離合器E進入接合狀態(tài);此時動力不再經(jīng)過離合器C輸送給第三、第四排的齒圈3與太陽輪4;輸入軸動力還是通過常嚙合的連接關(guān)系送給第二排的行星架2作為輸入,由于制動器A繼續(xù)保持接合,那么第二排行星齒輪機構(gòu)的動作與前進7擋時的傳動效果完全類似,第二排太陽輪2固定、行星架2輸入,那么齒圈2就獲得一個同向超速的輸出;因為前進8擋的離合器E再次接合的關(guān)系,第三排的行星架3與齒圈3直接相連,再次符合傳動比等于1時的直接傳動效果,又因為由第二排齒圈2連接到第三排太陽輪3,所以第三排的行星架3與齒圈3都是同向超速輸出;而此時離合器D的接合,就使得第三排行星架3直接連接到第四排的行星架4,也就是作為輸出軸動力進行輸出。那么實際上,前進8擋的第四行星排,由于離合器E的接合,在太陽輪4上也有一個超速輸入,但是由于齒圈4連接的第一排行星架1在第一排的齒圈1懸空沒有任何約束,所以這一點同前進7擋時完全類似,第一、第四兩排行星齒輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)著,但是沒有參與動力的傳輸,因此實際參與動力流傳遞的也是第二、第三行星排。由單排單級行星傳動比公式以及連接關(guān)系,我們得出計算該擋位的傳動比如下方程式組:n太2+a2n圈2=(1+a1)n架2;n太2=0,n圈2=太3,n太3=n圈3=n架3=輸出;又因為(我們假設(shè)已知上面算出的第二排a2來計算i8):架2=輸入,架3=輸出,a2=2;所以我們可以推導(dǎo)出:i8=輸入/輸出=n架2/n圈2=2/(1+2)=2/3=0.666666。這個傳動比的計算結(jié)果是與資料中(i8=0.67)完全對應(yīng)的,同時也再次說明以前我們所推算出的第二排行星機構(gòu)的傳動系數(shù)a2是完全正確。根據(jù)上面的動力流分析,筆者繪制了前進8擋的動力流矢量圖,如圖14所示。10.單排單級齒輪的傳動關(guān)系在P/N擋時,制動器A、B已經(jīng)進入工作,當(dāng)變速器進入倒擋后,離合器D進入接合狀態(tài);首先由于制動器A、B的接合就使得第一排的太陽輪1與齒圈1被固定,所以行星架1也是固定不轉(zhuǎn)的,因為該行星架1與第四排的齒圈4是直接相連的,也是使得第四排的齒圈4是固定不動的;那么倒擋時輸入軸動力還是通過常嚙合的連接關(guān)系送給第二排的行星架2作為輸入,由于制動器A繼續(xù)保持接合,那么第二排行星齒輪機構(gòu)的動作還是與前進7、8擋類似,太陽輪2固定、行星架2輸入,那么齒圈2就獲得一個同向超速的輸出,并輸送給第三排的太陽輪3作為輸入動力的;那么既然是倒擋,又是怎么出現(xiàn)的反向加速輸出呢?這是由于倒擋位時離合器C、E都已經(jīng)釋放,僅有離合器D接合,在第三排行星齒輪機構(gòu)中一個太陽輪輸入、另兩個部件齒圈3與行星架3都為輸出,按理說,在單排單級行星齒輪的傳動關(guān)系上,這種情況本是沒有有效輸出的,但是我們要聯(lián)系之前所說的第四排齒圈4是固定的,這就使得第四排的行星架4與太陽輪4是按比例旋轉(zhuǎn)的,而第四排的太陽輪4和行星架4又分別直接連接著第三排的齒圈3和行星架3,也就是說,在第三排行星齒輪機構(gòu)中有一個輸入太陽輪3,兩個輸出齒圈3與行星架3,但是第四排約束了這兩個輸出的旋轉(zhuǎn)比例關(guān)系,所以我們是可以計算出在第三排中兩個輸出齒圈3和行星架3的具體輸出是多少的;這個情況與前進5擋的動力傳輸是非常類似的一種情況,只不過前進5擋的約束關(guān)系更為復(fù)雜;所以說倒擋也是由第一、第二、第三、第四排四組行星齒輪組相互制約而形成的。實際上倒擋時,雖然第一排行星齒輪組雖然是固定不轉(zhuǎn)的,但是由于行星架1的連接關(guān)系,第一排行星齒輪組也是參與動力傳輸?shù)?所以我們說不能以元件