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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 行星齿轮变速
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[科普知识] 行星齿轮变速

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沉宝

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楼主
 楼主| 发表于 2017-9-20 23:22:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 沉宝 于 2017-9-21 00:17 编辑 : |. v+ a) f8 I9 n5 O
: d, y' P( k! ?
之所以写这篇，是发现有些事跟晨老大也需要多解释几句（链接）。以此外推，索性就写长了跟大家共享吧。
. D5 d! o' X% \, m# k% j& O( p: x9 a; h; i2 [; w
其实行星齿轮变速并不像许多人想象的那样遥远陌生。可以毫不夸张地说，爱坛上一半以上的人同它的物理距离都比我近。为什么敢这么说呢？因为汽车的自动变速箱（AT），用的就是行星齿轮机构。坐到车里就是近在咫尺了，哈哈哈。
' T3 e( N6 ^: C) w3 u5 [  [) G
所谓行星齿轮机构（Planetary Gearing或Epicyclic Gearing），指的是一种齿轮结构，它有一个轴心位置固定不动的中心齿轮（太阳轮，sun gear），还有一个或者多个（通常多个）小齿轮与之啮合。当转动发生时，这些小齿轮不仅会绕自己轴线的转动（“自转”），而且这些小齿轮轴线的位置也会动，运动轨迹是围绕中心齿轮的圆周运动（"公转"），这就像太阳系中的行星那样，故因此得名行星齿轮（planetary gear）。除此之外，行星齿轮的外面一般还套有一个齿面朝内的齿圈（annulus）。各个行星齿轮的轴，经轴承固定在一个支架上，这个支架称为行星架（planet-carrier）。7 O; H( H& {& j. p$ b" P

+ D6 Z0 ~% n* ^' g; l4 Q& {
( f0 X) Z+ K' R) ?; @- {
; e+ D0 q  [; S/ d# y5 O& [# A% F          实物图，不含行星架/ z! |. G# \3 a1 S( N6 ~0 J9 T7 `; g
, j- ?/ U* y8 C, V/ }& d
2 O! J  L# k1 Y2 C( J( S
          实物图，另外一个角度
5 A" i% c$ v7 W; w/ \2 P: p, a
0 n4 P) r0 w5 S0 T9 N% i) t
8 V% _) t$ J7 _, W  g/ R传统的齿轮传动原理很简单，一对齿轮相互啮合，动力从一个齿轮输入，从另一个齿轮输出。行星齿轮机构的情形就不同了，它具有三个彼此可以相对旋转的运动件：太阳轮、行星架和齿圈。这三条转动轴都允许动力输入/输出，传动方式就可以有多种组合，下面结合动画看两种方式。* T* R3 c" r  V6 [

9 @' p: d+ C. t$ k第一种，动力从太阳轮输入，从行星架输出，齿圈锁死。这是最经典的方式，一般教科书都用它举例。$ i5 z6 y, I& C
0 X2 y" U0 R1 ]) G* V2 A: A
" X* f& }1 Y" i3 E1 P( _
6 e" f1 Q+ n. r* {; u
第二种，动力从太阳轮输入，从齿圈输出，行星架锁死。
$ v  n# y1 f& f" R& A, f, i+ w2 i4 j7 E2 r) @- g3 }4 b
现在可以回答晨大的问题了。晨大的原始问题star gear是什么？首先，英语作为自然语音不会像编程语言那么规范，同一个东西可能因不同行业、不同习惯而称呼不同。star gear这词不太常用，根据上下文，它可能是(1)行星齿轮机构中的一个零件，即sun gear；(2)行星齿轮的一种使用方式，即第二个动画的那种：行星架锁死，动力从太阳轮输入，从齿圈输出。3 q: c  r& k9 V& Y8 Q4 K
我放在不爱贴中的那张图好像来自于蒸汽轮机的船舶推进，高压涡轮输出的转速与低压涡轮不同，故先经过star gear调整再与低压涡轮的动力汇总，然后推动螺旋桨。图中，只有左下角的行星齿轮机构工作在star gear模式，左上和右上角都是planetary gear模式，即前面动图中的第一种。
! E: E, w3 ~' B: k
+ @1 [  G" S; V5 T% s: f2 x# o' v* V8 ^# n6 \- v. Z
再多说几句汽车的自动变速箱。理论上，一套行星齿轮机构配合离合器、制动器就可以实现基本自动变速：! C: {# `' t5 z7 z
①低挡：太阳轮主动，行星架被动，齿圈不动。' w/ h5 f# D+ |% O) m
②中挡：太阳轮不动，行星架被动，齿圈主动。: g; |/ `+ G+ _, V/ v/ e
③高挡（超速挡）：太阳轮不动，行星架主动，齿圈被动。
  W+ A8 ~# Z- A' d/ i④倒挡：太阳轮主动，行星架不动，齿圈被动。3 K& |. W% H6 Q6 o4 [
⑤空挡：离合器全部脱开，所有运动件都不受约束。
4 V' e- D  L7 k6 J- d! j! C* @. O4 v- G* o+ a( P# V
实际变速箱比这要复杂的多，即使是三进一倒（开过的一定是老司机）也至少用两套行星齿轮机构。
( i$ V: e* k! S1 `, E7 S. Z. F, I0 s1 p; q# `9 Z& t* N* d9 Y7 B9 h* n
+ r2 q) j& V1 N* Z1 S2 Q
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了$ j% Z/ o) l: O1 H% f2 g
& _+ t1 ?8 u: n% x
有一种说法：即使是修车店的熟练技工（例如ASE Certified Repair Technician），一个好的advice就是打开自动变速箱的时候要拍照，以免像业余人士那样修完装回去发现零件富裕了
$ U/ C: A( q6 P- ^+ q& ?$ M1 x: o$ ^( e7 z% i+ ]6 W0 y
对于欧美这些劳动力昂贵的地方，除非变速箱在warranty之内，否则不要答应修车店开箱修理（整体换装可以）。即使店家说得再容易，开箱后可能就变成了一个钓鱼工程。与其修，不如贱价卖了拉倒。
! p! r- C# i' ^& s最后，如果您面对文字和图片理解起来有困难，可以点击打开这段视频，这样也许省点脑汁: B: G6 D  M3 m; n, K* U8 Z
如果您精力旺盛，这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
. u% B8 A; t7 d! |一句话：丰俭由人
# Z  K7 E( _- l
/ N: ~. I2 e  [/ D$ T0 a2 I9 N9 q1 ?' w& z1 c( H% w2 V
' C/ |7 W3 D2 Y& c' }$ {& Q

评分

参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
王不留 + 4
清凉山 + 2
xzhangz + 2
九麟居士 + 4 涨姿势
燕庐敕 + 8

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jellobean
  • TA的每日心情
    无聊
    11 小时前

    • 签到天数: 3325 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2017-9-20 23:49:30 | 只看该作者
    本帖最后由 jellobean 于 2017-9-20 23:52 编辑 / f5 l( W6 C' {$ p( l; d* A

    - G) N( \/ Q& g! N3 d2 x跟晨老大也需要多解释几句，跟我们得扯几篇
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    jellobean
  • TA的每日心情
    无聊
    11 小时前

    • 签到天数: 3325 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2017-9-20 23:53:30 | 只看该作者
    1. 一个好的advice就是打开自动变速箱的时候要拍照，以免像业余人士那样修完装回去发现零件富裕了
    复制代码
    " \" B& t* \+ b
    哈哈，经常发生
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    东湖珞珈
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45

    • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2017-9-21 00:22:55 | 只看该作者
    变速箱啊， 业余人士不敢碰啊。换正时皮带水泵的时候对齐几套齿轮就够头疼的了。. S9 x0 k( v) C7 f. T5 |
    我干活的时候就是一边拆一边拍照，方便以后装回去
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    沉宝

    该用户从未签到
    5#
     楼主| 发表于 2017-9-21 00:25:39 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:49
    4 W' H6 R! f0 ]/ D+ B1 `跟晨老大也需要多解释几句，跟我们得扯几篇

    2 F+ M6 ^. J& `* d) d. T, E9 E糖豆可以打开帖子最后mp4的视频，讲得不错。
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    沉宝

    该用户从未签到
    6#
     楼主| 发表于 2017-9-21 00:32:42 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 00:22& j3 i3 N1 U3 e
    变速箱啊， 业余人士不敢碰啊。换正时皮带水泵的时候对齐几套齿轮就够头疼的了。, I" i- g' v+ v$ G. P: z
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    8 O$ P8 k5 Y5 E% V" i3 f
    自动变速箱比发动机修理难度还高，我见过朋友被钓鱼了。
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    东湖珞珈
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45

    • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    7#
    发表于 2017-9-21 01:31:11 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2017-9-21 00:32
    8 v4 p' P+ c' m2 U- ^自动变速箱比发动机修理难度还高，我见过朋友被钓鱼了。
    5 l0 Y/ L: k2 @' }
    当然啊，在现代汽车上，自动变速箱是最最复杂的设备。现在那些动辄6速，8速的变速箱太变态了。, C* i* L' k3 q9 {' h% |7 A
    现在都封闭起来了，连变速箱油都不让自己换了
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    清凉山
  • TA的每日心情
    擦汗
    10 小时前

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    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2017-9-21 02:10:29 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-20 23:53
    , ?4 ]; l+ Y; Z, z# A# L# x- ^哈哈，经常发生
    ; g5 x3 t8 i; P4 m5 d$ E0 i
    天，没想到你会修车，还会修变速箱，还。。。还经常

    点评

    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    老财迷
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2017-9-22 09:55
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    面朝大海
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    9#
    发表于 2017-9-21 04:13:09 | 只看该作者
    那些动图太赞了，生动易懂！
    ! m+ t* k: w, k& ~" ]' j我现在在修的车就是打开了发动机，变成钓鱼工程了！! j. R! }, p0 {
    不过也不能怪修车师傅钓鱼，本来的code是timing chain, 本想换了就再撑几年，没想到打开了，发现里面好多东西磨损了要换。再多花钱就不合算了，不过拆装发动机的$1500工钱是打了水漂了。

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    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
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    东湖珞珈
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45

    • 签到天数: 2441 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2017-9-21 05:49:24 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-21 04:13
      z+ n: g6 g" o# H. F+ V  A那些动图太赞了，生动易懂！
    , v' V- J, h9 r: N8 l我现在在修的车就是打开了发动机，变成钓鱼工程了！
    ) D9 b9 V: s3 h: F5 u不过也不能怪修车 ...

    * `. o0 u( G8 R: O打开发动机看到timing chain就收1500刀？ 太黑了吧
    3 M! a/ h( T( Z  X不就是个盖子吗？
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    面朝大海
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    11#
    发表于 2017-9-21 06:30:03 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 05:49
    4 W: d& f3 |' f' g" @1 U/ G打开发动机看到timing chain就收1500刀？ 太黑了吧9 d/ D7 N& ]: L+ `# t
    不就是个盖子吗？
    ( w. i0 N5 v% M& x* n# P: W+ U/ a0 ^
    这个好像不是，需要把发动机先拆下来，再打开。可能和发动机的糟糕设计有关。
    3 a# Z) ^) Q9 j$ v0 }' j! j# D大概需要三天的工时。我们自己的一个工场也是这么估算的。只是自己的工场现在开始不接这种大维修了。
    ' k+ O2 o& x1 M我去看了，cylinder head , cam shaft都拆下来了，上面都有磨损。可能是长期机油漏了我没察觉。
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    jellobean
  • TA的每日心情
    无聊
    11 小时前

    • 签到天数: 3325 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2017-9-21 07:20:33 | 只看该作者
    清凉山 发表于 2017-9-21 02:106 l8 q9 i, P8 v' _
    天，没想到你会修车，还会修变速箱，还。。。还经常

    9 J( T: T/ W7 j- Y1 y) _& m是说DIY一些简单的事

    评分

    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
    清凉山 + 4 第一个4分：）

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    七月群山
  • TA的每日心情
    慵懒
    2023-12-6 00:54

    • 签到天数: 1562 天

    [LV.Master]无

    13#
    发表于 2017-9-21 15:45:34 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 01:31) W$ y4 e& s3 q8 j+ u9 @* R. V0 C7 u
    当然啊，在现代汽车上，自动变速箱是最最复杂的设备。现在那些动辄6速，8速的变速箱太变态了。, K6 V0 p2 E8 V* i
    现在都封 ...
    ! a6 x2 n: i, u9 A
    现代的汽车，绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
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    常挨揍
  • TA的每日心情
    慵懒
    前天 19:23

    • 签到天数: 2154 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2017-9-21 19:41:38 | 只看该作者
    jellobean 发表于 2017-9-21 07:20
      N4 l. C6 r  {. d: V4 j: z- i是说DIY一些简单的事
    ( V, V; r( y7 r! y
    下次俺车车出问题了顺丰给U

    点评

    jellobean
    挨揍，你阅读得挨揍  发表于 2017-9-22 02:22
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    面朝大海
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    15#
    发表于 2017-9-22 08:01:03 | 只看该作者
    东湖珞珈 发表于 2017-9-21 05:49' o! a1 I* G8 q% O1 k
    打开发动机看到timing chain就收1500刀？ 太黑了吧, Z, F2 e7 h8 d6 N1 b; N4 R8 Q; \8 A
    不就是个盖子吗？
    5 ?# p) K, S/ B* p! F4 S1 X; E
    东湖师傅，请教一下你的经验：发动机装回去后，我发现brake pedal low, 修车店检查后说是我的brake master cylinder 坏了，我就买了一个原厂新零件，结果还是老样子。他们说刹车和ABS也都breed过了，实在搞不懂为啥。说是可能我的零件是坏的。我有点不相信，新旧两个master cylinder都同样坏了的概率太低了。
    ; u2 U$ v0 O9 C1 {: B* L你觉得还有可能什么原因吗？
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    沉宝

    该用户从未签到
    16#
     楼主| 发表于 2017-9-22 08:40:23 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-22 08:01
    - U. ]1 ~5 y# M. e东湖师傅，请教一下你的经验：发动机装回去后，我发现brake pedal low, 修车店检查后说是我的brake maste ...

    + @& |1 {) Y  p0 J5 ]7 n如果是刹车踏板要踩得比过去深了才能开始刹车动作，那么是安装的问题。许多车有一个调节踏板高低的螺丝，这些车调整起来非常容易。如果是刹车踏板踩到底后还慢慢地向下走，那么刹车管路上有漏的地方。
    : d: X1 J9 f. D  t* W7 u: y3 m2 u5 G! s
    看你的描述像第一种情况，不太看好那家修车店。

    点评

    涨姿势: 0.0 不能同意更多: 5.0
    mezhan
    涨姿势: 0 不能同意更多: 5
      发表于 2017-9-23 08:22
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    面朝大海
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    17#
    发表于 2017-9-22 08:55:08 | 只看该作者
    沉宝 发表于 2017-9-22 08:40
    9 Y7 f; Z- Y8 R+ _如果是刹车踏板要踩得比过去深了才能开始刹车动作，那么是安装的问题。许多车有一个调节踏板高低的螺丝， ...
    # O) X# a: L4 }) t
    是第二种情况。关于这家店，是的，不过后悔已经太晚了。
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    沉宝

    该用户从未签到
    18#
     楼主| 发表于 2017-9-22 09:15:55 | 只看该作者
    面朝大海 发表于 2017-9-22 08:55
    % q! t. E, `$ S$ b是第二种情况。关于这家店，是的，不过后悔已经太晚了。
    $ b" r) ~& H% g8 t
    如果是第二种情况，bleed和换master cylinder是容易想到的。排除这两点之后的就不好修了，除非你走运，能够确定漏刹车液的位置。
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    qqu123
  • TA的每日心情
    开心
    2019-1-22 10:01

    • 签到天数: 265 天

    [LV.8]合体
    19#
    发表于 2017-9-22 11:32:54 | 只看该作者
    太赞了！
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    bamboo0530
  • TA的每日心情
    擦汗
    2021-4-29 22:35

    • 签到天数: 598 天

    [LV.9]渡劫
    20#
    发表于 2017-9-22 11:50:39 | 只看该作者
    七月群山 发表于 2017-9-21 15:45( a8 Q. j5 b2 T! _, I
    现代的汽车，绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    5 ]/ E! u/ b1 q. g& w- W* F# u
    现代的汽车？1 S( S" [' @# i) w
    这话有点歧义是指所有现在的车，还是特指韩国现代汽车？
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