ชุดเฟืองดาวเคราะห์ซิมป์สันเป็นชุดเฟืองผสมที่ประกอบด้วยชุดเฟืองดาวเคราะห์ สองชุดที่มีเฟืองดวงอาทิตย์ร่วมกันและเฟืองวงแหวนและตัวยึดที่เชื่อมต่อกัน ชุดเฟืองซิ มป์สันให้เกียร์เดินหน้าสามหรือสี่เกียร์และเกียร์ถอยหลังหนึ่งเกียร์บวกเกียร์ว่าง และมักใช้ในระบบส่งกำลังอัตโนมัติ สามและสี่ความเร็ว ^{[ 1 ]}เป็นหนึ่งในการออกแบบหลายแบบที่คิดค้นโดยวิศวกรชาวอเมริกันโฮเวิร์ด ซิมป์สัน

ชุดเฟืองดาวเคราะห์ทั้งสองชุดเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อคงที่สองจุด ซึ่งโดยทั่วไป—แต่ไม่จำเป็น—จะใช้ชุดเฟืองและอัตราส่วนเฟือง เดียวกัน การเชื่อมต่อจุดแรกเชื่อมต่อเฟืองดวงอาทิตย์เข้าด้วยกัน ในกรณีส่วนใหญ่ ชุดเฟืองทั้งสองชุดจะใช้เฟืองดวงอาทิตย์ร่วมกัน การเชื่อมต่อจุดที่สองเชื่อมต่อตัวยึดของชุดเฟืองชุดแรก ("ชุดแรก" หมายถึงใกล้กับเพลาอินพุต) กับเฟืองวงแหวนของชุดเฟืองชุดที่สอง ด้วยการเชื่อมต่อเหล่านี้ จึงต้องการเบรกและคลัตช์ เพียงสองตัวเพื่อควบคุมชุดเฟือง ^{[ 2 ]}

นอกจาก ZF แล้ว ผู้ผลิตรายใหญ่ทุกรายก็ได้รับใบอนุญาตสำหรับการออกแบบนี้เช่นกัน

ชุดเฟืองแรกจะส่งกำลังไปยังชุดเฟืองที่สองและเพลาส่งกำลัง ชุดเฟืองที่สองจะตอบสนองและทำให้เฟืองดวงอาทิตย์หมุนในทิศทางตรงกันข้าม ส่งผลให้ชุดเฟืองแรกเพิ่มอัตราส่วนลดรอบ

อินพุตเชื่อมต่อกับเฟืองวงแหวนตัวแรก ตัวยึดตัวแรกเชื่อมต่อกับเอาต์พุตและเฟืองวงแหวนตัวที่สอง ตัวยึดตัวที่สองถูกเบรกเพื่อให้การเคลื่อนที่ของเฟืองวงแหวนทำให้ดวงอาทิตย์ร่วมหมุนย้อนกลับการหมุนย้อนกลับจะลดปฏิกิริยาของตัวยึดตัวแรกต่อการเคลื่อนที่ของเฟืองวงแหวน ทำให้การลดเอาต์พุตของชุดเฟืองตัวแรกเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า^{[ 3 ]}

คำสั่งนั้นง่ายกว่ามาก: ตัวยึดตัวที่สองถูกปล่อย และเฟืองดวงอาทิตย์ถูกเบรก สัญญาณอินพุตเชื่อมต่อกับเฟืองวงแหวนตัวแรก และสัญญาณเอาต์พุตเชื่อมต่อกับตัวยึดตัวแรก

ระบบนี้เป็นการขับเคลื่อนโดยตรง (1:1) เสมอ โดยการเชื่อมต่ออินพุตเข้ากับทั้งเฟืองดวงอาทิตย์ตัวแรกและเฟืองวงแหวนตัวแรก ทำให้ชุดเฟืองแต่ละชุดถูกล็อกและหมุนเป็นหน่วยเดียวอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นอินพุตจึงขับเคลื่อนเอาต์พุตโดยตรง

เฟืองดวงอาทิตย์ตัวที่สองเป็นตัวป้อนเข้า และตัวยึดตัวที่สองถูกเบรก ดังนั้นเฟืองวงแหวนตัวที่สองจึงเป็นตัวส่งออก

ปัญหาอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนเกียร์จากเกียร์หนึ่งไปเกียร์สองคือ ชิ้นส่วนเปลี่ยนเกียร์สองชิ้นต้องทำงานประสานกัน กล่าวคือ ตัวยึดเฟืองดาวเคราะห์ของชุดเกียร์สองต้องคลายตัวพร้อมๆ กับที่เฟืองดวงอาทิตย์ตัวแรกถูกเบรกคลัตช์แบบสปริงช่วยลดความกระด้างเมื่อการเปลี่ยนเกียร์ต้องอาศัยการคลายตัวหรือการทำงานของชิ้นส่วนหลายชิ้น พร้อมกัน

ระบบเกียร์อัตโนมัติ Turbo Hydra-Matic 350 และ 400 ของ GM ใช้ คลัตช์แบบโอเวอร์รันนิ่งทั้งในเกียร์ต่ำและเกียร์กลาง ทำให้การเปลี่ยนเกียร์เป็นไปอย่างราบรื่นโดยไม่มี "การซ้อนทับ" รูปแบบการเปลี่ยนเกียร์ในเกียร์ Simpson บางรุ่น รวมถึงเกียร์สี่สปีดสมัยใหม่ จะหลีกเลี่ยงเกียร์หนึ่งให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยจะขึ้นไปเกียร์สองโดยเร็วที่สุด และหลีกเลี่ยงการลดเกียร์ลงไปเกียร์หนึ่งเว้นแต่จำเป็นอย่างยิ่ง (ความเร็วต่ำมากและเหยียบคันเร่ง จนสุด )

ระบบเกียร์สี่สปีดรุ่นแรกที่ใช้ชุดเฟืองซิมป์สัน ต้องใช้ชุดเฟืองดาวเคราะห์ 3 ชุดเพื่อให้ได้ความเร็วสี่ระดับ ชุดเฟืองดาวเคราะห์ชุดที่สามจะเพิ่มเกียร์โอเวอร์ไดรฟ์หรือลดความเร็วของชุดเฟืองซิมป์สันลง

เมอร์เซเดส-เบนซ์ได้ปรับลดความเร็วของชุดเกียร์ซิมป์สัน และได้รับใบอนุญาตสำหรับชุดเกียร์แบบดัดแปลง—โดยใช้เฟืองวงแหวนและตัวยึดแบบไขว้แทนที่จะใช้เฟืองดวงอาทิตย์แบบเชื่อมต่อ และมีเพียงเฟืองวงแหวนและตัวยึดแบบเชื่อมต่อเพียงตัวเดียว—สำหรับระบบเกียร์อัตโนมัติรุ่นที่ 2แบบ 4 สปีด ซึ่งเปิดตัวในปี 1964 สำหรับรุ่น600และค่อยๆ นำมาใช้กับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลทุกรุ่นตั้งแต่ปี 1967 เป็นต้นไป โดยมีอัตราทดที่แตกต่างกันเล็กน้อย ส่วนชุดเกียร์อัตโนมัติรุ่นที่ 2 แบบ 3 สปีด (ปี 1971–1980) ไม่ได้ใช้การออกแบบชุดเกียร์ซิมป์สัน แต่ใช้การออกแบบชุดเกียร์ดีทรอยต์แทน

วิกฤตการณ์น้ำมันในปี 1979ซึ่งเป็นครั้งที่สองต่อจากวิกฤตการณ์น้ำมันในปี 1973เรียกร้องให้มีการตอบสนองอย่างรวดเร็ว ในปี 1980 ZFได้คิดค้นเกียร์สี่สปีดขึ้นมา โดยการเพิ่มชุดเฟืองดาวเคราะห์ ชุดที่สาม เข้าไปในเกียร์ 3HPจากปี 1973 ซึ่งวางไว้ด้านหลังชุดเฟือง Simpson เดิม อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ทำให้ระบบส่งกำลังมีความซับซ้อนและมีต้นทุนการผลิตสูง มีขนาดใหญ่และยาว จึงเหมาะสำหรับการติดตั้ง ตามแนวยาว เท่านั้น

นอกจาก ZF แล้ว ผู้ผลิตรายใหญ่ทุกรายก็เสนอเกียร์ที่มีการออกแบบแบบนี้เช่นกัน

ในปี 1995 ZFได้คิดค้นการออกแบบใหม่ ซึ่งทำให้ระบบเกียร์สี่สปีดพร้อมโอเวอร์ไดรฟ์เป็นไปได้ใน รูปแบบ ชุดเฟืองดาวเคราะห์ของ Simpsonโดยไม่ต้องใช้ชุดเฟืองดาวเคราะห์ เพิ่มเติม : โอเวอร์ไดรฟ์นั้นได้มาจากชิ้นส่วนเปลี่ยนเกียร์เพิ่มเติมที่รวมอยู่ในชุดเฟือง Simpson เดิม การออกแบบนี้ประหยัดต้นทุนและมีขนาดกะทัดรัด จึงเหมาะสำหรับเกียร์รุ่นต่างๆ ทั้งแบบติดตั้ง ตามยาวและตามขวาง

นอกจาก ZF แล้ว ผู้ผลิตรายใหญ่ทุกรายก็เสนอเกียร์ที่มีการออกแบบแบบนี้เช่นกัน

สำหรับงานเฉพาะกลุ่ม ระบบส่งกำลังบางประเภทยังคงผลิตต่อไป เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัด ราคาถูก เชื่อถือได้ เป็นที่รู้จักกันดี และมีประสิทธิภาพดีพอสำหรับงานเป้าหมาย

ในช่วงทศวรรษ 2000 ชุดเกียร์ซิมป์สันเริ่มล้าสมัยและถูกแทนที่ด้วยระบบส่งกำลังที่ซับซ้อนกว่าชุดเกียร์ดาวเคราะห์ราวิญโญถูกนำมารวมกับชุดเกียร์ดาวเคราะห์แบบธรรมดาเพื่อสร้างชุดเกียร์ดาวเคราะห์เลอเปลเลเทียร์ ซึ่งมีเกียร์เดินหน้าที่มีประโยชน์ถึงหกเกียร์

ระบบเกียร์สมัยใหม่แบบแปด เก้า หรือสิบสปีด มีชุดเกียร์สี่ชุด ในบางเกียร์ของระบบเกียร์เหล่านี้ สองเกียร์จะทำงานตามหลักการของซิมป์สัน