辛普森式行星齿轮机构由 2 个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成，其结构特点是：前后2 个行星排的太阳轮连接为一体，称为前后太阳轮组件；前一个行星排的行星架和后一个

行星排的齿圈连接为一体，称为前行星架和后齿圈组件；输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。经过上述的组合后，该机构成为一种具有4 个独立元件的行星齿轮机构。这 4 个独立元件是：前齿圈，前后太阳轮组件，后行星架，前行星架和后齿圈组件。

根据前进挡的挡数不同，可将行星齿变速系统分为 3 挡行星齿轮变速系统和 4 挡行星齿轮变速系统 2 种。

1．辛普森式 3 挡行星齿轮变速系统的结构和工作原理

（1） 行星齿轮变速系统的结构：如图1（a 图为结构图，b 图为元件布置图）所示，行星齿轮机构中设置了5 个换挡执行元件（2 个离合器、2 个制动器和 1 个单向超越离合器），使该系统成为一个具有 3 个前进挡和 1个倒挡的行星齿轮变速系统。离合器 C1 用于连接输入轴和前后太阳轮组件，离合器 C2 用于连接输入轴和前齿圈，制动器 B1 用于固定前后太阳轮组件，制动器B2 和单向超越离合器 F1 都是用于固定后行星架。5 个换挡执行元件在各挡位的工作情况如表1所示。

由表1 中可知，当行星齿轮变速系统处于停车挡和空挡之外的任何一个挡位时，5 个换挡执行元件中都有2个处于工作状态（接合、制动或锁止），其余3 个不工作（分离、释放或自由状态）。处于工作状态的 2 个换挡执行元件中至少有一个是离合器 C1 或C2，以便使输入轴与行星排连接。当变速器处于任一前进挡时，离合器C2 都处于接合状态，此时输入轴与行星齿轮机构的前齿圈接合，使前齿圈成为主动件，因此离合器 C2 也称为前进离合器。倒挡时，离合器 C1 接合，C2 分离，此时输入轴与行星齿轮机构的前后太阳轮组件接合，使前后太阳轮组件成为主动件；另外，离合器 C1 在 3 挡（直接挡）时也接合，因此，离合器 C1 也称为倒挡及高挡离合器。制动器 B1 仅在 2 挡才工作，称为 2 挡制动器。制动器 B2 在 1 挡和倒挡时都工作，因此称为低挡及倒挡制动器。由此可知，换挡执行元件的不同工作组合决定了行星齿轮变速系统的传动方向和传动比，从而决定了行星齿轮变速系统所处的挡位。

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