汽车上行星齿轮结构的妙用只需3分钟吗？

简单介绍行星齿轮机构的基本原理，希望能帮助大家更深入地了解这一复杂但实用的机械装置：

行星齿轮机构是变速器中最为关键的机械传动部分，同时在托森差速器中负责锁死和前后轴力矩的分配。要掌握行星齿轮机构的工作原理，首先需要了解单排行星齿轮机构的动力传递方式。单排行星齿轮机构的结构包括一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架以及支撑在行星架上的行星轮。

太阳轮位于整个结构的中心，行星轮与太阳轮相啮合，而齿圈则通过内齿式设计与行星架上的行星轮啮合。行星轮通常有3到6个，对称、均匀地安装在行星架的滚针轴承上。行星齿轮机构工作时，行星轮不仅绕自身轴线旋转，还会绕太阳轮公转。行星架也绕太阳轮旋转，由于太阳轮与行星轮是外啮合，旋转方向相反；而行星轮与齿圈则是内啮合，旋转方向相同。这些齿轮共同组成了行星齿轮机构的四个基本元件。

根据齿轮传动的基本原理：大齿轮带动小齿轮增速，小齿轮带动大齿轮减速；内啮合转向相同，外啮合转向相反，每增加一个齿轮，方向会改变一次。在分析行星齿轮机构的工作方式时，我们可以假设主动元件作顺时针方向旋转：

• 行星架主动，齿圈从动，固定太阳轮，形成同向增速状态。行星架带动齿圈旋转，速度增加，且方向相同。
• 行星架主动，太阳轮从动，固定齿圈，同样形成同向增速状态。行星架带动太阳轮旋转，速度增加最多。
• 太阳轮主动，行星架从动，固定齿圈，形成同向减速状态。太阳轮带动行星架旋转，速度减少最多。
• 太阳轮主动，齿圈从动，固定行星架，形成反向减速状态。太阳轮带动齿圈旋转，速度减少。

行星齿轮机构在AT变速箱中的应用至关重要。AT变速箱因其可靠性高、动力传递顺畅而广受欢迎，甚至被称为“速度之王”的汽车也采用了这种变速箱。行星齿轮机构是实现AT变速箱快速升档和降档的关键。在D1档位中，太阳轮主动，行星架被动，齿圈不动；D2档位中，太阳轮不动，行星架被动，齿圈主动；D3档位中，太阳轮不动，行星架主动，齿圈被动；R档位中，太阳轮主动，行星架不动，齿圈被动；N档位时，所有运动部件不受约束，变速箱处于空挡状态。

在差速器中，行星齿轮机构同样发挥了重要作用。托森差速器从A型到C型的演化过程中，三辐涡轮蜗杆的形式被行星齿轮机构取代，从而解决了只能与自动变速器匹配的局限性，实现了与任何变速箱的兼容性。托森差速器在正常情况下按前后40:60的比例分配驱动力，根据行驶情况需要，最多可将60%的驱动力输出到前轴或80%的驱动力输出到后轴。C型托森差速器利用行星齿轮结构、太阳轮、环形齿轮和摩擦盘组成整个差速器。当环形齿轮与太阳轮的转速不同时，行星齿轮会产生自转运动，导致与环形齿轮或太阳轮的轴向相对运动。轴向运动的压力对摩擦盘施加压力，产生内摩擦力，从而限制相对运动，增加不打滑驱动轴的转矩。

行星齿轮机构在汽车上的应用主要体现在自动变速器和差速器中。这种简单而巧妙的设计赋予了行星齿轮机构强大的功能，对整个传动过程起到了至关重要的作用。