第十五章 變速器與分動(dòng)器

第十五章變速器與分動(dòng)器本章內(nèi)容：普通齒輪式變速器、組合式變速器和分動(dòng)器本章重點(diǎn)：變速原理、動(dòng)力傳遞路線、二軸式與三軸式變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、同步器的原理本章難點(diǎn)：同步器構(gòu)造和工作原理1概述一、變速器的功用

1.改變傳動(dòng)比2.實(shí)現(xiàn)倒車3.利用空檔中斷動(dòng)力二、變速器的組成變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)組成第十五章變速器與分動(dòng)器2

軸線固定式（普通齒輪式）有級(jí)式軸線旋轉(zhuǎn)式（行星齒輪）液力式（動(dòng)液式）無(wú)級(jí)式電力式綜合式（液力機(jī)械式）2.按操縱方式分手動(dòng)操縱式、自動(dòng)操縱式、半自動(dòng)操縱式三、變速器的分類1.按傳動(dòng)比變化方式分3四、普通齒輪變速器的基本工作原理

1.變速原理多級(jí)齒輪傳動(dòng)，改變傳動(dòng)比2.換檔原理通過(guò)改變不同的嚙合齒輪副，從而改變傳動(dòng)比

3.變向原理（倒檔）安裝惰輪，增加一級(jí)傳動(dòng)副。主動(dòng)輪1從動(dòng)輪2i=主動(dòng)齒輪齒數(shù)從動(dòng)齒輪齒數(shù)4第一節(jié)變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、普通齒輪式變速器1．變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成

主要由齒輪、軸及變速器殼體等零部件組成2．變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理

（1）利用不同齒數(shù)的齒輪對(duì)相互嚙合，以改變變速器的傳動(dòng)比；（2）增設(shè)惰輪，以實(shí)現(xiàn)倒檔。53．常見(jiàn)的換檔方式（1）直齒滑動(dòng)齒輪換檔（2）接合套換檔（3）同步器換檔6二、兩軸式變速器組成：第一軸（動(dòng)力輸入軸）、第二軸（即動(dòng)力輸出軸）、倒檔軸、各檔齒輪及變速器殼體兩軸是指汽車前進(jìn)時(shí)，傳遞動(dòng)力的軸只有第一軸和第二軸7桑塔納轎車兩軸式變速器1、兩軸式四檔轎車變速器:8910結(jié)構(gòu)分析：

輸入軸：一、二檔齒輪與軸一體；三、四檔齒輪與軸通過(guò)軸承連接。 輸出軸：一、二檔齒輪與通過(guò)軸承連接；三、四檔齒輪與軸一體。112、兩軸式五檔轎車變速器12奧迪100型轎車變速器簡(jiǎn)圖131.組成第一軸

輸入，常嚙合齒輪三、三軸式變速器

三軸是指汽車前進(jìn)時(shí)，傳遞動(dòng)力的軸有第一軸、中間軸和第二軸，直接檔除外。14中間軸

常嚙合齒輪及各檔齒輪第二軸

輸出軸，各檔齒輪15倒檔軸

倒檔齒輪162.變速器各檔動(dòng)力傳動(dòng)路線1711一軸中間軸二軸18Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i2=（z6/z5）×（z3/z8）i3=（z6/z5）×

（z2/z9）2檔和3檔的傳動(dòng)比是多少？3、變速原理195、變速器工作情況206、各檔換檔過(guò)程一檔21二檔22三檔23四檔24五檔25倒檔26三軸式變速器CA1040變速器換擋過(guò)程

1—第一軸2—第一軸常嚙合齒輪3—第一軸齒輪接合齒圈4—四擋同步器鎖環(huán)5、12、20—接合套6—五擋同步器鎖環(huán)7—五擋齒輪接合齒圈8—第二軸五擋齒輪9—第二軸三擋齒輪10—三擋齒輪接合齒圈11—三擋同步器鎖環(huán)13、24、35——花鍵轂14—二擋同步器鎖環(huán)15—二擋齒輪接合齒圈16—第二軸二擋齒輪17—第二軸一擋齒輪18—一擋齒輪接合齒圈19—一擋同步器鎖環(huán)21—倒擋齒輪接合齒圈22—第二軸倒擋齒輪23—第二軸25—中間軸倒擋齒輪26—中間軸27—倒擋軸28—倒擋中間齒輪29—中間軸一擋齒輪30—中間軸二擋齒輪31—中間軸三擋齒輪32—中間軸四擋齒輪33—中間軸常嚙合傳動(dòng)齒輪34—變速器殼體擋27欲掛上一檔，可操縱撥叉使接合套20左移，與一檔同步器鎖環(huán)19的結(jié)合齒圈和一檔接合齒圈18接合后，動(dòng)力可從第一軸依次經(jīng)齒輪2?33，中間軸26，齒輪29?17，接合齒圈18，接合套20以及花鍵轂24，傳給第二軸23輸出。欲脫開(kāi)一檔，可通過(guò)撥叉使接合套20右移，與接合齒圈18脫離嚙合，則變速器退回空檔位置。一檔傳動(dòng)比：28欲掛上二檔，可操縱撥叉使接合套12右移，與二檔同步器鎖環(huán)14的結(jié)合齒圈和二檔齒輪接合齒圈15接合后，動(dòng)力可從第一軸依次經(jīng)齒輪2?33，中間軸26，齒輪30?16，接合齒圈15，接合套12以及花鍵轂23，傳給第二軸23輸出。二檔傳動(dòng)比：29欲掛上三檔，可操縱撥叉使接合套12左移，與三檔同步器鎖環(huán)11的接合齒圈和三檔齒輪接合齒圈10接合后，動(dòng)力可從第一軸依次經(jīng)齒輪2?33，中間軸26，齒輪31?9，接合齒圈10，接合套12以及花鍵轂23，傳給第二軸23輸出。三檔傳動(dòng)比：30若使接合套5左移到與接合齒圈3接合，則換入第四檔，此時(shí)動(dòng)力從第一軸經(jīng)齒輪2?接合齒圈3?接合套5和花鍵轂35直接傳給第二軸，而不再經(jīng)過(guò)中間齒輪傳動(dòng)，故這種檔位為直接檔，其傳動(dòng)比為1.31欲掛上五檔，可操作變速桿，通過(guò)撥叉使接合套5右移，使之穿過(guò)同步器鎖環(huán)6與五檔齒輪接合齒圈7接合，動(dòng)力可以從第一軸依次經(jīng)齒輪2?33，中間軸，齒輪32?8，接合齒圈，接合套5及花鍵轂35，最后傳給第二軸。五檔傳動(dòng)比為：五檔經(jīng)濟(jì)性好，稱為超速檔32

三軸變速器CA1091輸入軸中間軸輸出軸1檔2檔3檔4檔5檔6檔a.傳動(dòng)鏈b.支撐方式c.操縱方式d.潤(rùn)滑方式與密封33潤(rùn)滑和密封為減少內(nèi)摩擦引起的零件磨損及公路損耗，須知?dú)?nèi)注入潤(rùn)滑油，采用飛濺潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑各齒輪副?軸與軸承等零件工作表面。因此，殼體一側(cè)有加油口，底部有放油螺栓。第一軸常嚙合齒輪和第二軸齒輪鉆有徑向油孔，以便潤(rùn)滑所在部位滾針軸承。為防止?jié)櫥蛷牡谝惠S與軸承蓋之間間隙流入離合器而影響摩擦性，軸承蓋內(nèi)安裝了油封總成。在變速器后端軸承蓋裝有油封總成。34防止自動(dòng)跳檔的結(jié)構(gòu)措施（1）接合套和接合齒圈的齒端制成倒斜面35（2）花鍵轂齒端的齒厚切薄36（3）接合套的齒端制成凸肩

37由主、副變速器串聯(lián)而成。主變速器有4~5檔+倒檔，副變速器有2檔(低、高)增加檔位數(shù)副低+主1~4=1~4檔

副高+主1~4=5~8檔主1+副低、高=1~2檔

主2+副低、高=3~4檔，……

主4+副低、高=7~8檔分段式配檔：插入式配檔：特點(diǎn)：四、組合式變速器目的：3839后置副變速器40前置副變速器(副變速器i較小時(shí))41第三節(jié)同步器一、無(wú)同步器時(shí)的換檔過(guò)程

用滑動(dòng)齒輪或接合套換檔時(shí)，必須待嚙合的輪齒的圓周速度須相等，方可平順掛檔——依賴駕駛員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作直接檔為4檔（左齒輪），右齒輪為5檔低檔換高檔（4→5）高檔換低檔（5→4）42（1）自低速檔換入高速檔4檔接合時(shí)：n3=n2；n4>n2分離瞬間：n3=n2；n4>n3分離一段時(shí)間：n4下降較快

n3下降較慢在某一時(shí)刻：

n4=n3同步時(shí)間4344（2）自高速檔換入低速檔5檔接合時(shí)：n3=n4；n4>n2分離瞬間：n3=n4；n3>n2分離一段時(shí)間：n2下降較快

n3下降較慢使得n2=n3不可能出現(xiàn)無(wú)換檔最佳時(shí)刻接離合器，加速V2>V34546二、同步器作用、組成和分類1.作用縮短換檔時(shí)間，防止沖擊。2.組成同步裝置（推動(dòng)件、摩擦件）鎖止裝置、接合裝置3.分類按工作原理：常壓式、自動(dòng)增力式、慣性式(廣泛采用)按摩擦鎖止元件不同：鎖環(huán)式和鎖銷式4748491.鎖環(huán)式慣性同步器

（1）組成鎖環(huán)：帶鎖止角的外花鍵齒（鎖止裝置），缺口c，凸起d，帶螺紋槽的內(nèi)錐面（摩擦件）Cd三、同步器構(gòu)造斷續(xù)的短花鍵齒50花鍵轂：外花鍵齒，滑塊、定位銷、彈簧（推動(dòng)件）滑塊定位銷51接合套（接合裝置）：帶內(nèi)花鍵齒，有凹槽a（空檔定位）a52接合齒圈：外錐面，外花鍵齒53同步器裝配圖（剖視圖）5455鎖環(huán)式慣性同步器的工作過(guò)程鎖環(huán)式慣性同步器適用于轎車和輕型貨車566檔5檔（2）工作原理（5檔換6檔）a）5檔進(jìn)入空檔，n3>n4=n7鎖環(huán)凸起接觸花鍵轂通槽后端57b）接合套左移，鎖環(huán)左移，摩擦產(chǎn)生，接觸花鍵轂通槽前端，接合套與鎖環(huán)錯(cuò)開(kāi)半個(gè)齒，齒尖接觸但不嚙合，鎖止作用產(chǎn)生。58撥環(huán)力（矩）鎖環(huán)上作用著兩個(gè)力矩：撥環(huán)力矩M2和慣性力矩M1，只有M2>M1,才能結(jié)合。M2正比于F2，取決于鎖止角。M1正比于摩擦錐角。通過(guò)設(shè)置合理的鎖止角和錐角，可以保證在未達(dá)到同步前，無(wú)論駕駛員施加多大的力，均為M2<M1，使結(jié)合套與鎖環(huán)不能結(jié)合。因?yàn)檫@個(gè)鎖止作用是由慣性力矩造成的，因此稱之為慣性同步器。

M2

M159c)同步并實(shí)現(xiàn)結(jié)合同步后，n3=n4,慣性力矩消失，M2將鎖環(huán)后撥，解除鎖止，接合套穿過(guò)鎖環(huán)左移。接合套與接合齒圈的齒端接觸。

M260d)完成換檔接觸面的切向分力，撥齒圈向前，接合套齒進(jìn)入，與圈齒嚙合。歸納：摩擦件產(chǎn)生的摩擦力矩使接合套與齒輪迅速同步；變速器輸入端各零件的慣性力矩產(chǎn)生鎖止作用，防止同步前嚙合。（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量宜小）6162鎖環(huán)式同步器的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊；徑向尺寸小；錐面間產(chǎn)生摩擦力不大；結(jié)合齒端面作為鎖止面，容易磨損而失效；適用于轉(zhuǎn)矩不大的高速檔或者轎車和輕型車輛。63中型貨車以上的變速器常用鎖銷式慣性同步器642.鎖銷式慣性同步器（1）組成

摩擦錐環(huán)：外錐面，由三個(gè)定位銷和鎖銷連接。

定位銷：中間凹槽，壓入彈簧和鋼球

鎖銷：中間細(xì)，帶錐面接合套：內(nèi)花鍵，與鎖銷有配合錐面

花鍵轂：外花鍵

接合齒上裝有摩擦錐盤，內(nèi)錐面65摩擦錐環(huán)：外錐面，由三個(gè)定位銷和鎖銷連接定位銷鎖銷66定位銷：中間凹槽，壓入彈簧和鋼球帶有內(nèi)錐面的摩擦錐盤接合齒67接合套：帶內(nèi)花鍵，與鎖銷有配合錐面花鍵轂：外花鍵與接合套配合，內(nèi)花鍵與軸相連68（2）工作原理(45檔)a）空檔，n2>n3=n5

b）接合套左移，鋼球、銷帶錐環(huán)左移，摩擦面接觸。69c）摩擦作用，錐環(huán)、鎖銷向前轉(zhuǎn)一角度，倒角相抵，鎖止作用產(chǎn)生：

鎖止面上作用力F1，推銷向后；傳遞慣性力，使銷向前，阻止套左移。力F2壓錐環(huán)，二者摩擦使套、圈同步。同步時(shí)，慣性力矩消失，銷向后，套可左移。7071

3．自行增力式同步器（摩擦同步）

其特點(diǎn)：同步環(huán)內(nèi)有彈簧片，使其產(chǎn)生的摩擦力得到成倍的增長(zhǎng)72第四節(jié)變速器操縱機(jī)構(gòu)一、功用：安全行駛(準(zhǔn)確可靠)二、要求

1.防止自動(dòng)跳檔（自鎖）2.防止同時(shí)掛兩檔（互鎖）3.防止誤掛倒檔（倒檔鎖）三