汽車拖拉機底盤 課件 第一章3 手動變速器和分動器

第一章傳動系統(tǒng)

第一節(jié)傳動系統(tǒng)概述第二節(jié)離合器第三節(jié)手動變速器和分動器第四節(jié)自動變速器第五節(jié)萬向傳動裝置第六節(jié)驅(qū)動橋第三節(jié)手動變速器與分動器主要內(nèi)容1.變速器的功用和類型；2.變速器的變速傳動機構(gòu)；3.同步器；4.變速器的操縱機構(gòu)；5.分動器；3.1變速器的功用與類型3.1.1變速器的功用：改變傳動比，擴大驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的范圍，以適應經(jīng)常變化的行駛工況，使發(fā)動機工作在高效區(qū)。實現(xiàn)倒車；利用空檔，中斷動力傳遞。3.1變速器的功用與類型3.1.2變速器的類型：按傳動比的變化范圍：有級式變速器：無級式變速器：綜合式變速器：

應用最廣泛，有若干個固定的傳動比?？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檔的數(shù)目。傳動比在一定的范圍內(nèi)可以連續(xù)變化?？煞譃殡娏κ?、液力式（動液式）。由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械變速器。其傳動比可在幾個間斷的范圍內(nèi)連續(xù)變化。按操縱方式分類：手動操縱式：自動操縱式：半自動操縱式：3.1.2變速器的類型：駕駛員直接操縱變速桿換檔。換檔與傳動比的選擇是自動進行的。固定式：幾個常用的檔位自動，其余由駕駛員操縱。預選式：先選取檔位，換檔過程自動。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：

輸入軸動力——輸入軸齒輪/中間軸齒輪——輸出軸齒輪——輸出軸動力

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力——輸入軸齒輪/輸出軸齒輪——輸出軸動力

有兩種類型的軸：輸入軸、輸出軸3.2變速器的變速傳動機構(gòu)一、兩軸變速器輸入軸動力輸入軸齒輪/輸出軸齒輪輸出軸動力發(fā)動機橫置桑塔納轎車兩軸式變速器

一軸：一、二檔齒輪與軸一體；三、四檔齒輪與軸通過軸承連接。 二軸：一、二檔齒輪與通過軸承連接；三、四檔齒輪與軸一體。結(jié)構(gòu)分析兩軸變速器特點：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；在傳動線路中只有一對齒輪嚙合，機械效率高，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)。二、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.傳動鏈：輸入軸動力——輸入軸齒輪/中間軸齒輪——中間軸齒輪/輸出軸齒輪——輸出軸動力。并通過改變不同中間軸齒輪/輸出軸齒輪嚙合，實現(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。滾針軸承可承受較大的徑向剛度；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，推動同步器（或者結(jié)合套）實現(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；變速器的潤滑油應避免流入到前端的離合器和后端的萬向節(jié)。小結(jié)三軸式五檔位變速器各檔換檔過程1、一檔2、二檔3、三檔4、四檔5、五檔6、倒檔主動輪1

z1，n1，M1為主動齒輪的參數(shù)。

z2，n2，M2為從動齒輪的參數(shù)。從動輪2i=主動齒輪齒數(shù)從動齒輪齒數(shù)基本原理i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1三軸變速器各檔位傳動比的計算Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i2=（z6/z5）·（z2/z9）i3=（z6/z5）·（z3/z8）2檔和3檔的傳動比是多少？變速原理五檔變速器說明1：采用接合套或者同步器換檔與移動齒輪換檔的比較：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，同時降低工作時的噪音，提高齒輪的使用壽命；在傳遞的動力相等的前提下還可以減小齒輪的尺寸，從而減小變速箱的尺寸。因為接合齒圈的齒寬可以較窄，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，避免了齒輪整體報廢的情形，經(jīng)濟性好。接合齒圈和同步器的壽命比移動齒輪短，需要經(jīng)常更換。說明2：有些汽車設置了傳動比小于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)濟性。如果發(fā)動機的功率不高，超速檔的應用率不高，節(jié)油效果不明顯，還導致在該檔位汽車的驅(qū)動力不足，影響動力性（加速、爬坡）。說明3：三軸變速箱在前進檔時，輸入軸與輸出軸旋轉(zhuǎn)方向一致；輸入軸的長度較短，強度較好、容易制造。

重型貨車的裝載質(zhì)量大，使用條件復雜，為保證重型貨車有良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性，必須擴大傳動比范圍并增多擋數(shù)。為避免變速器結(jié)構(gòu)過于復雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式變速器。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，要求拖拉機能進行愈來愈多的作業(yè)類型，為保證各作業(yè)項目的作業(yè)質(zhì)量和適應不同的作業(yè)條件，要求拖拉機前進擋數(shù)愈來愈多。一般采用組合式變速器來避免拖拉機變速器變得龐大而笨重。三、組合式變速器以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)不同傳動比范圍的變速器系列。三、組合式變速器3.3變速器換擋方式3.3.1無同步器時變速器的換檔過程齒輪2、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)速決定，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，并跟隨其變化一、自低速檔換入高速檔二、自高速檔換入低速檔一、自低速檔換入高速檔4檔接合時：V3=V2；V4>V2分離瞬間：V3=V2；V4>V3分離一段時間：V4下降較快V3下降較慢使得V4=V3換檔的最佳時機二、自高速檔換入低速檔5檔接合時：V3=V4；V4>V2分離瞬間：V3=V4；V3>V2分離一段時間：V2下降較快V3下降較慢使得V2=V3不可能出現(xiàn)無換檔的最佳時機接離合器，加速V2>V3三、同步器的作用無同步器的普通變速器的操縱復雜，換檔過程中容易產(chǎn)生沖擊，對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，在普通變速箱上采用同步器，使換檔時即將嚙合齒輪的接合部位與接合套的速度相等，即實現(xiàn)同步。3.3.2同步器的構(gòu)造和原理一、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；3.3.2同步器的構(gòu)造和原理慣性式同步器的的構(gòu)造和原理特點：慣性同步器靠摩擦原理工作，慣性同步器特點是:在結(jié)構(gòu)上保證了接合部位在未達到同步時不能接觸，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。廣泛應用于轎車和輕型、中型貨車。鎖環(huán)式慣性同步器

組成：組成：同步環(huán)、接合套、花鍵轂、滑塊、定位銷與彈簧滑塊鎖環(huán)接合齒圈結(jié)構(gòu)：定位銷、滑塊鎖環(huán)接合齒圈0.5齒厚原理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>n42.鎖止。慣性式同步器工作過程撥環(huán)力（矩）在同步環(huán)上作用著兩個力矩：撥環(huán)力矩M2和慣性力矩M1，只有當M2>M1,才能作到結(jié)合。M1正比于F1；M2正比于F2。二者均是Fn的分力，相對關(guān)系取決于鎖止角。通過設置合理的鎖止角可以保證在未達到同步前，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。因為這個鎖止作用是由慣性力矩造成的，因此稱之為慣性同步器。3.同步并實現(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。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到同步時不能接觸，因此可以避免沖擊和發(fā)生的噪音。鎖環(huán)式同步器的特點結(jié)構(gòu)緊湊；徑向尺寸??；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。3.4變速器的操縱機構(gòu)3.4.1變速器操縱機構(gòu)的功用和類型功用：讓駕駛員根據(jù)路面情況能準確地將變速器掛上或者摘下所需要的某個檔位，以保證汽車安全行駛。分類：直接操縱機構(gòu)；遠距離操縱直接操縱機構(gòu)變速器布置在駕駛員座位附近，變速桿由駕駛室底板伸出，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：結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、操縱方便。五、六檔撥叉三、四檔撥叉一、二檔撥叉倒檔撥叉變速桿換檔軸叉形撥桿倒檔撥叉軸一、二檔撥叉軸五、六檔撥叉軸自鎖鋼球互鎖銷五、六檔撥塊1、直接操縱式變速器操縱機構(gòu)的構(gòu)造注意：每一根撥叉軸最多實現(xiàn)2個檔位，檔位越多換檔操縱機構(gòu)越復雜。對于不同的變速箱，其檔位排列不同，因此在儀表板上或者操縱手柄上應該有變速箱檔位排列圖。遠距離操縱機構(gòu)定義：變速器布置遠離駕駛員座位，需要在變速桿與撥叉之間加裝輔助杠桿或者傳動機構(gòu)，構(gòu)成遠距離操縱機構(gòu)。注意遠距離操縱應該具有足夠的剛性，而且連接件之間的間隙要小，否則換檔手感不明顯。兩種遠距離操縱機構(gòu)缺點：轉(zhuǎn)向管柱剛度太大，碰撞安全性不好3.4.2對變速器操縱機構(gòu)的要求為了保證變速器在任何情況下都能安全、準確、可靠工作，變速器操縱機構(gòu)應該設置安全機構(gòu)，并滿足如下安全要求：設置自鎖裝置，防止變速器自動脫檔，并保證介入檔位的嚙合齒輪全齒寬接觸；設置互鎖裝置，避免同時掛入兩個檔位；設置倒檔鎖，避免誤掛入倒檔。自鎖、互鎖裝置自鎖鋼球互鎖鋼球互鎖銷撥叉軸自鎖彈簧自鎖裝置示意圖互鎖裝置工作示意圖作用：駕駛員用變速桿推動某一撥叉軸時，自動鎖止其它所有撥叉軸。倒檔鎖銷倒檔撥塊倒檔鎖彈簧倒檔鎖裝置倒檔撥叉軸倒檔撥塊倒檔鎖彈簧倒檔鎖銷倒檔鎖結(jié)構(gòu)作用：使駕駛員必須對變速桿施加更大的力，才能掛入倒檔，起到提醒注意的作用，防止掛入倒檔。3.5分動器作用：