一、 簡單的行星齒輪機構的特點
行星齒輪機構的組成：
簡單（單排）的行星齒輪機構是變速機構
的基礎，通常自動變速器的變速機構都由兩排
或三排以上行星齒輪機構組成。簡單行星齒輪
機構包括乙個太陽輪、若干個行星齒輪和乙個
齒輪圈，其中行星齒輪由行星架的固定軸支
承，允許行星輪在支承軸上轉動。行星齒輪和
相鄰的太陽輪、齒圈總是處於常嚙合狀態，通
常都採用斜齒輪以提高工作的平穩性（如圖l
所示）。
如圖2表示了簡單行星齒輪機構，位於行星齒輪機構中心的是太陽輪，太陽輪和行星輪常嚙合，兩個外齒輪嚙合旋轉方向相反。正如太陽位於太陽系的中心一樣，太陽輪也因其位置而得名。行星輪除了可以繞行星架支承軸旋轉外，在有些工況下，還會在行星架的帶動下，圍繞太陽輪的中心軸線旋轉，這就像地球的自轉和繞著太陽的公轉一樣，當出現這種
情況時，就稱為行星齒輪機構作用的傳動
方式。在整個行星齒輪機構中，如行星輪
的自轉存在，而行星架則固定不動，這種
方式類似平行軸式的傳動稱為定軸傳動。
齒圈是內齒輪，它和行星輪常嚙合，是內
齒和外齒輪嚙合，兩者間旋轉方向相同。
行星齒輪的個數取決於變速器的設計負
荷，通常有三個或四個，個數愈多承擔負
荷愈大。
簡單的行星齒輪機構通常稱為三構件機構，三個構件分別指太陽輪、行星架和齒圈。這三構件如果要確定相互間的運動關係，一般情況下首先需要固定
其中的乙個構件，然後確定誰是主動件，並確定主動件的轉速和旋轉方向，結
果被動件的轉速、旋轉方向就確定了。
二、 單排行星齒輪機構的工作原理
根據能量守恆定律，三個元件上輸入和輸出的功率的代數和應等於零，從而得到單排行星齒輪機構一般運動規律的特性方程。
特性方程：n1+an2-(1+a)n3=0
n1——太陽輪轉速，n2——齒圈轉速，n3——行星架轉速，a——齒圈與太陽輪齒數比。
由特性方程可以看出，由於單排行星齒輪機構具有兩個自由度，在太陽輪、環形內齒圈和行星架三個機構中，任選兩個分別作為主動件和從動件，而使另乙個元件固定不動，或使其運動受一定的約束（即該元件的轉速為某定值），則機構只有乙個自由度，整個輪系以一定的傳動比傳遞動力。下面分別討論三種情況。
1、齒圈固定，太陽輪為主動件且順時針轉動，而行星架則為被動件。太陽輪順時針轉動時，太陽輪輪齒必給行星輪齒a乙個推力f
1，則行星輪應為逆時針
轉動，但由於齒圈固定，所以齒圈輪齒必給行星輪齒b乙個反作用力f
2,行星輪
在f1和 f
2合力作用下必繞太陽輪順時針旋轉，結果行星輪不僅存在逆時針自
轉，並且在行星架的帶動下，繞太陽輪中心軸線順時針公轉。在這種狀態下，就出現了行星齒輪機構作用的傳動方式，而且被動件行星架的旋轉方向與主動件同方向。在這裡，太陽輪是主動件而且是小齒輪，被動件行星架沒有具體齒數的傳動關係，因此定義行星架的當量齒數等於太陽輪和齒圈齒數之和。
這樣，太陽輪帶動行星架轉動仍屬於小齒輪帶動最大的齒輪，是一種減速運動且有最大的傳動比。因為此時n2=0，故傳動比
i13=n1n3=1+a。（如圖3）
【用掛圖進行講解，通過力的作用與
反作用原理，讓學生說出行星齒輪機
構個組成部分的旋轉方向，然後通過
單排行星齒輪模型進行驗證，並求出
傳動比。】
2、太陽輪固定，行星架為主動件且
順時針轉動，齒圈為被動件。當行星
架順時轉動時，勢必造成行星輪的順
時針轉動，但因太陽輪制動，太陽輪齒給行星輪齒 b齒乙個反作用力f 1,行星輪在f 1的作用下順時針旋轉，其輪齒給齒圈輪齒a乙個f 2的推力，齒圈在f 2的作用下
順時針旋轉。在這裡，主動件行星架的旋轉方向和被動件齒圈相同。由於行星架是乙個當量齒數最大齒輪，因此被動的齒圈以增速的方式輸出，兩者間傳動比小於1。
因為此時n 1=0，故傳動比i 23=n 3n 2=a/(1+a)。（如圖4）
用掛圖進行講解，通過力的作用與反作用原理，讓學生說出行星齒輪機構個組
【成部分的旋轉方向，然後通過單排行星齒輪模型進行驗證，並求出傳動比。】
3、行星架固定，太陽輪為主動件且順時針轉動，而齒圈則作為被動件。由於行星架被固定，則機構就屬於定軸傳動，太陽輪順時針轉動，給行星輪齒a乙個作
用力f1，行星輪則逆時針轉動，給齒圈輪齒b乙個作用力f
2，齒圈也逆時針旋轉，
結果齒圈的旋轉方向和太陽輪相反。在定軸傳動中，行星輪起了過渡輪的作用，改變了被動件齒圈的旋向。因為此時n3=0，故傳動比i12=n1n2=-a。（如圖5）
【用掛圖進行講解，該部分採用師生互動法，通過學生自己講解，然後自己通過單排行星齒輪模型進行驗證，並求出傳動比。】
4、聯鎖行星齒輪機構的任意兩個元件。若行星齒輪機構的太陽輪、行星架和環形內齒圈三者中，有任意兩個機構被聯鎖
成一體時，則各齒輪間均無相對運動，整
個行星機構將成為乙個整體而旋轉，此時
相當於直接傳動。太陽輪與齒圈連成一體
時，太陽輪的輪齒與齒圈的輪齒間便無任
何相對運動，夾在太陽論與齒圈之間的行
星輪也不會相對運動，因此太陽輪、齒圈
和行星架便成為一體，傳動比為1。（如
圖6）【用掛圖進行講解，通過單排行星齒輪機構一般運動規律的特性方程求出傳動比，然後通過單排行星齒輪模型進行驗證。】
5、不固定任何元件。若行星齒輪機構的太陽輪、行星架和環形內齒圈三者中，無任何元件被固定，而無任意兩個機構被聯鎖成一體，各構件將都可做自由運動，不受任何約束。當主動件轉動時，從動件可以不動，這樣可以不傳遞動力，從而得到空擋。
下面討論齒圈的輸出是增速或減速的問題。從結構圖上已經可以看到，太陽輪的齒數小於齒圈的齒數，屬於小齒輪帶動大齒輪的傳動關係，因此齒圈顯然是減速狀態，即兩者間的傳的比大於l。注意，由於行星輪是過渡輪，傳動比的大小與行星輪的齒數多少無關。
三、行星齒輪機構基本特徵
通過以上三種傳動關係的分析，可以把簡單行星齒輪機構的運動特徵歸納成下列幾點：
1、當行星架為主動件時，從動件超速運轉。
2、當行星架為從動件時，行星架必然較主動件轉速下降。
3、當行星架為固定時，主動件和從動件按相反方向旋轉。
4、太陽輪為主動件時，從動件轉速必然下降。
5、若行星架作為被動件，則它的旋轉方向和主動件同向。
6、若行星架作為主動件，則被動件的旋轉方向和它同向。
7、在簡單行星齒輪機構中，太陽輪齒數最少，行星架的當量齒數最多．而齒圈齒數則介於中間。（注：行星架的當量齒數=太陽輪齒數十齒圈齒數。）
8、若行星齒輪機構中的任意兩個元件同速同方向旋轉，則第三元件的轉速和方向必然與前兩者相同，即機構鎖止，成為直接檔。（這是乙個十分重要的特徵，儘管上述的例子沒有涉及。）
9、僅有乙個主動件並且兩個其它部件沒被固定時，此時處於空擋。
圖7 列出簡單行星齒輪機構的三元件經組合後六種不同的運動狀況。若假設太陽輪20齒，齒圈40齒，則行星架當量齒數為60齒。
以上敘述的簡單行星齒輪機構運動關係是屬於經常遇到的，在確定三者關係時，首先把其中一件固定，然後確定另外兩者的主、被動關係。實際上簡單行星齒輪機構還有乙個很重要的特徵，允許同時兩件作為主動件輸入，而被動件照樣有唯一的輸出，這是行星齒輪機構的乙個十分重要的特徵，而且在自動變速器上被廣泛採用。
【畫出如圖7的**，通過提問學生回答問題，從而自己概括出規律，然後再總結出行星齒輪機構基本特徵。】
思考題、討論題、作業
1．單排行星齒輪機構一般運動規律的特性方程？
2．簡單行星齒輪機構的運動特徵有哪些？
內容小結
1、單排行星齒輪的基本特徵
2、單排行星齒輪機構一般運動規律的特性方程
3、單排行星齒輪的工作原理5
行星齒輪工作原理
1 齒圈固定，太陽輪主動，行星架被動。img img 從演示中可以看出，此種組合為降速傳動，通常傳動比一般為2.5 5，轉向相同。2 齒圈固定，行星架主動，太陽輪被動。img img 從演示中可以看出，此種組合為公升速傳動，傳動比一般為0.2 0.4，轉向相同。3 太陽輪固定，齒圈主動，行星架被動。...
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