第課機(jī)械式變速器

汽車拖拉機(jī)學(xué)講授內(nèi)容：第5課—機(jī)械式變速器（2）

（第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)）主講人：魯植雄教授*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件1第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第1課傳動(dòng)系統(tǒng)的功用和組成第2課離合器（1）第3課離合器（2）第4課機(jī)械式變速器（1）第5課機(jī)械式變速器（2）第6課液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（1）第7課液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（2）第8課液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（3）第9課聯(lián)軸器第10課驅(qū)動(dòng)橋第11課實(shí)驗(yàn)一：離合器的拆裝與調(diào)整第12課實(shí)驗(yàn)二：手動(dòng)變速器的拆裝與調(diào)整第13課實(shí)驗(yàn)三：自動(dòng)變速器的拆裝與調(diào)整第14課實(shí)驗(yàn)四：中央傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)橋的拆裝與調(diào)整本章內(nèi)容安排*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件2本節(jié)課的主要內(nèi)容第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）一、變速器的功用和類型二、變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三、同步器四、變速器操作機(jī)構(gòu)五、分動(dòng)器*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件3三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件41．功用一是接合套與接合齒圈尚未達(dá)到同步時(shí)，鎖住接合套，使其不能與接合齒圈進(jìn)入嚙合，防止齒間沖擊；二是促使接合套與接合齒圈盡快達(dá)到同步，縮短變速器換擋時(shí)間。2.同步原理利用摩擦原理實(shí)現(xiàn)同步的。在未達(dá)到同步之前，待嚙合的接合套與接合齒輪的花鍵齒不可能接觸，可以避免齒間沖擊和噪音。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件53．類型：常壓式、慣性式、自行增力式常壓式同步器：是一種早期開發(fā)的同步器。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其不能保證被嚙合件在同步狀態(tài)（即角速度相等）下實(shí)現(xiàn)換檔。也就是常壓式同步器不能從根本上解決換檔時(shí)的嚙合沖擊問(wèn)題，所以這種同步器目前已被淘汰。慣性式同步器：是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。由于慣性式同步器能夠確保同步嚙合換檔，目前得到廣泛應(yīng)用。慣性增力式同步器：又稱“波爾舍”（Porsehe）同步器。由于這種同步器對(duì)材料、熱處理及制造精度均要求較高，目前在國(guó)內(nèi)采用較少。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件63．類型目前，汽車拖拉機(jī)變速器中應(yīng)用最廣泛的是慣性式同步器。根據(jù)所采用的鎖止機(jī)構(gòu)的不同，常見的慣性式同步器又可分為鎖環(huán)式和鎖銷式兩種。特別是轎車、輕型和中型貨車的變速器廣泛采用了鎖環(huán)式慣性同步器。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件74．鎖環(huán)式慣性同步器

同步器是對(duì)接合套換擋裝置的繼承與發(fā)展，其基本結(jié)構(gòu)不僅包括接合套、花鍵轂、對(duì)應(yīng)齒輪上的接合齒圈等接合裝置，還包括推動(dòng)件、摩擦件等組成的同步裝置和鎖止裝置。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件84．鎖環(huán)式慣性同步器（1）主要結(jié)構(gòu)接合套花鍵轂2個(gè)鎖環(huán)（同步環(huán)）3組滑塊、定位銷和彈簧三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件94．鎖環(huán)式慣性同步器

（1）主要結(jié)構(gòu)花鍵轂以其內(nèi)花鍵套裝在第二軸的外花鍵上，并用卡環(huán)軸向定位。兩個(gè)鎖環(huán)分別安裝在花鍵轂的兩端及六擋接合齒圈和五擋接合齒圈之間。鎖環(huán)內(nèi)錐面與接合齒圈端部外錐面保持接觸，并且在鎖環(huán)內(nèi)錐面上加工了細(xì)密的螺紋槽，以使配合錐面間的潤(rùn)滑油膜招致破壞，提高錐面摩擦系數(shù)，增加配合錐面間的摩擦力。鎖環(huán)外緣上有非連續(xù)的花鍵齒，其齒的斷面形狀和尺寸與接合齒圈、花鍵轂外緣上花鍵齒均相同，并且接合齒圈和鎖環(huán)上的花鍵齒與接合套面對(duì)的一端均有倒角（鎖止角），該倒角與接合套內(nèi)花鍵齒端倒角一樣。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件104．鎖環(huán)式慣性同步器（1）主要結(jié)構(gòu)鎖環(huán)端部沿圓周均布了三個(gè)缺口c和三個(gè)凸起d。在花鍵轂外緣上均布的三個(gè)軸向槽b內(nèi)，分別安裝了可沿槽移動(dòng)的三個(gè)滑塊?；瑝K中部的通孔中安插的定位銷在壓縮彈簧的作用下，將定位銷推向接合套，并使其球頭部分嵌入接合套內(nèi)緣的凹槽a中，以保證在空擋時(shí)接合套處于正中位置?；瑝K兩端伸入鎖環(huán)缺口，鎖環(huán)上的凸起伸入花鍵轂上的通槽e，凸起沿圓周方向的寬度小于通槽的寬度，且只有凸起位于通槽的中央位置時(shí)，接合套的齒才有可能與鎖環(huán)的齒進(jìn)入嚙合。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件114．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理（五檔換入六檔）空檔位置:當(dāng)接合套剛從5擋換入空擋時(shí)，它與滑塊均處于中間位置，并靠定位銷定位。此時(shí)鎖環(huán)與接合齒圈之間的配合錐面并不接觸，即鎖環(huán)具有軸向自由度。由于鎖環(huán)上凸起的一側(cè)與花鍵轂上通槽的一側(cè)相互靠合，故花鍵轂推動(dòng)鎖環(huán)同步旋轉(zhuǎn)?？梢?，與第二軸相關(guān)的花鍵轂及鎖環(huán)、接合套，與第一軸相關(guān)的6擋接合齒圈，均在自身及其所聯(lián)系的一系列運(yùn)動(dòng)件的慣性作用下，繼續(xù)按原方向旋轉(zhuǎn)。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件124．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第一步:若要掛入高擋（6擋），務(wù)必通過(guò)變速器操縱機(jī)構(gòu)，將接合套向左撥動(dòng)，同時(shí)通過(guò)定位銷帶動(dòng)滑塊向左移動(dòng)。三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件134．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理當(dāng)滑塊左端面與鎖環(huán)缺口端面接觸時(shí)，繼而推動(dòng)鎖環(huán)移向接合齒圈，促使具有轉(zhuǎn)速差的兩錐面一經(jīng)接觸便產(chǎn)生摩擦力矩。此時(shí)接合齒圈通過(guò)帶動(dòng)鎖環(huán)相對(duì)于接合套和花鍵轂超前轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，直至鎖環(huán)凸起與花鍵轂通槽的另一側(cè)接觸時(shí)，鎖環(huán)又開始與花鍵轂和接合套同步旋轉(zhuǎn)。F1——軸向力，摩擦力矩F2——切向力，撥環(huán)力矩M2慣性力矩M1第二步:三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件144．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理F1——軸向力，摩擦力矩F2——切向力，撥環(huán)力矩M2慣性力矩M1（齒圈施加在鎖環(huán)上的力矩）撥環(huán)力矩M2>慣性力矩M1，可接合撥環(huán)力矩M2<慣性力矩M1，不可接合問(wèn)題：1.為什么說(shuō)在未同步之前，M2總是大于M1，且無(wú)論駕駛員通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使接合套上的軸向力有多大，鎖環(huán)處于鎖上止?fàn)顟B(tài)，即接合套與鎖環(huán)不能嚙合？2.怎樣實(shí)現(xiàn)未同步之前，撥環(huán)力矩M2總是大于慣性力矩M1的？（鎖止角、錐角）第二步:三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件154．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第三步:鎖環(huán)的鎖止作用消失，接合套與鎖環(huán)的花鍵齒圈嚙合齒圈與鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相同，同步旋轉(zhuǎn)，兩者的相對(duì)轉(zhuǎn)速、角減速度均為0慣性力矩消失F1（軸向力）仍使齒圈與鎖環(huán)緊密接合F2（切向力）形成的撥環(huán)力矩使鎖環(huán)及齒圈相對(duì)接合套后退1個(gè)角度，無(wú)抵觸三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件164．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第四步:接合套與鎖環(huán)接合后，軸向力F1消失，錐面間的摩擦力矩也消失若發(fā)生抵觸，齒圈的花鍵齒上也產(chǎn)生一個(gè)切向分力三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件174．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第五步:F’2使齒圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使接合套與齒圈接合三、同步器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件184．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第六步:同步換擋軸向推力不再作用于鎖環(huán)，則錐面間摩擦力矩隨之消失。而駕駛員還要持續(xù)向左撥移接合套，通過(guò)作用在接合齒圈花鍵齒端倒角面上的切向分力，使接合齒圈及其相聯(lián)系的零件相對(duì)接合套轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，最終使接合套與接合齒圈完全嚙合，完成低擋向高擋的轉(zhuǎn)換，四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件19功用：掛入任一相當(dāng)于檔位隨時(shí)退到空檔類型：直接操縱機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)組成：換擋機(jī)構(gòu)鎖止機(jī)構(gòu)四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件201.換擋機(jī)構(gòu)功用：是撥動(dòng)滑移齒輪（或接合套），使其與相應(yīng)的齒輪（或接合套）嚙合或分離，實(shí)現(xiàn)掛擋或換擋。組成：由變速桿、撥塊、撥叉和撥叉軸、以及相應(yīng)的鎖止機(jī)構(gòu)等組成。變速桿：上的球節(jié)座落在變速器蓋頂部的支承球座內(nèi)，并用彈簧繃緊，防止其上下移動(dòng)，固定在變速器蓋上銷釘伸入球節(jié)的縱槽內(nèi)，防止變速桿轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，變速桿只能以球節(jié)為支點(diǎn)前后左右按需擺動(dòng)。四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件211.換擋機(jī)構(gòu)四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件222.鎖止機(jī)構(gòu)作用：保證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠地工作。類型：自鎖裝置互鎖裝置倒檔鎖裝置四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件232.鎖止機(jī)構(gòu)（1）自鎖裝置功用：是保證滑移齒輪或接合套齒圈工作時(shí)處于全齒寬嚙合，不工作時(shí)徹底脫開，并在工作中不產(chǎn)生自動(dòng)掛擋或脫擋現(xiàn)象。組成：自鎖鋼球和自鎖彈簧組成。四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件242.鎖止機(jī)構(gòu)（1）自鎖裝置原理：一般每根撥叉軸端部表面沿軸向分布三個(gè)能與自鎖鋼球嵌合的凹槽。當(dāng)任何一根撥叉軸連同撥叉被軸向移動(dòng)到空擋或某一工作擋位置時(shí)，必有一個(gè)凹槽正好對(duì)準(zhǔn)自鎖鋼球，此時(shí)在自鎖彈簧的作用下，該鋼球即被嵌入該凹槽內(nèi)，撥叉軸連同撥叉的軸向位置亦被固定，該撥叉帶動(dòng)下的滑移齒輪（或接合套）被固定在空擋或某一工作擋位置，而不會(huì)因振動(dòng)等原因自行脫擋。當(dāng)需要掛擋或換擋時(shí)，駕駛員必需通過(guò)變速桿對(duì)撥叉軸施加軸向力直至克服自鎖彈簧的壓力，將自鎖鋼球從凹槽中擠出，撥叉軸連同撥叉才能被軸向移動(dòng)到所需位置?？梢姡瑩懿孑S上相鄰凹槽之間的距離，等于保證全齒寬嚙合或完全退出嚙合所需的撥叉軸應(yīng)該移動(dòng)的距離四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件252.鎖止機(jī)構(gòu)（2）互鎖裝置功用：是防止變速桿同時(shí)撥動(dòng)兩根撥叉軸及撥叉，即防止同時(shí)掛上兩個(gè)擋位，造成齒輪傳動(dòng)間的干涉，導(dǎo)致變速器無(wú)法工作甚至嚴(yán)重?fù)p壞。組成：互鎖鋼球、互鎖銷。四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件262.鎖止機(jī)構(gòu)（2）互鎖裝置互鎖原理：每根撥叉軸相對(duì)于自鎖凹槽的側(cè)表面均有一個(gè)深度相等的凹槽，當(dāng)任何一根撥叉軸處于空擋位置時(shí)，該凹槽正好對(duì)準(zhǔn)互鎖鋼球。兩個(gè)鋼球直徑之和正好等于相鄰兩撥叉軸間距加上一個(gè)凹槽的深度。中間的撥叉軸上兩個(gè)側(cè)面凹槽以孔貫通，該孔內(nèi)放置一根可左右移動(dòng)的互鎖銷，其長(zhǎng)度為撥叉軸直徑減去一個(gè)凹槽的深度。當(dāng)變速器處于在空擋位置時(shí)，所有撥叉軸的側(cè)向凹槽與互鎖鋼球、互鎖銷位于同一直線上。四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件272.鎖止機(jī)構(gòu)（2）互鎖裝置互鎖原理：當(dāng)移動(dòng)中間撥叉軸時(shí)，軸3兩側(cè)的內(nèi)鋼球從其側(cè)面凹槽中被擠出，而外鋼球2和4分別嵌入撥叉軸1和5的側(cè)面凹槽中，因而將軸1和5鎖定在空擋位置。若要移動(dòng)撥叉軸5，應(yīng)先將撥叉軸3退回到空擋位置，于是在移動(dòng)撥叉軸5時(shí)，鋼球4便從軸5的凹槽中擠出，同時(shí)通過(guò)互鎖銷6和其他鋼球?qū)懿孑S3和1鎖定在各自的空擋位置。當(dāng)移動(dòng)撥叉軸1時(shí)，撥叉軸3和5被鎖定在空擋位置。由此可見，當(dāng)駕駛員用變速桿移動(dòng)某一撥叉軸掛擋時(shí)，互鎖裝置便自動(dòng)將其他所有的撥叉軸鎖定在空擋位置，從而保證只能掛上一個(gè)擋位。四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件282.鎖止機(jī)構(gòu)（3）倒檔鎖作用：防止誤掛倒檔組成：倒檔鎖銷、倒檔鎖彈簧原理：鎖銷在彈簧的作用下伸進(jìn)撥塊的凹槽中，駕駛員要掛倒擋時(shí)，必須花費(fèi)較大的力使變速桿的下端壓縮彈簧，將鎖銷推向右方后，才能使變速桿下端進(jìn)入撥塊的凹槽中，以撥動(dòng)倒擋撥叉而掛入倒擋。由此可見，它對(duì)駕駛員具有提醒注意的作用。四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件293.聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)作用：有的拖拉機(jī)上為了保證換擋時(shí)必須首先徹底分離離合器，故在離合器操縱機(jī)構(gòu)與變速器操縱機(jī)構(gòu)之間設(shè)置了聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)組成：在離合器踏板（或操縱桿）上用拉桿聯(lián)接著擺動(dòng)杠桿，擺動(dòng)杠桿固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)鎖軸上，聯(lián)鎖軸上沿軸向制有鎖定槽四、變速器操縱機(jī)構(gòu)第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件303.聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)當(dāng)離合器踏板完全踩下，也就是離合器徹底分離時(shí)，通過(guò)拉桿推動(dòng)聯(lián)鎖軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使其上的鎖定槽正好對(duì)準(zhǔn)鎖定銷的上端。此時(shí)鎖定銷才有可能被頂起，撥叉軸連同撥叉有可能被撥動(dòng)，實(shí)現(xiàn)換擋當(dāng)離合器接合時(shí)，聯(lián)鎖軸上的鎖定槽將圓柱面頂住鎖定銷的上端，使之插入撥叉軸上V形槽的鎖定銷不能向上移動(dòng)，這是撥叉軸連同撥叉也就不能被撥動(dòng)，自然就不能換擋。五、分動(dòng)器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件31五、分動(dòng)器第二章汽車拖拉機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)第5課機(jī)械式變速器（2）*《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件321．功用（1）利用分動(dòng)器可以將變速器輸出的動(dòng)力分配到各個(gè)驅(qū)動(dòng)橋；（2）多數(shù)汽車的分動(dòng)器還有高低兩個(gè)檔，兼起副變速器的作用。2.構(gòu)造分動(dòng)器的輸入軸與變速器的第二軸相連，輸出軸有兩個(gè)或兩個(gè)以上，通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置分別與各驅(qū)動(dòng)橋相連。