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[科普知识] 行星齿轮变速

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 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
# ~" Q, O0 J+ M: U4 R# a# @1 ?% @4 K' B# H
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。
2 ?* I& ^/ b7 ~  Y: B& a/ V' i
( i$ ?; f; e5 ]% K& G6 u2 F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。
3 n8 [: h/ h) ?9 W9 Q# [4 F" ^, `1 N% t8 v8 I  D6 n* }
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)。
) s. X/ Z7 k9 S; ~! W/ g8 ^7 v+ p& u3 B' Y' p  q6 ?' t' R; F

/ u# {# O! _0 W/ ~- q" \: ^) u  o# e6 [5 `( [7 a" a
          实物图,不含行星架
9 n' u9 |- M# g
' f3 a7 r! @  _- I, U: c
9 X; ]4 |4 i6 H) w1 z4 {          实物图,另外一个角度
  y7 A1 Y- L' J, m1 ^
% V4 ^, z; V% Z& }+ ?7 \3 [7 W/ Z' M; |( Y  J/ w
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。
# n% \6 s0 ~* ?7 {
& D7 e; Z, C4 F. ]* I1 W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。5 D. N$ y6 T! B. R7 m
. w) L* F! i# `" V' d) ^0 W
6 `0 K7 K* Z7 n. {: g5 n

* w' F$ h' T' ]: s0 f* U3 m; c第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。
+ t+ B, W: c$ |6 `* L, w3 L: J0 e
( T0 W/ f$ c. u# t* T" f, g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。
1 S9 j: T& D+ C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。+ `. d$ I: j( L0 r8 f

# y" ]% r( S& T# ?7 n  I" i8 E# ]# N5 f% {  Y$ x
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:& I1 d. w: ~8 A6 v$ v
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。
; `. Q3 w$ K& `  @1 y) z②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。% r$ W! ?2 I2 d9 q( W. s. b/ d
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。
5 M  X$ g# |- V" a& f7 C$ K5 G④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。- Z- K0 s, B5 z0 l/ N, K, ~$ J
⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。7 t$ Y; o& f! n8 I5 m! f! i) s

, O, Y. G& Z) `! @+ ^+ L8 X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, l! _; T% `& l3 T2 v. W- j

, D0 b2 z/ _/ p6 i' a- E  |1 @9 M# h8 p- j+ `7 w( l
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
0 [) [8 F( v. r0 P1 J' Y) {
: }1 ~, d' d3 Z: M# @2 R  C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 $ y) z( d9 R. Z; y" G
2 V  K- k2 P/ T. k0 I  K. 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。
, K6 b& X+ r2 S# m% q' c. f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
8 P& k4 N( d9 G如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
* P+ s8 @# l* u+ L) R, x2 D1 n一句话:丰俭由人" Z5 o4 g# b: i& v9 ^5 M
* |1 x& J2 X0 b$ N4 T4 H! z; e- M

1 j+ m0 q" J0 `0 ^1 ^
& C8 ^* ?7 L" E" I& F, F

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
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    开心
    6 小时前
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    [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
    ! F1 S4 y5 b1 i2 G4 e4 Y, `/ {
    " M% G1 D, w/ o" X/ n* p跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
  • TA的每日心情
    开心
    6 小时前
  • 签到天数: 3265 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
    0 n/ y0 X( Z1 B, K$ [, O
    哈哈,经常发生
  • 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。
    % k" g- W. f& C, t" [- u我干活的时候就是一边拆一边拍照,方便以后装回去

    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, G( ^2 x/ \, ?' M7 Q
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇
    ! Q! N( n, X  Z0 j2 v* G; c
    糖豆可以打开帖子最后mp4的视频,讲得不错。

    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$ V' P5 a, l/ a/ ]3 R3 q% r. Y
    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。
    6 Y( x8 ]+ j' b# ?$ B我干活的时候就是一边拆一 ...
    ! d! h3 u7 `: d/ V3 ?, N
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
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    [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* ]. h/ ?" f5 K" X5 {
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    3 X  X( W5 y3 t3 F7 j3 g7 R! X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。
    7 N0 ?" \  C4 v6 s$ H) l现在都封闭起来了,连变速箱油都不让自己换了
  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-6-20 00:32
  • 签到天数: 2968 天

    [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, Y- ]. A, o5 \5 N" H% t
    哈哈,经常发生

    9 n& o0 Q& i* ?2 T& {& t1 V# \- ]" ^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
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2017-9-22 09:55
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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    [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!
    # o, Z$ D, ~6 a) C' ^/ D我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    $ `& n: D. l- m+ A" F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
    燕庐敕 + 8 小小补偿

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  • 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
    $ h) d% l! ?  c# A8 Q+ T* l那些动图太赞了,生动易懂!
    % ?' t5 j- ?# L, r' f' D' m2 H我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    . w- ?2 f+ Q; T不过也不能怪修车 ...

    8 J& u, C5 i' S打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ) Z4 @) O" E! q! v+ `' B不就是个盖子吗?
  • 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
    8 C+ D$ h# K! b! n3 q& j5 o打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    $ s% I4 }5 n) R% d( H不就是个盖子吗?

    + `4 Z1 ]4 I. T' x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。8 y, Y/ B- K! Q4 I9 Y( w
    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。
    % I/ Z3 _1 S* P) x. Z" e9 j5 t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。
  • TA的每日心情
    开心
    6 小时前
  • 签到天数: 3265 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 02:10
    9 }7 J/ X1 t8 o* X  A天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    + K8 b6 U5 X. L, M3 H8 h- U
    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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  • 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( t, L. ^& {7 f/ B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。
    # R; ?' h' c; ?" n现在都封 ...
    9 G7 H' e/ c5 h2 f! i
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 19:29
  • 签到天数: 2121 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
    . r- j9 ~3 {8 U是说DIY一些简单的事

    6 q' o. [" D; E  a下次俺车车出问题了顺丰给U

    点评

    挨揍,你阅读得挨揍  发表于 2017-9-22 02:22
  • 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 05:496 ?4 ~/ g/ D' p1 F7 W8 r1 E) h$ k* q
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧$ }4 w7 Y6 m6 |+ w- S# ]
    不就是个盖子吗?

    , K% n2 z& d0 f3 b' x5 `0 m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。
    8 j# a" W9 b& w" L* H/ @你觉得还有可能什么原因吗?

    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 08:010 g- }) ]. ^0 |& b& ]. K4 n
    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 ...

    ' w+ s: J+ L& i  m5 z: W$ o( G) z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。
    0 ~6 w( X- t, h4 h3 C5 ^9 x+ m9 r0 L) v0 x
    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
    涨姿势: 0 不能同意更多: 5
      发表于 2017-9-23 08:22
  • 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
    7 r& @+ v; ?$ c6 D8 ?4 r& W/ O# b1 E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, ...

    % x+ v* H) W" H0 W+ V  U7 k+ ~2 O是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    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' G) y( `. f7 X# E' Y
    是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。
    ) \5 R8 Z# v" v8 w6 B6 U) E* [6 }
    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。
  • 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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  • 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
    5 C- F& A  z" |3 t% |现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
      Z5 v! }9 D. A1 z+ ?" _" v
    现代的汽车?
    3 M! Y, n, N  T; C9 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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