工程機(jī)械及車(chē)輛(3)

1、第三章第三章 人力換擋變速箱人力換擋變速箱 變速箱的功能變速箱的功能 接合套接合套/同步器同步器 變速箱工作原理變速箱工作原理W1：為什么車(chē)輛需要切換不同的檔位行駛？：為什么車(chē)輛需要切換不同的檔位行駛？阻力消耗功率阻力消耗功率動(dòng)力輸出功率動(dòng)力輸出功率后備功率后備功率后備功率后備功率I II III IVVF1：變速變扭：變速變扭 主軸式變速箱主軸式變速箱 兩軸式變速箱兩軸式變速箱 變速箱操縱機(jī)構(gòu)變速箱操縱機(jī)構(gòu)第三章第三章 人力換擋變速箱人力換擋變速箱W1：為什么車(chē)輛需要切換不同的檔位行駛？：為什么車(chē)輛需要切換不同的檔位行駛？驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比il不同檔位意味著傳動(dòng)比不同檔位意味著傳動(dòng)

2、比i不同不同阻力消耗功率阻力消耗功率動(dòng)力輸出功率動(dòng)力輸出功率l車(chē)輛起步時(shí)，需要有更多的車(chē)輛起步時(shí)，需要有更多的后備功率后備功率用于加速，發(fā)動(dòng)機(jī)用于加速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需提高轉(zhuǎn)速需提高(傳動(dòng)比傳動(dòng)比i需需較大較大)后備功率后備功率后備功率后備功率最大功率工作功率 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率Kl車(chē)輛正常行駛時(shí)，需要有較車(chē)輛正常行駛時(shí)，需要有較少的少的后備功率后備功率以提高發(fā)動(dòng)機(jī)以提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需降低負(fù)荷率，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需降低（傳動(dòng)比（傳動(dòng)比i需需較小較?。㊣ II III IVVl需設(shè)置多個(gè)檔位，滿足車(chē)輛需設(shè)置多個(gè)檔位，滿足車(chē)輛的的動(dòng)力性動(dòng)力性和和經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性F1：變速變扭：變速變扭 變速箱的功能變速箱

3、的功能W1：為什么車(chē)輛需要切換不同的檔位行駛？：為什么車(chē)輛需要切換不同的檔位行駛？F1：變速變扭：變速變扭W2：車(chē)輛倒車(chē)是否是由于發(fā)動(dòng)機(jī)倒轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)？：車(chē)輛倒車(chē)是否是由于發(fā)動(dòng)機(jī)倒轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)？F2：實(shí)現(xiàn)倒車(chē)：實(shí)現(xiàn)倒車(chē)W3：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，是否需要將動(dòng)力切斷？：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，是否需要將動(dòng)力切斷？發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)車(chē)帶動(dòng)車(chē)輛啟動(dòng)輛啟動(dòng)一旦啟動(dòng)一旦啟動(dòng)車(chē)輛突然車(chē)輛突然接入動(dòng)力接入動(dòng)力產(chǎn)生瞬時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)的沖擊的沖擊造成機(jī)件的損害造成機(jī)件的損害驅(qū)動(dòng)力不足以克驅(qū)動(dòng)力不足以克服車(chē)輛慣性力，服車(chē)輛慣性力，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火發(fā)動(dòng)機(jī)熄火F3：切斷動(dòng)力：切斷動(dòng)力 人力換擋變速器人力換擋變速器是用人力通過(guò)杠桿和撥叉來(lái)改變變速器中是用人力通過(guò)

4、杠桿和撥叉來(lái)改變變速器中齒輪傳動(dòng)副而進(jìn)行換擋的變速器。齒輪傳動(dòng)副而進(jìn)行換擋的變速器。 變速箱工作原理變速箱工作原理利用不同齒數(shù)的齒輪副相互利用不同齒數(shù)的齒輪副相互嚙合并傳遞動(dòng)力，以改變變嚙合并傳遞動(dòng)力，以改變變速箱的傳動(dòng)比速箱的傳動(dòng)比13低低速檔ZZi24高高速檔ZZi2143ZZZZ 高低ii 變速箱工作原理變速箱工作原理利用不同齒數(shù)的齒輪副相互利用不同齒數(shù)的齒輪副相互嚙合并傳遞動(dòng)力，以改變變嚙合并傳遞動(dòng)力，以改變變速器的傳動(dòng)比；速器的傳動(dòng)比；13低低速檔ZZi24高高速檔ZZi2143ZZZZ 高低ii通過(guò)增加齒輪傳動(dòng)的對(duì)數(shù)，通過(guò)增加齒輪傳動(dòng)的對(duì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)倒檔；以實(shí)現(xiàn)倒檔；7657低倒檔Z

5、ZZZi 接合套接合套/同步器同步器滑動(dòng)換擋方式滑動(dòng)換擋方式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：滑動(dòng)齒輪與軸：滑動(dòng)齒輪與軸之間通過(guò)花鍵連接之間通過(guò)花鍵連接優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：零部件數(shù)量少，結(jié)：零部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)缺點(diǎn)：換擋時(shí)齒輪：換擋時(shí)齒輪不同步不同步，掛檔較困難；齒輪沖擊載掛檔較困難；齒輪沖擊載荷大，且該沖擊主要作用荷大，且該沖擊主要作用在相嚙合的一兩對(duì)齒上，在相嚙合的一兩對(duì)齒上，容易使齒輪過(guò)早損壞；花容易使齒輪過(guò)早損壞；花鍵易磨損，容易造成脫檔鍵易磨損，容易造成脫檔現(xiàn)象；現(xiàn)象；無(wú)法使用斜齒輪無(wú)法使用斜齒輪應(yīng)用應(yīng)用：換擋不頻繁的傳動(dòng)：換擋不頻繁的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或某些車(chē)輛倒檔中機(jī)構(gòu)或某些車(chē)輛倒檔中 接合套接合套/同

6、步器同步器接合套接合套結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成：由花鍵轂、接合套等組：由花鍵轂、接合套等組成，成，接合套套裝在花鍵轂上，花鍵接合套套裝在花鍵轂上，花鍵轂固裝在軸上；常嚙合齒輪通過(guò)軸轂固裝在軸上；常嚙合齒輪通過(guò)軸承與輸出軸連接，并在其端部制有承與輸出軸連接，并在其端部制有齒環(huán)齒環(huán)花鍵轂花鍵轂 接合套接合套常嚙合齒輪常嚙合齒輪常嚙合齒輪常嚙合齒輪具有長(zhǎng)短齒的齒環(huán)具有長(zhǎng)短齒的齒環(huán)具有長(zhǎng)短齒的齒具有長(zhǎng)短齒的齒環(huán)環(huán)工作原理工作原理：移動(dòng)接合套，使：移動(dòng)接合套，使其長(zhǎng)齒插入齒環(huán)齒距較大的其長(zhǎng)齒插入齒環(huán)齒距較大的長(zhǎng)齒之間長(zhǎng)齒之間優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：速度不同步帶來(lái)的沖：速度不同步帶來(lái)的沖擊，由圓周多個(gè)齒共同承受，擊，由圓周多個(gè)

7、齒共同承受，改善了換擋條件；可用斜齒改善了換擋條件；可用斜齒輪進(jìn)行傳動(dòng)輪進(jìn)行傳動(dòng)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：仍然沒(méi)有消除換擋沖：仍然沒(méi)有消除換擋沖擊擊應(yīng)用應(yīng)用：換擋不頻繁，且：換擋不頻繁，且對(duì)換擋平穩(wěn)性要求不高對(duì)換擋平穩(wěn)性要求不高的斜齒輪傳動(dòng)中，在工的斜齒輪傳動(dòng)中，在工程機(jī)械中有一些應(yīng)用程機(jī)械中有一些應(yīng)用（五）嚙合器（五）嚙合器 嚙合套在受到軸向力時(shí)，容易脫檔。為此在結(jié)構(gòu)上可以采用以下三種嚙合套在受到軸向力時(shí)，容易脫檔。為此在結(jié)構(gòu)上可以采用以下三種措施：措施：（1 1）嚙合套的齒應(yīng)該越過(guò)被接合的齒）嚙合套的齒應(yīng)該越過(guò)被接合的齒23mm23mm，這樣在使用中由于接觸部位，這樣在使用中由于接觸部位擠壓磨損，在嚙合套

8、上形成凸肩，可以阻止接合齒自動(dòng)分開(kāi)。擠壓磨損，在嚙合套上形成凸肩，可以阻止接合齒自動(dòng)分開(kāi)。 （2 2）將花鍵轂齒端的齒厚切薄，這樣厚齒形成的擋肩便可以防止脫檔。）將花鍵轂齒端的齒厚切薄，這樣厚齒形成的擋肩便可以防止脫檔。 （3 3）將接合齒的工作面加工成斜面，使斜面產(chǎn)生的軸向分力防止脫檔。）將接合齒的工作面加工成斜面，使斜面產(chǎn)生的軸向分力防止脫檔。 接合套接合套/同步器同步器滑動(dòng)或接合套換擋的滑動(dòng)或接合套換擋的麻煩麻煩l采用滑動(dòng)齒輪或接合套換采用滑動(dòng)齒輪或接合套換擋時(shí)，必須使待嚙合的輪擋時(shí)，必須使待嚙合的輪齒或接合套與接合齒環(huán)的齒或接合套與接合齒環(huán)的圓周速度接近相同（即近圓周速度接近相同（即近

9、似同步時(shí)），才能順利進(jìn)似同步時(shí)），才能順利進(jìn)入嚙合而完成換擋入嚙合而完成換擋l高檔換低檔和低檔換高檔高檔換低檔和低檔換高檔的方式有所不同的方式有所不同 接合套接合套/同步器同步器同步器同步器優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有接合套換擋機(jī)構(gòu)的全部：具有接合套換擋機(jī)構(gòu)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，且無(wú)換擋沖擊，操縱輕便優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)換擋沖擊，操縱輕便缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，軸：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，軸向尺寸大，易磨損向尺寸大，易磨損應(yīng)用應(yīng)用：在各類(lèi)車(chē)輛變速機(jī)構(gòu)中均得：在各類(lèi)車(chē)輛變速機(jī)構(gòu)中均得到廣泛應(yīng)用到廣泛應(yīng)用同步器是在接合套的基礎(chǔ)上發(fā)展起同步器是在接合套的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。這種機(jī)構(gòu)在換檔時(shí)利用摩擦來(lái)的。這種機(jī)構(gòu)在換檔時(shí)利用摩擦使

10、將要進(jìn)入嚙合的一對(duì)齒輪的圓周使將要進(jìn)入嚙合的一對(duì)齒輪的圓周速度迅速相等同步，然后才嚙合，速度迅速相等同步，然后才嚙合，以避免齒輪間產(chǎn)生沖擊以避免齒輪間產(chǎn)生沖擊 目前廣泛采用的是慣性式同步器，圖示為鎖銷(xiāo)式慣性同步器簡(jiǎn)圖。該同步器目前廣泛采用的是慣性式同步器，圖示為鎖銷(xiāo)式慣性同步器簡(jiǎn)圖。該同步器由花鍵轂、嚙合套、摩擦錐環(huán)、定位銷(xiāo)、鎖銷(xiāo)等零件組成?；ㄦI轂用花鍵固裝在由花鍵轂、嚙合套、摩擦錐環(huán)、定位銷(xiāo)、鎖銷(xiāo)等零件組成?；ㄦI轂用花鍵固裝在輸出軸上。嚙合套以內(nèi)花鍵套裝在花鍵轂的外花鍵齒上。輸出軸上。嚙合套以內(nèi)花鍵套裝在花鍵轂的外花鍵齒上。 接合套接合套/同步器同步器同步器同步器 兩個(gè)有內(nèi)錐面的鋼制摩擦錐盤(pán)

11、分兩個(gè)有內(nèi)錐面的鋼制摩擦錐盤(pán)分別以內(nèi)花鍵裝在兩個(gè)斜齒輪的齒別以內(nèi)花鍵裝在兩個(gè)斜齒輪的齒環(huán)上，隨齒輪一同旋轉(zhuǎn)。環(huán)上，隨齒輪一同旋轉(zhuǎn)。 與之相配合的兩個(gè)有外錐面的銅與之相配合的兩個(gè)有外錐面的銅制摩擦錐環(huán)，通過(guò)在同一圓周上制摩擦錐環(huán)，通過(guò)在同一圓周上相互間隔均布的三個(gè)鎖銷(xiāo)和三個(gè)相互間隔均布的三個(gè)鎖銷(xiāo)和三個(gè)定位銷(xiāo)與嚙合套相聯(lián)接。定位銷(xiāo)與嚙合套相聯(lián)接。 錐環(huán)錐面上制有細(xì)密螺旋槽和溝錐環(huán)錐面上制有細(xì)密螺旋槽和溝槽槽, ,以便兩錐面接觸時(shí)，破壞油膜，以便兩錐面接觸時(shí)，破壞油膜，增加摩擦。增加摩擦。 鎖銷(xiāo)兩端分別固定在錐環(huán)的孔中，鎖銷(xiāo)兩端分別固定在錐環(huán)的孔中，其兩端工作表面直徑與嚙合套凸其兩端工作表面直徑與嚙

12、合套凸緣上相應(yīng)銷(xiāo)孔的內(nèi)徑相等，而中緣上相應(yīng)銷(xiāo)孔的內(nèi)徑相等，而中部直徑則小于外徑，因此只有當(dāng)部直徑則小于外徑，因此只有當(dāng)鎖銷(xiāo)與嚙合套的銷(xiāo)孔對(duì)中同心時(shí)，鎖銷(xiāo)與嚙合套的銷(xiāo)孔對(duì)中同心時(shí)，嚙合套方能沿鎖銷(xiāo)軸向移動(dòng)嚙合套方能沿鎖銷(xiāo)軸向移動(dòng)。 接合套接合套/同步器同步器同步器同步器運(yùn)動(dòng)部件仍然轉(zhuǎn)動(dòng)，但待嚙合齒輪轉(zhuǎn)速大于嚙合套運(yùn)動(dòng)部件仍然轉(zhuǎn)動(dòng)，但待嚙合齒輪轉(zhuǎn)速大于嚙合套由四檔換入五檔由四檔換入五檔空檔空檔兩錐面接觸兩錐面接觸嚙合套左移嚙合套左移摩擦作用摩擦作用待嚙合齒輪及其錐盤(pán)帶動(dòng)錐環(huán)和鎖銷(xiāo)加速待嚙合齒輪及其錐盤(pán)帶動(dòng)錐環(huán)和鎖銷(xiāo)加速鎖銷(xiāo)中部直徑小鎖銷(xiāo)中部直徑小鎖銷(xiāo)相對(duì)嚙合套超前旋轉(zhuǎn)一定角度鎖銷(xiāo)相對(duì)嚙合套超前旋轉(zhuǎn)

13、一定角度慣性作用慣性作用鎖止面鎖止面軸向力軸向力F2和切向力和切向力F1產(chǎn)生切向力矩產(chǎn)生切向力矩M2和摩擦力矩和摩擦力矩M1如果如果M2M1，則鎖銷(xiāo)即可相對(duì)于嚙合，則鎖銷(xiāo)即可相對(duì)于嚙合套向后退轉(zhuǎn)，以便嚙合套越過(guò)鎖銷(xiāo)倒套向后退轉(zhuǎn)，以便嚙合套越過(guò)鎖銷(xiāo)倒角 與 待 嚙 合 齒 輪 的 齒 環(huán) 套 合 ； 若角 與 待 嚙 合 齒 輪 的 齒 環(huán) 套 合 ； 若M2II-II檔：檔： 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到n n2 2時(shí)，駕駛員開(kāi)始換擋，由于車(chē)輛慣性較大，可時(shí)，駕駛員開(kāi)始換擋，由于車(chē)輛慣性較大，可設(shè)車(chē)速?zèng)]有降低，則換上設(shè)車(chē)速?zèng)]有降低，則換上IIII檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)降到檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)降到

14、n n1 1，離合器才能平，離合器才能平順無(wú)沖擊地接合。順無(wú)沖擊地接合。2112ggiinn 若在若在2 2檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到n2時(shí)換時(shí)換3檔，則應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到檔，則應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到n1，離，離合器能無(wú)沖擊接合。合器能無(wú)沖擊接合。3221ggiinn 當(dāng)各檔位傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)分配時(shí)，若每次發(fā)動(dòng)機(jī)都是提高到轉(zhuǎn)速當(dāng)各檔位傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)分配時(shí)，若每次發(fā)動(dòng)機(jī)都是提高到轉(zhuǎn)速n n2 2換換擋，只要發(fā)動(dòng)機(jī)都降到同一低轉(zhuǎn)速擋，只要發(fā)動(dòng)機(jī)都降到同一低轉(zhuǎn)速n n1 1，離合器就能無(wú)沖擊地接合。，離合器就能無(wú)沖擊地接合。即換擋過(guò)即換擋過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)總在同一轉(zhuǎn)速范圍程中，發(fā)動(dòng)機(jī)總在同一轉(zhuǎn)速范圍n n1 1到到n n2 2內(nèi)工作，這樣，駕駛員在起步加速時(shí)內(nèi)工作，這樣，駕駛員在起步加速時(shí)操作就方便多了操作就方便多了。手動(dòng)擋車(chē)輛各檔位使用情況：手動(dòng)擋車(chē)輛各檔位使用情況：I檔檔：用于起步，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)：用于起步，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過(guò)2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)II檔檔： 車(chē)速在車(chē)速在20-40Km時(shí)使用時(shí)使用III檔檔：車(chē)速在：車(chē)速在40-60Km時(shí)使用時(shí)使用IV檔檔： 車(chē)速在車(chē)速在60-75Km時(shí)使用時(shí)使用V檔檔： 車(chē)速在車(chē)速在75Km以上時(shí)使用以上時(shí)使