
基本定義
齒輪系主要分為兩大類,一種是傳統(tǒng)的定軸齒輪,就是各個齒輪的軸線相對固定,只會圍繞著自己的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

另外一種就是行星齒輪,不僅可以實(shí)現(xiàn)定軸齒輪的“自傳”效果,還可以隨著行星架圍繞其他齒輪的軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動,實(shí)現(xiàn)類似“公轉(zhuǎn)”的效果。

由于運(yùn)行原理和太陽系的行星運(yùn)轉(zhuǎn)相似,所以才會被稱為“行星齒輪組”。

核心結(jié)構(gòu)
行星齒輪主要由太陽輪、多個行星輪、外齒圈和行星架4個核心部件組成,相比于傳統(tǒng)的齒輪傳動具有很多優(yōu)點(diǎn)。

比如說可以實(shí)現(xiàn)功率分流,讓發(fā)動機(jī)在不同工況下?lián)碛胁煌呐ぞ胤峙?,非常適合充當(dāng)各種傳動系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置,“高載荷 大傳動比”的特點(diǎn)又讓它非常適合飛行器和重型機(jī)械設(shè)備。

由于行星架的存在,動力可以從太陽輪、行星輪或者是外齒圈進(jìn)行輸入,相當(dāng)于擁有三根傳動軸,還可以利用離合器或者制動器限制其中一條傳動軸形成“鎖死”效果,這就讓行星齒輪可以擁有多種傳動組合和特性。

傳動特性
比如當(dāng)汽車處于低擋位時,動力從太陽輪輸入發(fā)生主動旋轉(zhuǎn),行星齒輪跟著被動旋轉(zhuǎn),外齒圈保持固定。變速器切換到中擋位時,動力從外齒圈輸入,行星齒輪被動旋轉(zhuǎn),但是太陽輪會固定不動。當(dāng)變速箱位于高擋位時,動力通過行星架輸入到行星齒輪,外齒圈被動旋轉(zhuǎn),太陽輪則會固定。

這種特殊的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理讓行星齒輪擁有無可比擬的傳動優(yōu)勢,所有齒輪始終相互嚙合,換擋時不需要滑移齒輪,所以磨損更少壽命更長。整體結(jié)構(gòu)非常緊湊,體積小重量輕,讓它的通用性非常強(qiáng)。

星型齒輪的輸入軸和輸出軸位于同一水平線,并且可以通過多個行星齒輪來分擔(dān)傳動載荷,所以具有高載荷、大傳動比的優(yōu)勢,最難能可貴的是它具有功率分流的特性。

混動神器
我們可以以豐田的混動系統(tǒng)為例,THS混動系統(tǒng)的核心部件是一套被豐田稱為“動力分配器”的行星齒輪組。

發(fā)動機(jī)與行星齒輪組的外齒圈相連,當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時行星齒輪與太陽輪和外齒圈咬合并推動二者向同一方向旋轉(zhuǎn)。豐田通過對太陽輪以及外齒圈的設(shè)計,將72%的扭矩分配給了外齒圈,把28%的扭矩傳給太陽輪。

外齒圈通過減速齒輪連接到差速器,用來驅(qū)動車輛前進(jìn)。太陽輪則與P1電機(jī)相連,發(fā)動機(jī)帶動行星架,行星齒輪又帶動太陽輪,讓身為發(fā)電機(jī)的P1電機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電,當(dāng)車輛速度達(dá)到一定值,P3電機(jī)將會與外齒圈連接,將28%的扭矩通過電氣回路返回給車輪端,對發(fā)動機(jī)的扭矩進(jìn)行補(bǔ)充,也就是外齒圈和P3電機(jī)一起,通過減速齒輪和差速器來驅(qū)動車輛。

試想一下如果沒有行星齒輪實(shí)現(xiàn)了功率分流,豐田的這套混動系統(tǒng)或許根本就不會存在。
類型多樣
行星齒輪也會有很多不同的類型,按照行星架上安裝的行星齒輪組數(shù)的不同,可以分為單行星排和雙行星排。

按照類型的不同又可以分為基礎(chǔ)型、辛普森、拉維奈爾赫等等。

行星齒輪的歷史悠久、結(jié)構(gòu)精妙、運(yùn)行復(fù)雜,以上也僅僅是對行星齒輪組進(jìn)行了簡單介紹。