汽車構(gòu)造15 變速器與分動(dòng)器課件

第十五章變速器與分動(dòng)器汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器第十五章變速器與分動(dòng)器一、主要內(nèi)容1.變速器的功用和類型；2.變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；3.同步器；4.變速器的操縱；5.分動(dòng)器；汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器第1節(jié)變速器的功用與類型1.1變速器的功用：改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛工況，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)。實(shí)現(xiàn)倒車；利用空檔，中斷動(dòng)力傳遞。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器第1節(jié)變速器的功用與類型1.2變速器的類型：按傳動(dòng)比的變化范圍：

有級(jí)式變速器：無級(jí)式變速器：綜合式變速器：

應(yīng)用最廣泛，由若干個(gè)固定的傳動(dòng)比?？煞譃檩S線固定式、軸線旋轉(zhuǎn)式（行星齒輪）。變速器的檔位指前進(jìn)檔的數(shù)目。傳動(dòng)比在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)變化?？煞譃殡娏κ?、液力式（動(dòng)液式）。由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械變速箱。其傳動(dòng)比可在幾個(gè)間斷的內(nèi)連續(xù)變化。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器按操縱方式分類：

強(qiáng)制操縱式：自動(dòng)操縱式：半自動(dòng)操縱式：1.2變速器的類型：駕駛員直接操縱變速桿換檔。換檔與傳動(dòng)比的選擇是自動(dòng)進(jìn)行的。固定式：幾個(gè)常用的檔位自動(dòng)，其余由駕駛員操縱。預(yù)選式：先選取檔位，換檔過程自動(dòng)。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器第2節(jié)變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2.1普通齒輪式變速器2.2組合式變速器一般將軸線固定的有級(jí)變速器稱為普通齒輪式變速器。以1~2種變速器為主體，通過更換齒輪副或者配備不同的副變速器，得到一組不同檔數(shù)不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.1普通齒輪式變速器的分類按固定齒輪的軸類型可以分為：三軸和兩軸兩種類型。三軸變速器：

輸入軸動(dòng)力——輸入軸齒輪/中間軸齒輪——輸出軸齒輪——輸出軸動(dòng)力

有三種類型的軸：輸入軸、中間軸、輸出軸兩軸變速器輸入軸動(dòng)力——輸入軸齒輪/輸出軸齒輪——輸出軸動(dòng)力

有兩種類型的軸：輸入軸、輸出軸汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.2三軸變速器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.潤滑方式與密封汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器a.傳動(dòng)鏈：輸入軸動(dòng)力——輸入軸齒輪/中間軸齒輪——中間軸齒輪/輸出軸齒輪——輸出軸動(dòng)力。并通過改變不同中間軸齒輪/輸出軸齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)不同的檔位。b.支撐方式：采用圓柱滾子軸承、滾針軸承、向心球軸承作為支撐。滾針軸承具有可承受較大的徑向剛度大；徑向尺寸小，可以不安裝內(nèi)圈和外圈，因此便于安裝在狹小空間內(nèi)。c.操縱方式：通過各檔撥叉，推動(dòng)同步器（或者結(jié)合套）實(shí)現(xiàn)換檔操作。d.潤滑方式與密封：變速箱殼體內(nèi)注入齒輪油，采用飛濺方式潤滑齒輪副、軸、軸承等，同時(shí)也通過在齒輪上鉆徑向孔，或者在齒輪輪轂上開徑向油槽的方式，來潤滑所在部位的軸承；變速器的潤滑油應(yīng)避免流入到前端的離合器和后端的萬向節(jié)。直接檔的定義：將輸入軸和輸出軸直接連接輸出動(dòng)力的檔位，該檔效率最高。小結(jié)汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.3三軸變速器各檔位傳動(dòng)比的計(jì)算×××××××××××××××汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.3三軸變速器各檔位傳動(dòng)比的計(jì)算輸入軸齒輪2：Z2=22；中間軸齒輪38：Z38=43；中間軸1檔齒輪33：Z33=11；中間軸2檔齒輪34：Z34=19；中間軸3檔齒輪35：Z35=26；中間軸4檔齒輪36：Z36=33；中間軸5檔齒輪37：Z37=38；中間軸倒檔齒輪29：Z29=11；輸出軸1檔齒輪22：Z22=43；輸出軸2檔齒輪17：Z17=47；輸出軸3檔齒輪16：Z16=38；輸出軸4檔齒輪9：Z9=32；輸出軸5檔齒輪8：Z37=26；輸出軸倒檔齒輪25：Z25=40；倒檔中間齒輪32：Z32=231檔傳動(dòng)比：I1=(Z38/Z2)×(Z22/Z33)=(43/22)×(43/11)=7.640直接檔傳動(dòng)比：為1。倒檔傳動(dòng)比：IR=(Z38/Z2)×(Z32/Z29)×(Z25/Z32)=7.107汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器說明1：采用接合套或者同步器換檔與移動(dòng)齒輪換檔的比較：中間軸和輸出軸上嚙合齒輪副可制成常嚙合的斜齒輪，有利于提高承載能力，同時(shí)降低工作時(shí)的噪音，提高齒輪的使用壽命；在傳遞的動(dòng)力相等的前提下還可以減小齒輪的尺寸，從而減小變速向的尺寸。因?yàn)榻雍淆X圈的齒寬可以較窄，使得結(jié)合和脫離更迅速，駕駛員做功減少；減少換檔時(shí)的沖擊，噪音小；在接合齒圈與齒輪采用花鍵連接的結(jié)構(gòu)中，接合齒圈和同步器損壞后可以更換，避免了齒輪整體報(bào)廢的情形，經(jīng)濟(jì)性好。接合齒圈和同步器的壽命比移動(dòng)齒輪短，需要經(jīng)常更換。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器說明2：三軸變速箱如果采用一根中間軸，嚙合齒輪副產(chǎn)生的徑向力將引起輸出軸的變形，這種變形引起輸出軸的抖動(dòng)，并引起傳動(dòng)系統(tǒng)的工作異常。在中型以上的汽車上這種變型更為明顯，因此有時(shí)采用雙中間軸的方式來消除輸出軸的變形說明3：有些汽車設(shè)置了傳動(dòng)比小于1的檔位，稱之為超速檔，用于在良好路面或者輕載行駛，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不高，超速檔的應(yīng)用率不高，節(jié)油效果不明顯，還導(dǎo)致在該檔位汽車的驅(qū)動(dòng)力不足，影響動(dòng)力性（加速、爬坡）。說明4：三軸變速箱在前進(jìn)檔時(shí)，輸入軸與輸出軸旋轉(zhuǎn)方向一致；輸入軸的長度較短，強(qiáng)度較好、容易制造。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.4兩軸變速器輸入軸動(dòng)力輸入軸齒輪/輸出軸齒輪輸出軸動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)橫置汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器發(fā)動(dòng)機(jī)縱置汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器兩軸變速器特點(diǎn)：無中間軸，輸入軸和輸出軸平行；沒有直接檔，因此高速檔的效率比三軸變速器低；在傳動(dòng)線路中只有一對(duì)齒輪嚙合，機(jī)械效率高，噪音小。輸入軸和輸出軸旋轉(zhuǎn)方向相反；結(jié)構(gòu)簡單，緊湊、容易布置；在FF或RR布置的汽車上廣泛采用，一般將主減速器和差速器也集成在變速箱內(nèi)。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.5防止跳檔的結(jié)構(gòu)和措施原因：接合套與接合齒圈的結(jié)合長度短；經(jīng)常換檔引起接合套的齒端磨損等原因，使汽車在正常行駛時(shí)因振動(dòng)造成接合套與接合脫離，發(fā)生自動(dòng)跳檔。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.1.5防止跳檔的結(jié)構(gòu)措施典型的防止跳檔的結(jié)構(gòu)措施：

齒端制成倒斜面；花鍵轂齒端的齒厚切薄；接合齒套齒端形成凸肩。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器齒端制成倒斜面；汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器花鍵轂齒端的齒厚切薄；汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器接合齒套齒端形成凸肩。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器第3節(jié)同步器3.1無同步器時(shí)變速器的換檔過程齒輪1、齒輪4及其端部接合齒圈的轉(zhuǎn)速由離合器輸出軸的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，并跟隨其變化。接合套及其端部接合花鍵的轉(zhuǎn)速由汽車行駛速度決定并，并跟隨其變化3.1.1自低速檔換入高速檔3.1.2自高速檔換入低速檔汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.1.1自低速檔換入高速檔4檔接合時(shí)：V3=V2；V4>V2分離瞬間：V3=V2；V4>V3分離一段時(shí)間：V4下降較快V3下降較慢使得V4=V3換檔的最佳時(shí)機(jī)汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.1.2自高速檔換入低速檔5檔接合時(shí)：V3=V4；V4>V2分離瞬間：V3=V4；V3>V2分離一段時(shí)間：V2下降較快V3下降較慢使得V2=V3不可能出現(xiàn)無換檔的最佳時(shí)機(jī)接離合器，加速V2>V3汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.1.3同步器的作用無同步器的普通變速器的操縱復(fù)雜，換檔過程中容易產(chǎn)生沖擊，對(duì)駕駛員的熟練程度要求高，容易造成駕駛員的疲勞。為克服上述缺點(diǎn)，在普通變速箱上采用同步器，使換檔時(shí)即將嚙合齒輪的接合部位與接合套的速度相等，即實(shí)現(xiàn)同步。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.2同步器的構(gòu)造和原理3.2.1同步器的分類常壓同步器；慣性式同步器；鎖環(huán)式、鎖銷式自行增力式同步器；汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.2同步器的構(gòu)造和原理3.2.2常壓同步器的構(gòu)造和原理特點(diǎn)：靠摩擦作用使接合部位達(dá)到同步；進(jìn)一步接合需要克服帶彈簧的定位銷；工作不可靠，可能產(chǎn)生未同步就嚙合的情況，并造成沖擊。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器摩擦片式常壓同步器優(yōu)點(diǎn)：充分利用軸向空間，靠摩擦片增加達(dá)到同步的摩擦力矩。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.2同步器的構(gòu)造和原理3.2.3慣性式同步器的的構(gòu)造和原理特點(diǎn)：慣性同步器也靠摩擦原理工作，慣性同步器特點(diǎn)是:在結(jié)構(gòu)上保證了接合部位在未達(dá)到同時(shí)不能接觸，因此可以避免沖擊和發(fā)生的噪音。

分為：鎖環(huán)式和鎖銷式。廣泛應(yīng)用于轎車和輕型、中型車輛。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器慣性式同步器的構(gòu)造汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器慣性式同步器的構(gòu)造慣性式同步器的構(gòu)造：組成：同步環(huán)、結(jié)合套、花鍵轂、滑塊、定位銷與彈簧；汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器慣性式同步器工作過程以變速器由5檔換入6檔為例。1.變速器由5檔退入空檔。n4=n7n3>n7n3>n4汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器2.鎖止。慣性式同步器工作過程撥環(huán)力（矩）在同步環(huán)上作用著兩個(gè)力矩：撥環(huán)力矩M2和慣性力矩M1，只有當(dāng)M2>M1,才能作到結(jié)合。M1正比于F1；M2正比于F2。二者均是Fn的分離，相對(duì)關(guān)系取決于鎖止角。通過設(shè)置合理的鎖止角可以保證在未達(dá)到同步前，無論駕駛員施加多大的力，都保證M2<M1，而使結(jié)合套與同步環(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。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.同步并實(shí)現(xiàn)結(jié)合慣性式同步器的工作過程n3=n4慣性力矩消失，解除鎖止。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器4.完成換檔慣性式同步器的工作過程在結(jié)構(gòu)上保證了接合部位在未達(dá)到同時(shí)不能接觸，因此可以避免沖擊和發(fā)生的噪音。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.2.4鎖環(huán)式同步器的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊；徑向尺寸?。诲F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。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.2.5鎖銷式同步器的特點(diǎn)鎖銷式同步器在結(jié)構(gòu)允許采用較大的摩擦面，摩擦錐面之間可以產(chǎn)生較大的摩擦力矩，并縮短同步時(shí)間，減少駕駛員的疲勞。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器3.2同步器的構(gòu)造和原理3.2.6自行增力式同步器的的構(gòu)造和原理彈簧片的變形使得摩擦力矩大大提高，使得換檔更省力、更迅速，提高了換檔的效率。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器作業(yè)70頁：1、2。附加題：1.簡述兩軸、三軸普通變速箱的特點(diǎn)。2.在三軸普通變速箱中倒檔是如何實(shí)現(xiàn)的。2.簡述防止跳檔的幾種措施。3.以圖16-5為例說明不采用同步器換檔的缺點(diǎn)；4.同步器有幾種，慣性同步器優(yōu)點(diǎn)。還需掌握的內(nèi)容：能結(jié)合傳動(dòng)圖計(jì)算變速箱各檔的傳動(dòng)比；為什么鎖環(huán)式慣性同步器的在未達(dá)到同步時(shí)不能結(jié)合？汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器第4節(jié)變速器的操縱機(jī)構(gòu)4.1變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用和類型功用：讓駕駛員根據(jù)路面情況能準(zhǔn)確地將變速器掛上或者摘下所需要的某個(gè)檔位，以保證汽車安全行駛。分類：直接操縱機(jī)構(gòu)；遠(yuǎn)距離操縱汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器直接操縱機(jī)構(gòu)變速器布置在駕駛員作為附近，變速桿由駕駛室地板伸出，駕駛員可以直接操縱換檔。組成：變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸、安全裝置。安裝位置：安裝在變速器的上蓋或者側(cè)蓋內(nèi)；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、操縱方便。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器注意：每一根撥叉軸最多實(shí)現(xiàn)2個(gè)檔位，檔位越多環(huán)檔操縱機(jī)構(gòu)越復(fù)雜。對(duì)于不同的變速箱，其檔位排列不同，因此在儀表板上或者操縱手柄上應(yīng)該有變速箱檔位排列圖。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)定義：變速器布置遠(yuǎn)離駕駛員座位，需要在變速桿與撥叉之間加裝輔助杠桿或者傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，構(gòu)成遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)。注意遠(yuǎn)距離操縱應(yīng)該具有足夠的剛性，而且連接件之間的間隙要小，否則換檔手感不明顯。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器兩種遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)向管柱剛度太大，碰撞安全性不好汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器雙桿距離操縱機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：靠兩桿的退和拉，消除傳動(dòng)的間隙，增加換檔的手感。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器4.2對(duì)變速器操縱機(jī)構(gòu)的要求為了保證變速器在任何情況下都能安全、準(zhǔn)確、可靠工作，變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置安全機(jī)構(gòu)，并滿足如下安全要求：設(shè)置自鎖裝置，防止變速器自動(dòng)脫檔，并保證介入檔位的嚙合齒輪圈齒寬接觸；設(shè)置互鎖裝置，避免同時(shí)掛入兩個(gè)檔位；設(shè)置倒檔鎖，避免誤掛入倒檔，。汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器自鎖、互鎖裝置汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器自鎖裝置示意圖汽車構(gòu)造15變速器與分動(dòng)器互鎖裝置工作示意圖作用：駕駛員用變速桿