第十五章变速器与分动器

1、1第十五章第十五章 变速器与分动器变速器与分动器本章内容：本章内容：普通齿轮式变速器、组合式变速器和分动器普通齿轮式变速器、组合式变速器和分动器本章重点：本章重点：变速原理、动力传递路线、二轴式与三轴式变速原理、动力传递路线、二轴式与三轴式 变速器的结构特点、同步器的原理变速器的结构特点、同步器的原理本章难点：本章难点：同步器构造和工作原理同步器构造和工作原理 概述概述一、变速器的功用一、变速器的功用 1. 改变传动比改变传动比 2. 实现倒车实现倒车 3. 利用空档中断动力利用空档中断动力二、变速器的组成二、变速器的组成 变速传动机构、操纵机构组成变速传动机构、操纵机构组成第十五章第十五章

2、变速器与分动器变速器与分动器 轴线固定式（普通齿轮式）轴线固定式（普通齿轮式）n有级式有级式 轴线旋转式轴线旋转式 （行星齿轮）（行星齿轮） 液力式（动液式）液力式（动液式）n无级式无级式 电力式电力式n综合式（液力机械式）综合式（液力机械式） 2. 按操纵方式分按操纵方式分 手动操纵式、自动操纵式、半自动操纵式手动操纵式、自动操纵式、半自动操纵式三、变速器的分类三、变速器的分类 1. 按传动比变化方式分按传动比变化方式分四、普通齿轮变速器四、普通齿轮变速器的基本工作原理的基本工作原理 1. 变速原理变速原理 多级齿轮传动，改变传多级齿轮传动，改变传动比动比 2. 换档原理换档原理 通过改变不

3、同的啮合齿通过改变不同的啮合齿轮副，从而改变传动比轮副，从而改变传动比 3. 变向原理（倒档）变向原理（倒档） 安装惰轮，增加一级传安装惰轮，增加一级传动副。动副。主动轮1从动轮2i=主动齿轮齿数主动齿轮齿数从动齿轮齿数从动齿轮齿数5第一节第一节 变速器的变速传动机构变速器的变速传动机构一、普通齿轮式变速器一、普通齿轮式变速器1变速传动机构的组成变速传动机构的组成 主要由齿轮、轴及变速器壳体等零部件组成主要由齿轮、轴及变速器壳体等零部件组成2变速传动机构的工作原理变速传动机构的工作原理 （1）利用不同齿数的）利用不同齿数的齿轮对相互啮合，齿轮对相互啮合，以改变变速器的以改变变速器的传动比；传动

4、比；（2）增设惰轮，以实现）增设惰轮，以实现倒档。倒档。63常见的换档方式常见的换档方式（1）直齿滑动齿轮换档）直齿滑动齿轮换档（2）接合套换档）接合套换档（3）同步器换档）同步器换档7二、两轴式变速器二、两轴式变速器组成：组成： 第一轴（动力输入轴）、第二轴（即动力输出轴）、第一轴（动力输入轴）、第二轴（即动力输出轴）、倒档轴、各档齿轮及变速器壳体倒档轴、各档齿轮及变速器壳体两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴8桑塔纳轿车两轴式变速器桑塔纳轿车两轴式变速器1、两轴式四档轿车变速器、两轴式四档轿车变速器:91011结构分析：结构分

5、析：输入轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴输入轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承连接。通过轴承连接。输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。轮与轴一体。122、两轴式五档轿车变速器、两轴式五档轿车变速器 13奥迪奥迪100型轿车变速器简图型轿车变速器简图 1. 组成组成n第一轴第一轴 输入，常啮合齿输入，常啮合齿轮轮三、三轴式变速器三、三轴式变速器 三轴是指汽车前进时，传递动力的轴有第一轴、三轴是指汽车前进时，传递动力的轴有第一轴、中间轴和第二轴，直接档除外。中间轴和第二轴，直接档除外。 n中间轴中间轴 常

6、啮合齿轮及各档齿轮常啮合齿轮及各档齿轮n第二轴第二轴 输出轴，输出轴， 各档齿轮各档齿轮n倒档轴倒档轴 倒档齿轮倒档齿轮2. 变速器各档动力传动路线变速器各档动力传动路线1811一轴一轴中间中间轴轴二轴二轴19Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i i2= （z z6 6/z /z5 5）（z z3 3/z /z8 8）i i3= （z z6 6/z /z5 5） （z z2 2/z /z9 9）2档和档和3档的传档的传动比是多少？动比是多少？3、变速原理、变速原理205、变速器工作情况、变速器工作情况216、各档换档过程、各档换档过程一档一档22二档二档23三档三档24四档四档25五档五档26倒

7、档倒档27三轴式变速器CA1040变速器换挡过程 1第一轴 2第一轴常啮合齿轮 3第一轴齿轮接合齿圈 4四挡同步器锁环 5、12、20接合套 6五挡同步器锁环 7五挡齿轮接合齿圈 8第二轴五挡齿轮 9第二轴三挡齿轮 10三挡齿轮接合齿圈 11三挡同步器锁环 13、24、35花键毂 14二挡同步器锁环 15二挡齿轮接合齿圈 16第二轴二挡齿轮 17第二轴一挡齿轮 18一挡齿轮接合齿圈 19一挡同步器锁环 21倒挡齿轮接合齿圈 22第二轴倒挡齿轮 23第二轴 25中间轴倒挡齿轮 26中间轴 27倒挡轴 28倒挡中间齿轮 29中间轴一挡齿轮 30中间轴二挡齿轮 31中间轴三挡齿轮 32中间轴四挡齿轮

8、 33中间轴常啮合传动齿轮 34变速器壳体挡28n欲挂上一档，可操纵拨叉使接合套20左移，与一档同步器锁环19的结合齿圈和一档接合齿圈18接合后，动力可从第一轴依次经齿轮233，中间轴26，齿轮2917，接合齿圈18，接合套20以及花键毂24，传给第二轴23输出。n欲脱开一档，可通过拨叉使接合套20右移，与接合齿圈18脱离啮合，则变速器退回空档位置。n一档传动比：3317122938 40()()5.56821 13zzizz29n欲挂上二档，可操纵拨叉使接合套12右移，与二档同步器锁环14的结合齿圈和二档齿轮接合齿圈15接合后，动力可从第一轴依次经齿轮233，中间轴26，齿轮3016，接合齿

9、圈15，接合套12以及花键毂23，传给第二轴23输出。n二档传动比：3316223038 36()()2.83221 23zzizz30n欲挂上三档，可操纵拨叉使接合套12左移，与三档同步器锁环11的接合齿圈和三档齿轮接合齿圈10接合后，动力可从第一轴依次经齿轮233，中间轴26，齿轮319，接合齿圈10，接合套12以及花键毂23，传给第二轴23输出。n三档传动比：339323138 28( )( )1.63421 31zziz z 31n若使接合套5左移到与接合齿圈3接合，则换入第四档，此时动力从第一轴经齿轮2接合齿圈3接合套5和花键毂35直接传给第二轴，而不再经过中间齿轮传动，故这种档位为

10、直接档，其传动比为1.32n欲挂上五档，可操作变速杆，通过拨叉使接合套5右移，使之穿过同步器锁环6与五档齿轮接合齿圈7接合，动力可以从第一轴依次经齿轮233，中间轴，齿轮328，接合齿圈，接合套5及花键毂35，最后传给第二轴。n五档传动比为： n五档经济性好，称为超速档338523238 18()()0.79421 41zzizz33 三轴变速器三轴变速器CA1091输入轴输入轴中间轴中间轴输出轴输出轴1档档2档档3档档4档档5档档6档档a.a.传动链传动链b.b.支撑方式支撑方式c.c.操纵方式操纵方式d.d.润滑方式与密封润滑方式与密封34润滑和密封n为减少内摩擦引起的零件磨损及公路损耗，

11、须知壳内注入润滑油，采用飞溅润滑方式润滑各齿轮副轴与轴承等零件工作表面。因此，壳体一侧有加油口，底部有放油螺栓。第一轴常啮合齿轮和第二轴齿轮钻有径向油孔，以便润滑所在部位滚针轴承。为防止润滑油从第一轴与轴承盖之间间隙流入离合器而影响摩擦性，轴承盖内安装了油封总成。在变速器后端轴承盖装有油封总成。防止自动跳档的结构措施防止自动跳档的结构措施（1）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面（2）花键毂齿端的齿厚切薄）花键毂齿端的齿厚切薄37（3）接合套的齿端制成凸肩）接合套的齿端制成凸肩 由主、副变速器串联而成。由主、副变速器串联而成。 主变速器有主变速器有45档档+倒档，

12、倒档， 副变速器有副变速器有2档档 (低、高低、高) 增加档位数增加档位数 副低副低+主主14=14档档 副高副高+主主14=58档档 主主1+副低、高副低、高=12档档 主主2+副低、高副低、高=34档，档， 主主4+副低、高副低、高=78档档分段式配档：分段式配档：插入式配档：插入式配档：特点：特点：四、组合式变速器四、组合式变速器目的：目的：39后置副变速器后置副变速器41前置副变速器前置副变速器(副变速器副变速器i较小时较小时)第三节第三节 同步器同步器一、无同步器时的换档过程一、无同步器时的换档过程 用滑动齿轮或接合套换档时，必须待啮合的轮齿的圆周速度用滑动齿轮或接合套换档时，必须待

13、啮合的轮齿的圆周速度须相等，方可平顺挂档须相等，方可平顺挂档依赖驾驶员的经验进行操作依赖驾驶员的经验进行操作直接档为直接档为4档（左齿轮），右档（左齿轮），右齿轮为齿轮为5档档F低档换高档（低档换高档（45）F高档换低档（高档换低档（54）（1 1）自低速档换入高速档）自低速档换入高速档4档接合时：档接合时：n3=n2； n4n2分离瞬间：分离瞬间：n3=n2； n4n3分离一段时间：分离一段时间： n4下降较快下降较快 n3下降较慢下降较慢在某一时刻：在某一时刻： n4=n3同步同步时间时间44（2 2）自高速档换入低速档）自高速档换入低速档5档接合时：档接合时：n3=n4； n4n2分离瞬

14、间：分离瞬间：n3=n4； n3n2分离一段时间：分离一段时间：n2下降较快下降较快 n3下降较慢下降较慢使得使得 n2=n3不可能出现不可能出现无换档最佳时刻无换档最佳时刻接离合器，加速V2V346二、同步器作用、组成和分类二、同步器作用、组成和分类 1. 作用作用 缩短换档时间，防止冲击。缩短换档时间，防止冲击。 2. 组成组成 同步装置（推动件、摩擦件）同步装置（推动件、摩擦件） 锁止装置、锁止装置、 接合装置接合装置 3. 分类分类 按工作原理：常压式、自动增力式、按工作原理：常压式、自动增力式、 惯性式惯性式(广泛采用广泛采用) 按摩擦锁止元件不同：锁环式和锁销式按摩擦锁止元件不同：

15、锁环式和锁销式48491.锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器 （1）组成）组成锁环：带锁环：带锁止角锁止角的的外花键齿外花键齿（锁止装置）（锁止装置） ，缺口，缺口c，凸起，凸起d，带带螺纹槽螺纹槽的的内锥面内锥面（摩擦件）（摩擦件）Cd三、同步器构造三、同步器构造 断续的短断续的短花键齿花键齿51花键毂：外花键齿，花键毂：外花键齿，滑块、定位销、弹簧滑块、定位销、弹簧（推动件）（推动件）滑块滑块定位销定位销接合套（接合装置）接合套（接合装置） ：带内花键齿，有：带内花键齿，有凹槽凹槽a（空档定位）（空档定位）a接合齿圈：外锥面，外花键齿接合齿圈：外锥面，外花键齿同步器装配图（剖视图）同步器装配

16、图（剖视图）5556锁环式惯性同步器的工作过程锁环式惯性同步器的工作过程锁环式惯性同步器适用于轿车和轻型货车锁环式惯性同步器适用于轿车和轻型货车6 档档 5档档（2）工作原理（）工作原理（5 档换档换6档）档）a）5档进入空档，档进入空档，n3n4=n7 锁环凸起接触锁环凸起接触花键毂通槽后端花键毂通槽后端b）接合套左移，接合套左移，锁环左移，摩擦锁环左移，摩擦产生，接触花键产生，接触花键毂通槽前端，接毂通槽前端，接合套与锁环错开合套与锁环错开半个齿，齿尖接半个齿，齿尖接触但不啮合，锁触但不啮合，锁止作用产生。止作用产生。拨环力（矩）拨环力（矩）锁环上作用着两个力矩：拨环力矩锁环上作用着两个力

17、矩：拨环力矩M M2 2和惯性力矩和惯性力矩M M1 1，只有，只有M M2 2MM1 1, ,才能结合。才能结合。M M2 2正比于正比于F F2 2，取决于锁止角。，取决于锁止角。M M1 1正比正比于摩擦锥角。通过设置合理的锁止于摩擦锥角。通过设置合理的锁止角和锥角，可以保证在未达到同步角和锥角，可以保证在未达到同步前，无论驾驶员施加多大的力，均前，无论驾驶员施加多大的力，均为为M M2 2Mn3=n5 b）接合套左移，钢球、销带锥环左移，摩擦面接合套左移，钢球、销带锥环左移，摩擦面接触。接触。c）摩擦作用，锥环、锁销向前转一角度，倒角相）摩擦作用，锥环、锁销向前转一角度，倒角相抵，锁止

18、作用产生：抵，锁止作用产生： 锁止面上作锁止面上作用力用力F1，推销向，推销向后；传递惯性力，后；传递惯性力，使销向前，阻止使销向前，阻止套左移。力套左移。力F2压压锥环，二者摩擦锥环，二者摩擦使套、圈同步。使套、圈同步。 同步时，惯同步时，惯性力矩消失，销性力矩消失，销向后，套可左移。向后，套可左移。71723自行增力式同步器（摩擦同步）自行增力式同步器（摩擦同步） 其特点：同步环内有弹簧片，使其产生的摩擦其特点：同步环内有弹簧片，使其产生的摩擦力得到成倍的增长力得到成倍的增长第四节第四节 变速器操纵机构变速器操纵机构一、功用：安全行驶一、功用：安全行驶(准确可靠准确可靠)二、要求二、要求

19、1. 防止自动跳档（自锁）防止自动跳档（自锁） 2. 防止同时挂两档（互锁）防止同时挂两档（互锁） 3. 防止误挂倒档（倒档锁）防止误挂倒档（倒档锁）三、类型三、类型 直接操纵机构和远距离（间接）操纵机构直接操纵机构和远距离（间接）操纵机构四、直接操纵机构四、直接操纵机构 1. 选档换档机构选档换档机构作用：作用：完成换档的基本动作。完成换档的基本动作。组成：组成：变速杆、拨块、变速杆、拨块、 拨叉轴和拨叉等。拨叉轴和拨叉等。752、操纵机构的安全装置、操纵机构的安全装置 作用：保证变速器在任作用：保证变速器在任何情况下都能准确、何情况下都能准确、安全、可靠地工作。安全、可靠地工作。 （1）自锁）自锁组成：自锁钢球和自