行星齿轮轴是行星齿轮架的一部分，行星齿轮组各齿轮经常啮合在一起。无论是行星齿轮在轴上自转还是围太阳齿轮旋转，由于行星齿轮轴与行星架的固定连接，三个行星齿轮之间均保持着一定的间隔，由制动带控制它或转或不转，使行星齿轮产生不同的功能。早期的行星齿轮机构是用杠杆或踏板控制的，现在用液压配合自动限速器、电磁线圈以及真空膜片来控制。对行星齿轮机构中的三个零件施以不同的连接与约束即可用作减速、直接档、超速档和倒档。例如，发动机接太阳齿轮，行星齿轮架与传动轴连接，使齿圈固定，或受一定的约束（即转速为零或某一定值），则可实现不同的传动比i1的减速。使行星齿轮架、太阳齿轮、齿圈三件中任何一件与发动机相接，并使其中任意另一件与i连成一体转动，则与传动轴相连的第三件即可实现i=1的直接档传动；若发动机接太阳齿轮，齿圈与传动轴相连而使行星齿轮架固定，则可得到i=-25的倒档传动，式中z为齿数，下标的5及3分别表示齿圈与太阳齿轮。如果使行星齿轮架由发动机驱动，齿圈接传动轴，固定太阳齿轮就得到i=Z5Z3+Z5＜1的超速档；如果行星齿轮架、太阳齿轮与齿圈三个元件都不受约束，可以自由转动的话，则机构完全失去传动作用而呈空档。综上，可以根据要求，将几个行星齿轮组、离合器和制动带组合在一起来实现变速器的功能。这样的机构就是行星齿轮变速器。有两个前进档及一个倒档的行星齿轮式变速器的操作方法。在任何情况下，齿轮转动方向用细箭头表示，整个行星齿轮组的转动方向用较粗的箭头表示。超速传动为降低燃料消耗，一些汽车常在变速器后面再安装一套超速传动，实现在一定条件下：＜1，使得在良好道路上适当减小发动机油门开度后，仍能保持较高的行驶速度。同时在超速传动装置中设有自由轮（或称超速离合器）使汽车可实现超速传动又可得到直接传动，并保证放松节流阀踏板，汽车即可转为滑行。也就是说为了达到上述目的，通常是在变速器后面加装一套行星齿轮与自由轮组合的机构。它的特点是结构紧凑，重量轻，使用控制也方便。自由轮自由轮（超速离合器）是只能朝一个方向转动传递扭矩的机构，它有多种不同的设计，汽车上常用的是滚柱式与楔块式两种。滚柱式的一种设计，它包括轮毂、外环和滚柱。当外环顺时针方向旋转，滚柱就挤压凸轮，那么轮毂与外环同时旋转；当外环以逆时针方向旋转，滚柱向下靠着弹簧，轮毂成为“自由轮”，停止旋转。变速器主轴上安有一个超速离合器，当传动轴转速超过发动机转速时，滚柱松开。当发动机加速，滚柱楔入凸轮，动力就传递给超速档主轴。就这样，超速离合器使得发动机能驱动后车轮，而后车轮不能带动发动机。

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