上次跟大家讲解了行星齿轮原理，那么这次我们来看一下自动变速箱如何使用行星齿轮的变速作用来进行档位变换。在这里讲解的是一个六挡变速器进行讲解。如果小伙伴们没有看我之前发的行星齿轮原理的文章，请先行观看，否则你很有可能会懵圈。
上次我们说了，行星齿轮一般我们不采用行星架固定的情况，因为那时候输入与输出旋转方向相反，因此，在汽车上很多时候行星架作为输出。那么此时就会有两个输入：INPUT 1时候是齿圈固定太阳轮输入；INPUT 2时太阳轮固定齿圈输入。
行星齿轮输入输出
上次我们讨论行星齿轮传动比时候并没有明确指明它的传动比，因为那与设计相关，但是一般情况下，齿圈固定而太阳轮输入的时候传动比大概是1/3，也就是太阳轮转一圈而行星架转1/3圈。那么接下来为了讨论方便，我们将行星齿轮沿着轴向切开如下图所示。这时候你会发现右边部分绿色是齿圈，灰色是行星轮，蓝色是太阳轮，而红色是行星架。接下来的时间里我们都将以右边的二维平面形式跟大家解释自动变速箱的档位变换。
行星齿轮平面转换图
在自动变速箱中，输入端和离合器通过转轴连接，当离合器压紧则动力进行输入，离合器松开则失去动力输入。同时齿圈也有一个离合器对齿圈进行控制，这样就是自动变速箱的最基本结构。
输入连接转轴
在了解了变速箱的离合器与行星齿轮的连接结构以后我们就来讨论各个档位的实现方法。
一档实现方法
一档是速度最低而扭矩最高的档位，但是发动机传过来的确实高转速低扭矩，因此就必须让行星齿轮处于减速增扭的状态。因此采用齿圈固定，太阳轮输入的方式实现一档，那么这个时候我们把C1离合压合使得动力传入太阳轮，同时压紧C5离合器使得齿圈固定。这个时候传动比就是1/3，达到一档的效果。
一档变速动作
二档实现方法
我们直到单独的行星齿轮中行星架作为输出的时候，那么输入只有两个，太阳轮输入齿圈固定，此时是减速增扭；齿圈输入太阳轮固定，此时是增速减扭。这时候你会发现一个行星齿轮只有两种变速效果，但是我们的变速箱不可能只有两个档位，因此这时候就必须对行星齿轮进行级联，使得组合变多。
那么怎么进行级联呢？很简单，两个太阳轮连接在一起，而左边的行星架连接右边的齿圈。那么这个时候你就会发现，他们的太阳轮一起运动，而左边的行星架转动会带动右边的齿圈。
二档结构
如果输入是逆时针旋转，这个时候我们压紧C1离合器使得动力传入两个太阳轮，压紧C4离合器使得左边的齿圈固定，这时候左边的行星齿轮齿圈固定而太阳轮输入。跟一档的情况比较你是否已经发现了，这个时候左边行星齿轮组就是一档输出，但是要知道二档可是比一档速度要快，那怎么办呢？由于太阳轮连接在一起，因此右边组的也是太阳轮输入。这个时候我们进行假设：右边组齿圈不和左边组的行星架连接而是固定的，那么你就会发现右边组也是一档。所以为了速度比一档更快，就需要右边组的齿圈跟着转动，这也就是为什么右边组齿圈要连接左边组行星架的原因。只有右边组齿圈转动，同时太阳轮转动，此时的输出转速才会高于一档的情况。
二档变速动作
可能你并不明白为什么太阳轮和齿圈都转动的时候行星架速度会比齿圈固定的时候要快。请大家回忆一下上次跟大家说行星齿轮原理的时候什么时候传动比为1？当行星齿轮任意两个部分结合为一体的时候，第三个部件无法转动，那么此时整个行星齿轮是一个整体（类似铁棍），此时的输入和输出相同，传动比为1。
好了现在我们来比较一下，假设当齿圈与太阳轮结为一体的时候此时传动比是1，既然齿圈与太阳轮结为了一体，那么这个时候他们的转速就会相同。反过来就是说，当齿圈与太阳轮共速，那么这两个部分是结合在一起的。那么这个时候这将会造成整个行星齿轮的传动比为1。
从以上我们总结出一个规律：太阳轮作为输入，行星架作为输出，齿圈固定的时候传动比是1/3；而齿圈与太阳轮共速（结为一体）的时候传动比是1。这里我们不难看出，齿圈从速度为0（固定）到和太阳轮共速，则传动比由1/3变为了1。我们可以得出结论——太阳轮转速相同的情况下，齿圈的速度增加会引起传动比的增加，进而引起速度的增加。
所以右边组的齿圈连接左边组的行星架后，齿圈获得了较小转速，同时太阳轮也在转动，那么这个时候的输出速度当然会比一档要高。
四档实现方法
在这里先说四档是为了方便解释，而四档也称为直接挡，它的意思就是说这个档位输入与输出相同。那么在行星齿轮中什么情况会输入输出相同呢？那当然就只有传动比为1的情况了。所以四档的设计思路就是想办法把两组行星齿轮都进行传动比为1的设置就可以了。由于他们的太阳轮共速，因此只要把这两组行星齿轮的行星架或者齿圈与太阳轮实现共速就能够实现直接挡了。
四档结构
所以输入端通过离合器和左边组行星架、右边组齿圈能够实现控制。当输入端两个离合器压合，那么这个时候你会发现，太阳轮、左边组行星架、右边组齿圈已经达到共速了。根据任意两个部分结合传动比为1的定了就可以知道，此时，左边组太阳轮和行星架结为一体，而右边组太阳轮与齿圈结为一体，两个都是传动比为1，进而实现了四档的直接挡功能。
四档变速动作
三档实现方法
实现三档也就是在二档的基础上再在输入端加上一组行星齿轮，但是这组与后面两组有有所不同的是，它的太阳轮与输入轴直接连接，行星架则连接后面组的齿圈，所以它的太阳轮会一直跟随输入轴转动。如果最左边组齿圈固定，那么这就会造成后面级的齿圈转动。
三档结构
那么三档是怎么实现呢？将左边组齿圈固定，由于这一组太阳轮始终与输入轴共速，因此使得它的太阳轮带动中间组齿圈转动。而这个时候压下输入轴的离合器，使得中间组与右边组太阳轮输入动力。你有没有发现，这相当于最左边组在二档的基础上再次把二档加速，因为最左边组的行星架使得中间组的齿圈转动，而从中间组开始往右就完全是二档的情况。从而它的速度大于二档，但是由于这三组的齿圈并不与输入共速（任意两个部分没有结合），因此整个行星齿轮组级联并没有达到传动比为1的情况。所以此时它的速度又小于四档直接挡。
三档变速动作
五档实现方式
由于五档高于四档，因此它的传动比必定是小于1的，那么此时，就必须有某一组处于传动比小于1才行，因此五档时候就需要再次增加一个控制中间组行星架以及最右组齿圈的离合连接到输入轴。
五档结构
那么五档是怎么实现的呢？将最左边行星齿轮组的齿圈固定后，再压下输入轴最外圈的离合，把中间组行星架和最后组齿轮组接入输入轴进行共速。这个时候假设中间组齿圈是固定（而不是连接左边组行星架），那么你会发现，中间组是行星架输入而太阳轮输出，因此这是一个增速减扭的过程，它的传动比小于1。这个增速后的太阳轮作为右边组的输入，那么你就会有疑惑，这个右边组输入是太阳轮输出行星架，按道理应该是减速增扭，但是这里却是五档。
其实从上面的规律你可以发现，齿圈转速小于太阳轮是减速增扭（齿圈固定就是速度为0），齿圈转动速度等于太阳轮时候传动比为1（齿圈与太阳轮结为一体），而当齿圈速度大于太阳轮就是增速（太阳轮固定是速度为0）。因此，即使是太阳轮输入行星架输出，只要我们能够保证太阳轮速度大于齿圈速度，那么依然是传动比小于1的情况（增速减扭）。
那我们在来看一下，中间组将太阳轮加速到输入轴的三倍速度（因为传动比为3），在最右组中齿圈才等于输入轴速度，因此太阳轮速度是高于齿圈速度的（高了2/3）。这个时候就是增速减扭了。然后再加上左边组对中间组齿圈的加速，这就使得五档的传动比小于1，而速度大于四档。
五档变速动作
倒挡实现方式
是否记得行星齿轮在行星架固定时候输入输出反向这一结论？所以要实现倒挡，只需要把一组齿轮进行反向即可。而要想反向则需要有一组行星齿轮的行星架固定。那么在此选择将左边组的齿圈固定，这就使得中间组的齿圈减速增扭的转动。在这个时候，将右边组的齿圈固定，那么因为右边组齿圈和中间组行星架连接，因此中间组行星架就被固定了。那么这个时候，中间组是行星架固定，齿圈输入，太阳轮反向输出。右边组因为齿圈固定，太阳轮反向，因此输出轴也是反向输出，同时是减速增扭输出。这样倒挡就完成了，你会发现经过左边的减速增扭后，右边组再来一次减速增扭，那么你可以知道倒挡是扭矩最强的一档，同时也是速度最慢的一档。因此如果你的车是自动变速箱马路牙子上不去不妨倒挡上去。
倒档变速动作
六挡实现方式
其实经过以上的讲解就应该发现，要实现六挡就是速度高于五档，而在刚才五档只有一组对速度进行加速，那六挡理应是两组对速度进行加速。怎么实现呢？根据最后的图片，我们只需要将输入轴外圈离合器压合，再把中间组的齿圈固定即可。这个时候左边组行星架固定、太阳轮输入，齿圈输出，但是这组齿圈使出没有连接负载，因此相当于这一组行星齿轮失效。
而中间组则是齿圈固定，行星架输入，则太阳轮增速减扭输出。右边组齿圈速度与输入轴相同，但是太阳轮输入转速更高，因此这时候依然是加速。这个时候就得到两级的行星齿轮加速，速度自然最高。
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