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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| 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   G1 K# E# e4 B1 ~5 s

5 u5 {7 x2 Q# L* J$ P0 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。
+ h1 ~& D( x7 Q6 U, P5 B( ^0 |' V" k
; [% T' @9 x1 @+ q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。
# v+ q6 h; F0 J9 b' E) B0 p; c2 U* V, k. s* L2 q: L
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）。' b# J- c, E: R' V, @" I

3 D; S( ^( f/ L& v0 {  X! B1 K
$ I2 L5 Q" l0 N# T2 i7 u9 T% s; m* H3 S- \4 a; R/ ~7 V1 i
          实物图，不含行星架  t- n8 O7 N* U$ U6 o6 l5 B% x

& q* J& T+ B! X. h1 S- @1 p0 y4 Y
) d. g: Z5 @. \( g& X2 I          实物图，另外一个角度( a+ s& J: G4 f8 M- i9 j

+ Z" V3 u; X( T% A4 i8 t) u. V* T9 g! p" n4 l* @
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。
0 A6 O1 ~: C- _0 C
4 b5 D- S0 Z% d+ D$ v# t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, q. i( E8 g. h+ F/ y9 K$ U% i2 z
2 f: E+ z6 `4 G( I: `; e% F1 I% }
- W1 [1 @( b5 {

. q! [3 i) v$ Q第二种，动力从太阳轮输入，从齿圈输出，行星架锁死。
; G( f) y7 ?* C9 e  E% q5 h
% H+ U' z; a9 H4 U$ Q& _  C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 O$ K+ b/ P4 b* q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! p+ [, V9 N3 |. v; m% g  _
9 D% b4 L5 `' r! N. `
0 u; s. t' W. K% L) F1 Z0 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：9 A" V( u! E6 @5 g) Y
①低挡：太阳轮主动，行星架被动，齿圈不动。- j4 g" R: v; O3 \7 k/ b
②中挡：太阳轮不动，行星架被动，齿圈主动。+ J0 Z* A3 k+ r
③高挡（超速挡）：太阳轮不动，行星架主动，齿圈被动。
) S& f2 H4 a( t: X④倒挡：太阳轮主动，行星架不动，齿圈被动。
2 B, r) j  y/ Z& T; w0 F9 v⑤空挡：离合器全部脱开，所有运动件都不受约束。
3 X! l4 w' ~( e5 g7 [8 x0 T4 x: e. _8 p3 f
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。3 P5 j+ n$ h; n! P

8 Q: }2 k' O% |( t9 W3 W5 P2 p, x4 M. c/ O/ s8 T2 _
现代汽车的自动变速箱当然就更复杂了
1 Q- r1 y* w6 N6 @) |6 o) o  w$ x5 s& {; k3 ]
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 0 ~( u/ y. N( t- u
' q& G5 B( A; _! T; I
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。
$ @. z) z' L+ u+ {3 _* @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7 |. @$ ~$ \* n& }/ T
如果您精力旺盛，这个是正规的教材https://wk.baidu.com/view/f45cb5ca680203d8ce2f24fb#1
$ B1 s5 `4 n$ {; _" ^一句话：丰俭由人
* @% Y  V& q' a9 S" W6 z
% a* E- j' s: |$ {5 u, G& G6 d7 O/ `7 a; p
  j- p$ ~$ [  B: z- {2 u

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
    慵懒
    12 小时前

    • 签到天数: 3298 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
    + Q1 X( |; A% Z( w
    6 M) s3 w2 [- `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
    慵懒
    12 小时前

    • 签到天数: 3298 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
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    4 @/ A/ t& u& [
    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。, D. ~" \( U; F# l2 H* B
    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 23:498 T9 S9 Y1 _3 b- B) W, m" Y
    跟晨老大也需要多解释几句，跟我们得扯几篇
    4 F: z# v4 F& O
    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
    + a% I) A2 ~. d/ k4 ?$ n; f" C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。; T% {" N0 H5 d" w! a3 p
    我干活的时候就是一边拆一 ...
    ; f/ v8 C1 ^2 ]3 {2 Q9 H+ Y  ~
    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

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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- x% ~7 F7 y, \' C
    自动变速箱比发动机修理难度还高，我见过朋友被钓鱼了。
    4 r7 J+ H; I$ B% A) Z9 V1 @- _
    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 ?7 d# }+ s, R: J" q+ \/ _5 D8 v) k
    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
    怒
    11 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 23:532 N  T+ |* {: \2 I& W, m8 a: X
    哈哈，经常发生

    # r5 P4 V% @, O& B' `4 _9 {  I: H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

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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！, h# b7 @( q1 i6 p7 i
    我现在在修的车就是打开了发动机，变成钓鱼工程了！8 K$ A5 d  V+ ?: G3 e* M
    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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    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
    5 t6 X9 y$ }# Z9 U那些动图太赞了，生动易懂！% l' _6 P; p- m( [" R; k+ V  v7 [
    我现在在修的车就是打开了发动机，变成钓鱼工程了！$ ?$ r, e$ n9 \9 K; V1 U
    不过也不能怪修车 ...

    & q; b: a* \% I! I打开发动机看到timing chain就收1500刀？ 太黑了吧) V1 Y6 ~% d7 e4 A$ \) R
    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
    3 B" s5 w4 \/ \! k7 U+ _打开发动机看到timing chain就收1500刀？ 太黑了吧
    - @- {# ~3 t. ]不就是个盖子吗？

    7 Z. y8 {$ C8 e9 x* ^6 ]+ R0 r) G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。
    2 A0 O; k2 w2 N0 e* D1 q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。2 ~5 u2 n0 Y' Y; ]: z
    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
    慵懒
    12 小时前

    • 签到天数: 3298 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' \8 ~- z- Y0 B& a4 [
    天，没想到你会修车，还会修变速箱，还。。。还经常

    : |4 N7 Y9 n2 I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 01:310 H  X9 _' |* Q; M5 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。2 B* t* `1 P/ T! g" q
    现在都封 ...
    3 K" i( E* f/ T, b" {: }+ r
    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 20:41

    • 签到天数: 2138 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 07:205 H( H6 c* n! t, X; v. @! Y
    是说DIY一些简单的事

    - f/ d/ M+ Y5 S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
    " W; n1 N7 n7 {6 l打开发动机看到timing chain就收1500刀？ 太黑了吧6 G; D' N/ i6 G
    不就是个盖子吗？

    * k) M* Q% z' a+ I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。' N0 [; U+ p  {  i2 U$ k4 l& l) U
    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
    7 m: w. \) z; P- k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 ...
    4 c: h1 T6 h, n9 V$ ~" w
    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。6 m8 H  q  P7 x- P2 M5 A7 S9 Y
    . l" ]) C9 t& C9 w0 D# p5 G! K. ^
    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' X6 q$ t& A, A5 v
    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， ...

    . L9 z* M1 B! o: b7 {! b1 t& s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( {. k1 q3 A1 R* [) t. c9 a
    是第二种情况。关于这家店，是的，不过后悔已经太晚了。
    5 X1 [7 Q7 s5 e, D: s$ j
    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. v9 ~! D) t6 k  C9 T- K
    现代的汽车，绝对不能大修。到日子trade in换新车是正经。。。

    - ^  }# P( D8 |9 R/ r# l6 N2 _现代的汽车？9 B) t* b$ b* l- |
    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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