变速器与分动器

1、TOYOTA第十五章 变速器与分动器TOYOTA一、变速器功用1.变速变转矩，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。2.实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。3.中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车时，中断向驱动轮的动力传递。TOYOTA二、齿轮式变速器的要求1.有一定的排档数和合适的传动比。2.操纵方便可靠。3.有足够的强度、刚度、耐磨性，保证良好润滑。4.结构简单，维修方便。5.换档轻便，档位安排合理。TOYOTA三、变速器分类1.按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无级式。1 )有级式变速器：有几个可选择的

2、固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：齿轮轴线固定的普通齿轮变速器和部分齿轮（行星齿轮）轴线旋转的行星齿轮变速器两种。2)无级式变速器:传动比可在一定范围内连续变化,多采用液力式。TOYOTA2.按操纵方式划分，变速器可以分为强制操纵式，自动操纵式。1)强制操纵式变速器：靠驾驶员直接操纵变速杆换档。2)自动操纵式变速器：传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档位的变换。TOYOTA四、手动变速器的一般结构也称普通齿轮式变速器或定轴式变速器，由壳体、传动部分和操纵部分组成。1.壳体：安装、支承变速器全部零件及存放润滑油

3、。箱盖也是壳体的一部分。2.传动部分：包含轴线固定的几根轴及若干齿轮、轴承。3.操纵部分：主要零件位于变速器箱盖内，包含换档机构、锁定机构、互锁机构。TOYOTA为了减小因摩擦引起的零件磨损和功率损失，必须保证变速器内良好的润滑。应从壳体一侧的加油口向变速器内加入齿轮油，使油面高度与加油口持平。当变速器工作时，浸在油内的齿轮把齿轮油飞溅到各处，润滑各齿轮，轴和轴承的工作表面。需要更换的齿轮油可从壳体底部的放油口放出。TOYOTA五、简单式变速器的工作原理TOYOTA1.变速变矩原理变速器根据下图齿轮传动的原理利用若干大小不同的齿轮副传动而实现变速。TOYOTA设主动齿轮转速为n1,齿数为Z1；

4、从动齿轮转速为n2,齿数为Z2，那么主动齿轮（输入轴）与从动齿轮（输出轴）的传动比i1、2 i1、2= n1 / n2 = Z2 / Z1 因而n2 = n1 Z2 / Z1 TOYOTATOYOTA2.换档原理TOYOTA3.变向原理TOYOTA六、普通齿轮变速器的变速传动机构TOYOTA变速传动机构的主要作用是改变传动比、旋转方向。变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量（不包括倒档轴）可分为3轴式变速器和2轴式变速器。TOYOTA（一）3轴式变速器TOYOTATOYOTATOYOTATOYOTATOYOTATOYOTATOYOTATOYOTATOYOTAEQ1090E型车变速器TOYO

5、TA1.构造TOYOTA1）第一（输入）轴：第一轴和第一轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。2）中间轴：在中间轴上有5个齿轮，作为一个整体而转动。最前面的齿轮与输入轴常啮合齿轮相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为中间轴四档、三档、二档、一倒档齿轮。中间轴与一倒档齿轮制成一体，其余齿轮与中间轴用半圆键连接。TOYOTATOYOTA3）第二（输出）轴：第二轴与花键毂24制成一体，通过花键固装有花键毂25和一倒档滑动齿轮，通过滚针轴承固装有4、3、2档齿轮，它们分别与中间轴上各相应档

6、齿轮相啮合。在花键毂上分别套有带有内花键的接合套，并设有同步机构。通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与万向传动装置相连。TOYOTA4）倒档轴：倒档轴固定在壳体上，不能转动。倒档齿轮17、19制成一体，用2排滚针轴承安装在倒档轴上。倒档齿轮19与中间轴一倒档齿轮常啮合。TOYOTA2.各档齿轮的传动情况1）空档2）1挡3）2档4）3档5）4档6）5档（直接档）（另：注意“超速档”）7）倒档 TOYOTA3.其他三轴式变速器TOYOTA（二）2轴式变速器这类变速器主

7、要由输入和输出两根轴组成。与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，在一般档位只经过一对齿轮就可以将输入轴的动力传至输出轴，所以传动效率要高一些。TOYOTA与纵置式变速器相比，横置式变速器没有成90度角的动力传递，传动效率要提高1左右。横置式变速器受布置空间的限制，传递功率有限，只适合在中、低级轿车上使用，捷达、富康、夏利等轿车采用这种布置形式。纵置式变速器不受这种限制，适合在中、高级轿车上使用。TOYOTA1.结构及工作原理在输入轴上，从左向右依次排有：一档、倒档、二档、三档、四档和五档齿轮，其中三、四、五档齿轮是过轴承活套在输入轴上的。在输出轴上对应有：一档、二档、三档、四档和五档齿轮，

8、其中一、二档齿轮是过轴承活套在输出轴上的。在一档、二档齿轮之间有通过花键与输出轴固装的花键毂，在此花键毂外的接合套上制有倒档从动齿轮。主减速器主动齿轮与输出轴作成一体，位于输出轴最左端。TOYOTA当三个接合套都位于花键毂中央时，变速器处于空档状态；当变速器操纵机构将输出轴花键毂上接合套向左推时，一档从动齿轮与输出轴连为一体，动力由输入轴经一档主、从动齿轮传到输出轴。当此接合套位于中间位置时，其上边齿轮正好与输入轴倒档齿轮相对。当变速器倒档轴上的倒档齿轮（图中未画出）被拨到与这两个齿轮相啮合位置时，输入轴上的动力就会经倒档齿轮传到输出轴上 。挂其余各档的情况与挂一档的情况相类似。TOYOTA2

9、.典型2轴变速器TOYOTATOYOTA 七、 变速器的操纵机构 TOYOTA1.功用TOYOTA2.要求TOYOTA3.类型变速器操纵机构的类型可分为：直接操纵式、远距离操纵式TOYOTA1）直接操纵式直接操纵式变速器的变速杆及其换档操纵装置都设置在变速器盖上，变速器布置在驾驶员座位的附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵变速杆来拨动操纵装置来换档。大多数小轿车和长头货车的变速器采用这种操纵形式。TOYOTATOYOTA2）远距离操纵式平头汽车和发动机后置的汽车，由于变速器的安装位置距离驾驶员座位较远，变速杆不能直接布置在变速器盖上；另外有些小客车和轻型货车将变速杆安装在转向柱管上，

10、为此在变速杆与变速器之间加装了一套传动机构，构成远距离操纵的形式。TOYOTATOYOTATOYOTA4.操纵机构的构造操纵机构包括换档机构、锁定（自锁、互锁、倒档锁）机构。TOYOTA1）换档机构功用：A.改变滑动齿轮（或接合套）位置B.拨动滑动齿轮（或接合套）时省力TOYOTA结构：球支座式换档机构，包括变速杆、压紧弹簧、球形关节、滑杆（拨叉轴）、拨叉。TOYOTA各种变速器由于档位数及档位排列位置不同，其拨叉和拨叉轴的数量及排列位置也不同。TOYOTATOYOTA2）自锁机构自锁：即对各档拨叉轴进行轴向定位锁止，以防止其自动产生轴向移动而造成自动挂档或自动脱档。自锁机构有2种：弹簧定位销

11、式、弹簧钢球式TOYOTATOYOTA3.互锁机构作用：防止同时挂上两个档。形式：互锁销式、钢球互锁销式、弹簧空心互锁销式TOYOTATOYOTA有的3档变速器，操纵机构有两根拨叉轴，将自锁和互锁机构合二为一。两根空心锁销内装有自锁弹簧。2a = C +bTOYOTA4.倒档锁倒档锁的作用是使驾驶员必须对变速杆施加较大的力，才能挂入倒档，起到提醒作用，防止误挂倒档，提高安全性。TOYOTA多数汽车变速器采用结构简单的弹簧锁销式倒档锁。它由倒档拨块中的锁销和弹簧组成。锁销杆部装有弹簧，杆部右端的螺母可调整弹簧的预压力和锁销的长度。欲换倒档时，须用较大的力向一侧摆动变速杆，推动倒档锁销压缩弹簧后，

12、变速杆下端进入拨块才能实现换档。只要换入倒档，其拨叉轴就接通装在变速器壳上的电开关，警告灯亮、报警器响（有的汽车仪表盘上有倒档指示灯），有效地防止误挂倒档。TOYOTATOYOTA八、同步器TOYOTA1.同步器的作用TOYOTA2.无同步器的换档过程用此变速器在4档工作时为例：第二轴14、齿轮12、两个花键毂24、25和两个接合套4、9都和4档齿轮6转速相同。而第一轴齿轮2转得较快，齿轮7转得较慢。1.低档换高档（4-5）：两次分离离合器法2.高档换抵挡（4-3）：两次分离离合器空档加油法TOYOTA1）低档换高档当变速器从低速档(4档)换人高速档(5档)时，首先要踩离合器踏板，使离合器分离

13、，接着通过变速杆等将接合套移到空档位置。在接合套4与齿轮6刚分离这一时刻，两者转速还是相等的，即n4=n6。而n2n6，由此可以得出n2n4，即接合套4的转速小于齿轮2转速的结论。这时如果立即把接合套4推向齿轮2上接合齿圈，就会发生打齿现象。此时，由于变速器处于空档，接合套和齿轮之间没有联系，离合器从动盘又与发动机脱离，所以接合套与齿轮的转速都在分别逐渐降低。因为接合套与输出轴、万向传动装置、行驶系以及整个汽车联系在一起，惯性很大，所以n4下降较慢；而齿轮2只与输入轴和离合器从动盘相联系，惯性很小，故n2下降较快。因为n2原先大于n4，n2下降得又比n4快，所以过一会儿后，必然会有n2n4（同

14、步）的情况出现。最好能在n3n4的时刻使接合套右移而挂入四档。TOYOTA2）高档换抵挡当变速器从高速档（4档）换人低速档（3档）时，刚从四档推到空档的接合套4与接合套9的转速相同，即n9n4，同时又有n4n7，所以n9n7。进入空档后，由于n7下降得比n9快，所以在接合套停下来之前，随着时间的推移，两者（n7与n9）差值将越来越大。为了使接合套9与齿轮7的转速达到相同，驾驶员应在此时重新接合离合器，同时踩一下加速踏板，使齿轮7的转速高于接合套9转速，即n7n9，然后再分离离合器，等待片刻，到n7n9时，即可让接合套9与齿轮7上接合齿圈相接合，从而挂入三档。TOYOTA3.同步器分类同步器有常

15、压式，惯性式和自行增力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。TOYOTA1)锁环式同步器TOYOTA结构花键毂与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。在花键毂两端与齿轮之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）。锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 及花键毂上的外花键齿均相同。在两个锁环上，花键齿对着接合套的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。锁环具有与齿轮上的摩擦面锥度相同的内锥

16、面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内，并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈的作用下，滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽中，起到空档定位作用。滑块的两端伸入锁环的三个缺口中。只有当滑块位于缺口的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。TOYOTA工作原理TOYOTAA.锁环的超前当变速器由5档换入6档时，接合套从5档退到空档，齿轮1和接合套 8连同锁环9都在其本身及其所联系的一系列运动件的惯性作用下，继续沿原方向旋转。在挂6档时，用拨叉拨动接合套并带动滑块一起向左移动。当滑块左端面与锁环9的缺口的端面接触

17、时，便推动锁环压向齿轮1，使锁环的内锥面压向齿轮1的外锥面。由于两锥面具有转速差（n1n9），所以一接触便产生摩擦作用。齿轮1即通过摩擦作用带动锁环相对于接合套超前转过一个角度，直到锁环9的缺口与滑块的另一侧面接触时，锁环便与接合套同步转动。此时，接合套的齿与锁环的齿错开了约半个齿厚，从而使接合套的齿端倒角面与锁环相应的齿端倒角面正好互相抵触而不能进入啮合。TOYOTAB.接合套与锁环的同步驾驶员的换档操纵力通过接合套作用于锁环的锁止角斜面上，在此斜面上产生的法向压力为N。法向压力N可分解为轴向力F1和切向力F2。切向力F2所形成的力矩T2有使锁环相对于接合套向后转动的趋势，称为拨环力矩。轴向

18、力 Fl则使齿轮1 通过摩擦锥面对锁环9作用一与转动方向同向摩擦力矩T1。这一摩擦力矩T1阻止锁环相对接合套向后退转。如果拨环力矩T2大于摩擦力矩T1，则锁环9即可相对于接合套向后退转一个角度，以便二者进入接合；若T2T1（此时还有滑块对锁环缺口一侧的阻挡作用），则二者相对位置不变，不可能进入接合。在设计同步器时，适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角，便能保证在达到同步（n1=n9）之前，齿轮1施加在锁环9上的摩擦力矩T1总是大于切向力F2形成的拨环力矩T2，不论驾驶员通过操纵机构加在接合套上的轴向推力有多大，接合套齿端与锁环齿端总是互相抵触而不能接合。TOYOTA锁环9对接合套的锁止作用是由于上述摩擦力矩M1造成的。因为此摩擦力矩的作用与锁环9（及与之连接的接合套8、花键毂7、变速器输出轴及整个汽车等）和齿轮1（及与之连接的离合器从动部分和变速器内部分齿轮）两部分的转动惯性有关，故称此种同步器为惯性式同步器。TOYOTAC.三者同步继续加力于接合套上，摩擦作用使齿轮1与锁环9转速很快趋于一致，紧接着两者间的相互转动趋势也迅速降低，摩擦力矩T1也相应迅速降低。当拨环力矩T2大于摩擦力矩T1时，便使锁环相对于接合套向后退转一个角度。在锁环的摩擦带动下，齿轮1及与之相连的所有零件跟锁环一起相对于接合套向后退转一个角度。当滑块对正缺口的中央时,接合套花键与锁环的