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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
9 R) a4 K) g/ R* r
0 n! v* {/ j1 N  l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 h) t9 W0 E* r4 o# F

2 n5 }7 ~, q& r6 S2 w) m: A% t6 S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 ^- ?) {+ ?( c- A

+ d) q) ^& _* S$ `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)。
* I0 L: ]8 Z- [& R3 a0 o, T
4 t4 m) ~$ r( c% p1 y& m. s& d9 W8 `5 {$ K# E! E
# y9 e2 F* v9 [
          实物图,不含行星架7 h+ |) W. w9 w1 g( {2 A5 F
$ Q. I8 ]$ f5 B( G( i" @8 T
5 E- A5 O# y% n$ Z7 z
          实物图,另外一个角度' q3 ~% u) @2 z9 \) M
/ d4 i) y4 M! [4 G) E7 P

6 _; q+ {9 z. i; o* n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。
& F) _7 N' V8 h* Y# Y
* y1 C  ^* c, i2 G! e) T& u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。
/ r( n# L; ]2 K9 K( i+ v, W  N
& \7 L9 S, {/ P; U* k
8 r6 B1 J, I2 k! F/ q( a/ I1 Y
" w2 F  t+ ]1 Z( E0 w第二种,动力从太阳轮输入,从齿圈输出,行星架锁死。/ x" @! `, v4 H# Z
3 f. _% h$ _; I: K
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。! F% I! ?% G  J1 L, P3 I
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。2 ^& L! u( W$ V* U1 @$ e% s

3 m! m: j2 i. a/ `- R
3 I% t1 X1 v  e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:8 U: g5 n, S6 S) s! t/ I/ `
①低挡:太阳轮主动,行星架被动,齿圈不动。# G- s! U. n) n' @& Y
②中挡:太阳轮不动,行星架被动,齿圈主动。5 d' O; f+ P' s7 u. b' e2 C3 L
③高挡(超速挡):太阳轮不动,行星架主动,齿圈被动。% c! @5 g7 Z  L' s3 \
④倒挡:太阳轮主动,行星架不动,齿圈被动。
" J# r: h. i; w. P; P⑤空挡:离合器全部脱开,所有运动件都不受约束。
: S/ F4 Z1 m) A' T. M9 R* z4 I  q
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。) X7 s7 p7 `5 B# b! \9 B
5 C  {0 I9 j4 Q( i9 i# a

9 S  @, R# W. n1 X1 i7 t现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了1 W- x5 z. I; ^5 w
" N5 a- z% d! z1 J
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
. A8 J& v6 l0 C+ r+ @/ T. T$ g+ ?4 H/ N7 U
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。) L* d: k7 j$ g1 ?
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 |: _7 j8 o# N  G% z3 M如果您精力旺盛,这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#16 m9 {: M5 l) z- |: M1 D
一句话:丰俭由人* X' v1 S  _& b, ~! C6 \

# G9 k: x: w7 q- U3 W
* N; |: Q+ ?6 }& c
( v  L$ L' {- {/ |

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参与人数 27爱元 +129 学识 +3 收起 理由
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    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 6 G& ^7 e( K" f$ N. u  @' r
    3 x2 t, L: G' K( B( t
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 3213 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
    % ?, K( Y/ T" Y4 Y- Y; q8 U. r2 f  |, x
    哈哈,经常发生
  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
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    [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。
    : ^! Z' H6 K& {' N8 J* v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/ I% e" `, o( V1 o
    跟晨老大也需要多解释几句,跟我们得扯几篇

    4 p& U+ f  m& g6 F8 O& U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- i+ c4 {4 p9 E* c+ @' 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。
    : I5 V! v% r' c( ?我干活的时候就是一边拆一 ...
    7 q7 u% B- b$ ^" x
    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
  • 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 00:320 q5 b- a1 b% G. [6 J- @
    自动变速箱比发动机修理难度还高,我见过朋友被钓鱼了。

    9 C6 a! Z+ G# G8 C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。
    8 c/ x3 V& ]$ K2 Z9 u- C1 x; E5 Q. w: Q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
    12 小时前
  • 签到天数: 2938 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
    / Q  ^! R! u7 Y哈哈,经常发生
      G0 Z, L9 \& r9 K9 y8 P) S
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常

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    油墨: 5.0 油菜: 5.0
    油墨: 5 油菜: 5
      发表于 2017-9-22 09:55
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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!
    8 z( X! C  T+ m8 {# A* b& q' }1 K, I我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!
    7 c4 b' S: ?' o: \  F7 }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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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-3-8 05:45
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    [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, I5 o' k6 T- k
    那些动图太赞了,生动易懂!
    , a$ U% B0 S! {% O; E) C我现在在修的车就是打开了发动机,变成钓鱼工程了!" ]4 l* @7 f* o4 _6 Z
    不过也不能怪修车 ...
    . u- |" o( P( b& l% I
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
      X0 y& y. K  U不就是个盖子吗?
  • TA的每日心情
    慵懒
    2016-3-18 07:18
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    [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
    0 G# f. s. q; i3 i" d打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
      T; F: w, D. Q6 n- T. n- w不就是个盖子吗?
    & K: o4 g5 M& 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。
    1 Y' X# m" G0 o6 {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。
    1 Z8 n: D% h+ E6 h. p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
    11 小时前
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    [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% `4 Y" i2 _9 |$ j% z9 X- m
    天,没想到你会修车,还会修变速箱,还。。。还经常
    9 V! o2 ?7 K7 G2 I' r, q
    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
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    [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
    # e# \: \. @, k8 y1 l0 I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。
    ( q8 I" A, K' ]5 v# k+ i4 B现在都封 ...

    , b7 R$ q! B( x' a/ y! t3 E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 11:27
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    [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
    2 g, t0 X' W! |/ @9 S5 X是说DIY一些简单的事
    - F, l9 C4 F3 ~4 c
    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 05:492 O7 H; c* n$ @" A* I( w
    打开发动机看到timing chain就收1500刀? 太黑了吧
    ; h  u& C7 o  T  Y( W5 Q3 F, ^不就是个盖子吗?

    . p/ ]. X' V2 `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 w5 q  J' F) F* X/ v
    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 08:015 k2 l5 w' U+ d% R6 p
    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 ...
    7 [  ^! v# C( g% @/ R8 p& Z$ b# j6 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。' i( y3 R0 w8 A' {% w/ B

    5 V" O' F( ~1 T' e0 |, ?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
    , D4 @/ o2 M+ z" a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, ...

    : h2 }4 @4 H9 z1 e1 E. `8 L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
    4 o1 O6 C' {! Z5 t: H1 i是第二种情况。关于这家店,是的,不过后悔已经太晚了。

    * b( I  n( e0 ^: I. n0 o9 e9 o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
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    [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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    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" k- e9 a6 q3 K* [8 Z! N+ W2 T
    现代的汽车,绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。
    $ Q' T. V$ P1 p8 I# H
    现代的汽车?
      }! K, x; |# l+ m& A# d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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