自动变速器的齿轮变速机构通常有行星齿轮式和定轴斜齿轮式两种。现在介绍行星齿轮式变速机构。 如图7-15所示,行星齿轮机构由三元件组成,即太阳轮、行星齿轮及行星架、齿圈。 根据行星齿轮传动受力分析可以得到行星齿轮传动运动特性方程：
从上式可以看出,此种组合为降速传动(传动比大于1),常用的传动比为1.25~1.67,转向相同;若反之,在太阳轮固定的条件下,行星架主动,齿圈被动,则此种组合为升速传动汽车上常用此种组合形成超速挡。
从上式可以看出,此种组合为降速传动,常用的传动比为2.5~5,转向相同;若反之,在齿圈固定的条件下,行星架主动,太阳轮被动,则此种组合为升速传动,有的汽车上用此种组合形成超速2挡。
从上式可以看出,此种组合为降速传动,常用的传动比为2.5~5,负号转向相反,汽车上常用此种组合形成倒挡。
从上式可以看出,若三元件中的任何两个元件连接成一体转动,则第三元件的转速必然与j第者转速相等,即行星齿轮中所有元件(包括行星架)之间没有相对运动,通常称为行星齿轮自锁,汽车上常用此种组合形成直接挡,传动比产i＝1。
(5)若三元件中任一元件为主动,其余的两元件自由,则此时其余两元件无确定的转速输出。
上述行星齿轮传动原理比较复杂,难于记忆,下面介绍一种简易的记忆方式:
如图7-16所示,将太阳轮看成最小的圆柱齿轮,齿圈看成中等大的圆柱齿轮,行星架看成最大的圆柱齿轮(它的齿数为行星齿轮齿数与齿圈齿数之和)。
当齿圈固定时,太阳轮主动,行星架被动,最小的齿轮带动最大的齿轮旋转,此种组为降速,传动比较大:若行星架主动,太阳轮被动,最大的齿轮带动最小的齿轮旋转,此种组合为升速,传动比最小,在少数汽车上使用,作为前进超速2挡。
当太阳轮固定时,齿圈主动,行星架被动,较大齿轮带动最大齿轮旋转,此种组合为降速,在汽车上常用作前进2挡;若行星架主动,齿圈被动,最大齿轮带动较大齿轮旋转,此种组合为升速,传动比略小于1,在汽车上用作前进超速1挡。
当行星架固定时,太阳轮主动,齿圈被动,最小齿轮带动较大齿轮旋转,降速,反向,在汽车上用作倒挡。
单排行星齿轮系统的六种组合传动方案,如表7-1所示。
汽车上常用的为①、③、④、⑤四种组合方案。另外,尚需要有直接挡、空挡(N)、停车挡(P)：
直接挡。连接任意两个元件,行星齿轮不能自转,输入轴和输出轴接为一体,i=1。
空挡(N)。一个主动件,其他两元件自由,行星齿轮系统空转,不传力,以便于起动或换挡时用。
停车挡(P)。在空挡状态时,锁住输出元件或输出轴。输入轴和行星齿轮系统只能空转,汽车不能行驶,以便于停车时用,起动或起动后坡道起步时用。
实际自动变速器中输入轴和输出轴的位置是不能改变的,应采用多排行星齿轮机构或复合式行星齿轮机构、离合器和制动器实现各挡位动力传递。
