《手動變速器》課件

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1、 1.概述 1.1變速器的位置變速器在傳動系中位于離合器的后面（或液力變矩器的后面），萬向傳動裝置的前面。 1.2變速器的功用與要求功用：減速增扭，變速變扭，空擋，倒檔。要求有一定的檔位和傳動比；操縱方便可靠；足夠的強度、剛度和耐磨性；結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，維修方便；換檔輕便，檔位安排合理。 1.3變速器的分類1按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪（行星齒輪）軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。 無級式變速器:傳動比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。 綜合式變速器：由有級式變速器和

2、無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化。 1.3變速器的分類2按操縱方式劃分，變速器可以分為強制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。 自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據(jù)發(fā)動機的負(fù)荷信號和車速信號來控制執(zhí)行元件，實現(xiàn)檔位的變換。 半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動（強制）換檔；另一類是預(yù)先用按鈕選定檔位，在采下離合器踏板或松開加速踏板時，由執(zhí)行機構(gòu)自行換檔。 1.4何謂傳動比傳動比等于主動齒輪與從動齒輪轉(zhuǎn)速的正比、齒

3、數(shù)的反比。當(dāng)小齒輪為主動齒輪，帶動大的從動齒輪轉(zhuǎn)動時，則輸出軸 (從動齒輪)的轉(zhuǎn)速就降低，即稱為減速傳動（i1）；當(dāng)以大齒輪為主動齒輪，帶動小的從動齒輪轉(zhuǎn)動時，則輸出軸(從動齒輪)的轉(zhuǎn)速就升高了，即稱為加速傳動（i1；這就是齒輪變速的基本原理。 1.5如何改變傳動比1 1.5如何改變傳動比2倒檔的實現(xiàn)是在輸入齒輪與輸出齒輪之間增加了一個中間齒輪，從而改變了輸出齒輪的方向。 2.手動變速器（MT） 2.1普通齒輪變速器的一般結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：由殼體、傳動部分和操縱部分。 2.2普通齒輪變速器的類型普通齒輪變速器主要分為三軸變速器和兩軸變速器兩種。三軸變速器：這類變速器的前進檔主要由輸入(第一)軸、中

4、間軸和輸出(第二)軸組成。兩軸變速器：這類變速器的前進檔主要由輸入和輸出兩根軸組成。兩種變速器的區(qū)別主要在于齒輪傳動機構(gòu)的不同，而操縱機構(gòu)基本相同。 2.3三軸變速器三軸五檔變速器有五個前進檔和一個倒檔，由殼體、第一軸（輸入軸）、中間軸、第二軸（輸出軸）、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機構(gòu)等幾部分組成。在該變速器上，各軸上倒檔齒輪均為直齒園柱齒輪，采用移動齒輪換檔方式。其余各齒輪全部為斜齒園柱齒輪，具有傳動平穩(wěn)的特點，并且全部采用同步器換檔。在五檔變速器中，往往將第五檔設(shè)計為超速檔。變速器處于超速檔工況時傳動比小于1，輸出軸比輸入軸轉(zhuǎn)得要快。潤滑及密封：壓力潤滑、飛濺潤滑；回油螺紋、橡膠油封。 2.

5、3.1三軸變速器結(jié)構(gòu) 2.3.1三軸變速器結(jié)構(gòu) 2.3.2三軸變速器工作原理 2.4兩軸變速器這類變速器主要由輸入和輸出兩根軸組成。與傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，在一般檔位只經(jīng)過一對齒輪就可以將輸入軸的動力傳至輸出軸，所以傳動效率要高一些；同樣因為任何一檔都要經(jīng)過一對齒輪傳動，所以任何一檔的傳動效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動效率高。 2.4.1兩軸五檔橫置變速器結(jié)構(gòu) 1-輸入軸 2-接合套 3-里程表齒輪 4-同步環(huán) 5-半軸 6-主減速器被動齒輪 7-差速器殼 8-半軸齒輪 9-行星齒輪 10、11-輸出軸 12-主減速器主動齒輪 13-花鍵轂 2.4.2兩軸五檔橫置變速器工

6、作原理 2.5變速器的操縱機構(gòu)換檔機構(gòu)鎖定（自鎖）機構(gòu)彈簧定位銷式彈簧鋼球式互鎖機構(gòu)互鎖銷式鋼球互鎖銷式彈簧空心互鎖銷式遠(yuǎn)距離操縱 2.5.1變速器的操縱機構(gòu)的組成1-變速桿防塵套2-變速桿殼體3-自鎖彈簧4-自鎖銷5-換檔撥叉6-齒輪7-互鎖裝置8-撥叉軸9-變速器頂蓋10-球形關(guān)節(jié)11-變速桿 2.5.2變速器的鎖止機構(gòu)CA1091汽車六檔變速器操縱機構(gòu)1-五、六檔撥叉2-三、四檔撥叉3-一、二檔撥塊4-倒檔撥塊5-一、二檔撥叉6-倒檔撥叉7-倒檔撥叉軸8-一、二檔撥叉軸9-三、四檔撥叉軸 10-五、六檔撥叉軸11-換檔軸12-變速桿13-叉軸撥桿14-五、六檔撥塊15-自鎖彈簧16-自鎖

7、鋼球17-互鎖銷 2.5.2.1自鎖裝置 2.5.2.2互鎖裝置 2.5.2.3倒檔鎖裝置 3.同步器 3.1無同步器的換檔過程低檔換高檔 高檔換低檔 3.2慣性同步器(synchronizer)鎖環(huán)式同步器鎖銷式同步器 3.2.1.1鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu) 3.2.1.1鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu)花鍵轂7與第二軸用花鍵連接，并用墊片和卡環(huán)作軸向定位。在花鍵轂兩端與齒輪1和4之間，各有一個青銅制成的鎖環(huán)（也稱同步環(huán)）9和5。鎖環(huán)上有短花鍵齒圈，花鍵齒的斷面輪廓尺寸與齒輪 1，4及花鍵轂 7上的外花鍵齒均相同。在兩個鎖環(huán)上，花鍵齒對著接合套8的一端都有倒角（稱鎖止角），且與接合套齒端的倒角相同。鎖環(huán)具有與齒輪1

8、和4上的摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面，內(nèi)錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后破壞油膜，增加錐面間的摩擦。三個滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽11內(nèi)，并可沿槽軸向滑動。在兩個彈簧圈6的作用下，滑塊壓向接合套，使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空檔定位作用?；瑝K2的兩端伸入鎖環(huán)9和5的三個缺口12中。只有當(dāng)滑塊位于缺口12的中央時，接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。 3.2.1.2鎖環(huán)式同步器工作原理 3.2.1.1鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu) 3.2.1.2鎖環(huán)式同步器工作原理（a）當(dāng)變速器由二檔換入三檔（直接檔）時，接合套8從二檔退到空檔，齒輪1和接合套 8連同鎖環(huán)9都在其本身及其所聯(lián)系的

9、一系列運動件的慣性作用下，繼續(xù)沿原方向（如圖中箭頭所示）旋轉(zhuǎn)。在掛三檔時，用撥叉3撥動接合套8并帶動滑塊2一起向左移動。當(dāng)滑塊左端面與鎖環(huán)9的缺口12的端面接觸時，便推動鎖環(huán)9壓向齒輪1，使鎖環(huán)9的內(nèi)錐面壓向齒輪1的外錐面。由于兩錐面具有轉(zhuǎn)速差（n1n9），所以一接觸便產(chǎn)生摩擦作用。齒輪1即通過摩擦作用帶動鎖環(huán)相對于接合套超前轉(zhuǎn)過一個角度，直到鎖環(huán)9的缺口12與滑塊的另一側(cè)面接觸時，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動。此時，接合套的齒與鎖環(huán)的齒錯開了約半個齒厚，從而使接合套的齒端倒角面與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角面正好互相抵觸而不能進入嚙合 3.2.1.2鎖環(huán)式同步器工作原理（b）駕駛員的換檔操縱力通過接合套作用

10、于鎖環(huán)的鎖止角斜面上，在此斜面上產(chǎn)生的法向壓力為N。法向壓力N可分解為軸向力F1和切向力F2。切向力F2所形成的力矩M2有使鎖環(huán)相對于接合套向后（用箭頭指示M2）轉(zhuǎn)動的趨勢，稱為撥環(huán)力矩。軸向力 Fl則使齒輪1 通過摩擦錐面對鎖環(huán)9作用一與轉(zhuǎn)動方向同向摩擦力矩M1（用箭頭指示M1）。這一摩擦力矩M1阻止鎖環(huán)相對接合套向后退轉(zhuǎn)。 如果撥環(huán)力矩M2大于摩擦力矩M1，則鎖環(huán)9即可相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一個角度，以便二者進入接合；若M2M1（此時還有滑塊對鎖環(huán)缺口一側(cè)的阻擋作用），則二者相對位置不變，不可能進入接合。在設(shè)計同步器時，適當(dāng)?shù)剡x擇鎖止角和摩擦錐面的錐角，便能保證在達到同步（n1=n9）之前，

11、齒輪1施加在鎖環(huán)9上的摩擦力矩M1總是大于切向力F2形成的撥環(huán)力矩M2，不論駕駛員通過操縱機構(gòu)加在接合套上的軸向推力有多大，接合套齒端與鎖環(huán)齒端總是互相抵 觸而不能接合。 3.2.1.2鎖環(huán)式同步器工作原理（c）鎖環(huán)9對接合套的鎖止作用是由于上述摩擦力矩M1造成的。因為此摩擦力矩的作用與鎖環(huán)9（及與之連接的接合套8、花鍵轂7、變速器輸出軸及整個汽車等）和齒輪1（及與之連接的離合器從動部分和變速器內(nèi)部分齒輪）兩部分的轉(zhuǎn)動慣性有關(guān)，故稱此種同步器為慣性式同步器。 繼續(xù)加力于接合套上，摩擦作用使齒輪1與鎖環(huán)9轉(zhuǎn)速很快趨于一致，緊接著兩者間的相互轉(zhuǎn)動趨勢也迅速降低，摩擦力矩M1也相應(yīng)迅速降低。當(dāng)撥環(huán)力

12、矩M2大于摩擦力矩M1時，便使鎖環(huán)相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一個角度。在鎖環(huán)的摩擦帶動下，齒輪1及與之相連的所有零件跟鎖環(huán)一起相對于接合套向后退轉(zhuǎn)一個角度。當(dāng)滑塊對正缺口12的中央時,接合套花鍵齒圈與鎖環(huán)的花鍵齒圈不再抵觸，接合套8繼續(xù)左移，而與鎖環(huán)的花鍵齒圈進入接合狀態(tài)，鎖環(huán)的鎖止作用即行消失。 3.2.1.2鎖環(huán)式同步器工作原理（d）接合套與鎖環(huán)接合后，軸向力F1不再存在，錐面間的摩擦力矩也就消失。如果此時接合套8花鍵齒與齒輪1的花鍵齒發(fā)生抵觸，則接合套8花鍵齒作用在齒輪1花鍵齒端斜面上有切向分力，使齒輪1及其相連零件相對于鎖環(huán)及接合套轉(zhuǎn)過一個角度，使接合套與齒輪l進入接合，而最后完成了換入三檔（由低速檔換入高速檔）的全過程。 如果是由三檔（直接檔）換入二檔（由高速檔換入低速檔），上述過程也適用。但此時齒輪4是被加速到與鎖環(huán)5（亦即與接合套8）同步，從而使接合套8先后與鎖環(huán)5及齒輪4進入嚙合而完成換檔過程。 3.2.2鎖銷式同步器鎖銷式同步器的工作原理與鎖環(huán)式同步器相仿，其摩擦面為錐盤2與錐環(huán)3的接觸面，其倒角的位置是鎖銷8與結(jié)合套5在換檔時接觸的位置。