行星齿轮的工作原理详解

行星齿轮的运转模式多种多样，这主要取决于其三大组件——太阳轮、齿圈和行星架的相对运动状态。以下是具体的运作方式：

1. 当齿圈静止，太阳轮旋转驱动行星架时，为减速传动，通常的传动比例在2.5到5之间，旋转方向保持一致。

2. 齿圈依然固定，而行星架主动旋转带动太阳轮，此时为增速传动，传动比约为0.2至0.4，转向相同。

3. 如果将太阳轮固定，齿圈驱动行星架旋转，同样是减速传动，但传动比一般在1.25到1.67的范围内，旋转方向不变。

4. 在太阳轮静止的状态下，行星架带动齿圈转动，这种组合实现了增速传动，传动比在0.6到0.8左右，转向一致。

5. 若行星架固定不动，太阳轮的主动转动将带动齿圈以相反的方向旋转，此时为减速传动，传动比在1.5到4之间。

6. 同样地，行星架保持稳定，齿圈的旋转驱动太阳轮以相反的方向旋转，达到增速效果，传动比大约在0.25到0.67之间。

在特定的结合方式下，如行星架与齿圈组合驱动太阳轮，或太阳轮与行星架结合驱动齿圈，行星齿轮内部不发生相对运动，像一个整体一样转动，此时的传动比为1，且转向一致。这种组合在汽车设计中常被用作直接档。

当行星齿轮系统中的任意一个组件主动转动，而其他两个组件处于自由状态时，那两个自由组件将不会有固定的输出转速。值得一提的是，第六种组合由于增速效果较大且主被动件方向相反，在汽车中不常用。其他的组合方式则比较普遍。

至于传动比的计算，涉及到的公式包括(ns-nc)/(nr-nc)=-N、ns+Nnc=(1+N)nr等。而在力量传递上，太阳轮、行星架和齿圈的关系为FS/FC/FR=1:1:-2。几何上，它们的半径关系可以表达为Rs:Rc:Rr=1:N:(N-1)/2，而在转矩上则满足TS/TC/TR=1/N/1-N的规律。