工程機械及車輛(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：為什么車輛需要切換不同的檔位行駛？：為什么車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力輸出功率動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 變速箱操縱機構變速箱操縱機構第三章第三章 人力換擋變速箱人力換擋變速箱W1：為什么車輛需要切換不同的檔位行駛？：為什么車輛需要切換不同的檔位行駛？驅動輪轉速發(fā)動機轉速 傳動比il不同檔位意味著傳動比不同檔位意味著傳動

2、比i不同不同阻力消耗功率阻力消耗功率動力輸出功率動力輸出功率l車輛起步時，需要有更多的車輛起步時，需要有更多的后備功率后備功率用于加速，發(fā)動機用于加速，發(fā)動機轉速需提高轉速需提高(傳動比傳動比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)動機負荷率Kl車輛正常行駛時，需要有較車輛正常行駛時，需要有較少的少的后備功率后備功率以提高發(fā)動機以提高發(fā)動機負荷率，發(fā)動機轉速需降低負荷率，發(fā)動機轉速需降低（傳動比（傳動比i需需較小較?。㊣ II III IVVl需設置多個檔位，滿足車輛需設置多個檔位，滿足車輛的的動力性動力性和和經濟性經濟性F1：變速變扭：變速變扭 變速箱的功能變速箱

3、的功能W1：為什么車輛需要切換不同的檔位行駛？：為什么車輛需要切換不同的檔位行駛？F1：變速變扭：變速變扭W2：車輛倒車是否是由于發(fā)動機倒轉實現？：車輛倒車是否是由于發(fā)動機倒轉實現？F2：實現倒車：實現倒車W3：發(fā)動機啟動時，是否需要將動力切斷？：發(fā)動機啟動時，是否需要將動力切斷？發(fā)動機發(fā)動機帶動車帶動車輛啟動輛啟動一旦啟動一旦啟動車輛突然車輛突然接入動力接入動力產生瞬時產生瞬時的沖擊的沖擊造成機件的損害造成機件的損害驅動力不足以克驅動力不足以克服車輛慣性力，服車輛慣性力，發(fā)動機熄火發(fā)動機熄火F3：切斷動力：切斷動力 人力換擋變速器人力換擋變速器是用人力通過杠桿和撥叉來改變變速器中是用人力通過

4、杠桿和撥叉來改變變速器中齒輪傳動副而進行換擋的變速器。齒輪傳動副而進行換擋的變速器。 變速箱工作原理變速箱工作原理利用不同齒數的齒輪副相互利用不同齒數的齒輪副相互嚙合并傳遞動力，以改變變嚙合并傳遞動力，以改變變速箱的傳動比速箱的傳動比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的齒輪副相互利用不同齒數的齒輪副相互嚙合并傳遞動力，以改變變嚙合并傳遞動力，以改變變速器的傳動比；速器的傳動比；13低低速檔ZZi24高高速檔ZZi2143ZZZZ 高低ii通過增加齒輪傳動的對數，通過增加齒輪傳動的對數，以實現倒檔；以實現倒檔；7657低倒檔Z

5、ZZZi 接合套接合套/同步器同步器滑動換擋方式滑動換擋方式結構特點結構特點：滑動齒輪與軸：滑動齒輪與軸之間通過花鍵連接之間通過花鍵連接優(yōu)點優(yōu)點：零部件數量少，結：零部件數量少，結構簡單構簡單缺點缺點：換擋時齒輪：換擋時齒輪不同步不同步，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齒上，在相嚙合的一兩對齒上，容易使齒輪過早損壞；花容易使齒輪過早損壞；花鍵易磨損，容易造成脫檔鍵易磨損，容易造成脫檔現象；現象；無法使用斜齒輪無法使用斜齒輪應用應用：換擋不頻繁的傳動：換擋不頻繁的傳動機構或某些車輛倒檔中機構或某些車輛倒檔中 接合套接合套/同

6、步器同步器接合套接合套結構組成結構組成：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；常嚙合齒輪通過軸轂固裝在軸上；常嚙合齒輪通過軸承與輸出軸連接，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短齒的齒環(huán)具有長短齒的齒環(huán)具有長短齒的齒具有長短齒的齒環(huán)環(huán)工作原理工作原理：移動接合套，使：移動接合套，使其長齒插入齒環(huán)齒距較大的其長齒插入齒環(huán)齒距較大的長齒之間長齒之間優(yōu)點優(yōu)點：速度不同步帶來的沖：速度不同步帶來的沖擊，由圓周多個齒共同承受，擊，由圓周多個

7、齒共同承受，改善了換擋條件；可用斜齒改善了換擋條件；可用斜齒輪進行傳動輪進行傳動缺點缺點：仍然沒有消除換擋沖：仍然沒有消除換擋沖擊擊應用應用：換擋不頻繁，且：換擋不頻繁，且對換擋平穩(wěn)性要求不高對換擋平穩(wěn)性要求不高的斜齒輪傳動中，在工的斜齒輪傳動中，在工程機械中有一些應用程機械中有一些應用（五）嚙合器（五）嚙合器 嚙合套在受到軸向力時，容易脫檔。為此在結構上可以采用以下三種嚙合套在受到軸向力時，容易脫檔。為此在結構上可以采用以下三種措施：措施：（1 1）嚙合套的齒應該越過被接合的齒）嚙合套的齒應該越過被接合的齒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分開。擠壓磨損，在嚙合套上形成凸肩，可以阻止接合齒自動分開。 （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，使斜面產生的軸向分力防止脫檔。 接合套接合套/同步器同步器滑動或接合套換擋的滑動或接合套換擋的麻煩麻煩l采用滑動齒輪或接合套換采用滑動齒輪或接合套換擋時，必須使待嚙合的輪擋時，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），才能順利進似同步時），才能順利進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)點優(yōu)點：具有接合套換擋機構的全部：具有接合套換擋機構的全部優(yōu)點，且無換擋沖擊，操縱輕便優(yōu)點，且無換擋沖擊，操縱輕便缺點缺點：結構復雜，制造精度高，軸：結構復雜，制造精度高，軸向尺寸大，易磨損向尺寸大，易磨損應用應用：在各類車輛變速機構中均得：在各類車輛變速機構中均得到廣泛應用到廣泛應用同步器是在接合套的基礎上發(fā)展起同步器是在接合套的基礎上發(fā)展起來的。這種機構在換檔時利用摩擦來的。這種機構在換檔時利用摩擦使

10、將要進入嚙合的一對齒輪的圓周使將要進入嚙合的一對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，以避免齒輪間產生沖擊以避免齒輪間產生沖擊 目前廣泛采用的是慣性式同步器，圖示為鎖銷式慣性同步器簡圖。該同步器目前廣泛采用的是慣性式同步器，圖示為鎖銷式慣性同步器簡圖。該同步器由花鍵轂、嚙合套、摩擦錐環(huán)、定位銷、鎖銷等零件組成。花鍵轂用花鍵固裝在由花鍵轂、嚙合套、摩擦錐環(huán)、定位銷、鎖銷等零件組成?；ㄦI轂用花鍵固裝在輸出軸上。嚙合套以內花鍵套裝在花鍵轂的外花鍵齒上。輸出軸上。嚙合套以內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 兩個有內錐面的鋼制摩擦錐盤

11、分兩個有內錐面的鋼制摩擦錐盤分別以內花鍵裝在兩個斜齒輪的齒別以內花鍵裝在兩個斜齒輪的齒環(huán)上，隨齒輪一同旋轉。環(huán)上，隨齒輪一同旋轉。 與之相配合的兩個有外錐面的銅與之相配合的兩個有外錐面的銅制摩擦錐環(huán)，通過在同一圓周上制摩擦錐環(huán)，通過在同一圓周上相互間隔均布的三個鎖銷和三個相互間隔均布的三個鎖銷和三個定位銷與嚙合套相聯(lián)接。定位銷與嚙合套相聯(lián)接。 錐環(huán)錐面上制有細密螺旋槽和溝錐環(huán)錐面上制有細密螺旋槽和溝槽槽, ,以便兩錐面接觸時，破壞油膜，以便兩錐面接觸時，破壞油膜，增加摩擦。增加摩擦。 鎖銷兩端分別固定在錐環(huán)的孔中，鎖銷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、合套凸緣上相應銷孔的內徑相等，而中緣上相應銷孔的內徑相等，而中部直徑則小于外徑，因此只有當部直徑則小于外徑，因此只有當鎖銷與嚙合套的銷孔對中同心時，鎖銷與嚙合套的銷孔對中同心時，嚙合套方能沿鎖銷軸向移動嚙合套方能沿鎖銷軸向移動。 接合套接合套/同步器同步器同步器同步器運動部件仍然轉動，但待嚙合齒輪轉速大于嚙合套運動部件仍然轉動，但待嚙合齒輪轉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帶動錐環(huán)和鎖銷加速待嚙合齒輪及其錐盤帶動錐環(huán)和鎖銷加速鎖銷中部直徑小鎖銷中部直徑小鎖銷相對嚙合套超前旋轉一定角度鎖銷相對嚙合套超前旋轉

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產生切向力矩產生切向力矩M2和摩擦力矩和摩擦力矩M1如果如果M2M1，則鎖銷即可相對于嚙合，則鎖銷即可相對于嚙合套向后退轉，以便嚙合套越過鎖銷倒套向后退轉，以便嚙合套越過鎖銷倒角 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： 當發(fā)動機轉速達到當發(fā)動機轉速達到n n2 2時，駕駛員開始換擋，由于車輛慣性較大，可時，駕駛員開始換擋，由于車輛慣性較大，可設車速沒有降低，則換上設車速沒有降低，則換上IIII檔時，發(fā)動機轉速應降到檔時，發(fā)動機轉速應降到

14、n n1 1，離合器才能平，離合器才能平順無沖擊地接合。順無沖擊地接合。2112ggiinn 若在若在2 2檔時，發(fā)動機轉速升到檔時，發(fā)動機轉速升到n2時換時換3檔，則應把發(fā)動機轉速降到檔，則應把發(fā)動機轉速降到n1，離，離合器能無沖擊接合。合器能無沖擊接合。3221ggiinn 當各檔位傳動比按等比級數分配時，若每次發(fā)動機都是提高到轉速當各檔位傳動比按等比級數分配時，若每次發(fā)動機都是提高到轉速n n2 2換換擋，只要發(fā)動機都降到同一低轉速擋，只要發(fā)動機都降到同一低轉速n n1 1，離合器就能無沖擊地接合。，離合器就能無沖擊地接合。即換擋過即換擋過程中，發(fā)動機總在同一轉速范圍程中，發(fā)動機總在同一轉速范圍n n1 1到到n n2 2內工作，這樣，駕駛員在起步加速時內工作，這樣，駕駛員在起步加速時操作就方便多了操作就方便多了。手動擋車輛各檔位使用情況：手動擋車輛各檔位使用情況：I檔檔：用于起步，發(fā)動機轉速不超過：用于起步，發(fā)動機轉速不超過2000轉轉II檔檔： 車速在車速在20-40Km時使用時使用III檔檔：車速在：車速在40-60Km時使用時使用IV檔檔： 車速在車速在60-75Km時使用時使用V檔檔： 車速在車速在75Km以上時使用以上時使