汽車手動(dòng)變速器傳動(dòng)-汽修1513-第六組

1、汽修汽修1513-第六組第六組 汽車手動(dòng)變速器傳動(dòng)分析汽車手動(dòng)變速器傳動(dòng)分析 LOGO 由NordriDesign提供 Page 2 LOGO 要求要求 n 1 1 手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理；手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理； n 2 2 手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系；手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系； n 3 3 齒輪基本參數(shù)；齒輪基本參數(shù)； n 4 4 齒輪的幾何尺寸計(jì)算方法。齒輪的幾何尺寸計(jì)算方法。 n 5. 5. 能夠正確繪制手動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖；能夠正確繪制手動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖； n 6. 6. 能夠測(cè)量齒輪基本參數(shù)；能夠測(cè)量齒輪基本參數(shù)； n 7. 7. 能夠計(jì)算齒輪的幾何尺寸；能夠計(jì)算齒

2、輪的幾何尺寸； n 8. 8. 能夠識(shí)別汽車齒輪的類型。能夠識(shí)別汽車齒輪的類型。 Page 3 LOGO 手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸 傳動(dòng)軸的布置形式通常有兩軸式和三軸式兩種。傳動(dòng)軸的布置形式通常有兩軸式和三軸式兩種。 通通 常后輪驅(qū)動(dòng)的汽車會(huì)采用三軸式變速器，即輸入軸，輸出常后輪驅(qū)動(dòng)的汽車會(huì)采用三軸式變速器，即輸入軸，輸出 軸和中間軸。軸和中間軸。 輸入軸前端借離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，輸出輸入軸前端借離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，輸出 軸后端通過凸緣與萬向傳動(dòng)裝置相聯(lián)。輸入軸與輸出軸置軸后端通過凸緣與萬向傳動(dòng)裝置相聯(lián)。輸入軸與輸出軸置 于同一條水平線上，中間軸則與它們平行布置。于同一條水平

3、線上，中間軸則與它們平行布置。 動(dòng)力通動(dòng)力通 過齒輪從輸入軸傳至中間軸再傳至輸出軸。過齒輪從輸入軸傳至中間軸再傳至輸出軸。 在許多變速在許多變速 器中輸入軸和輸出軸能接合在一起，因此動(dòng)力不必經(jīng)過中器中輸入軸和輸出軸能接合在一起，因此動(dòng)力不必經(jīng)過中 間軸，這時(shí)的檔位稱為直接檔。直接檔通過單軸傳動(dòng)，傳間軸，這時(shí)的檔位稱為直接檔。直接檔通過單軸傳動(dòng)，傳 動(dòng)比為動(dòng)比為1:11:1，具有最高的傳動(dòng)效率。，具有最高的傳動(dòng)效率。 即使在不能提供直接即使在不能提供直接 檔的變速器中，把輸入軸與輸出軸布置在一條直線上也有檔的變速器中，把輸入軸與輸出軸布置在一條直線上也有 利于降低工作時(shí)變速器所需承受的扭矩。利于

4、降低工作時(shí)變速器所需承受的扭矩。 Page 4 LOGO 倒檔裝置倒檔裝置 為了因應(yīng)停車或其它特殊需求為了因應(yīng)停車或其它特殊需求( (如如 狹路讓路狹路讓路.等等) )，所設(shè)，所設(shè) 置的倒車檔位，且僅有一個(gè)檔位為置的倒車檔位，且僅有一個(gè)檔位為 了因應(yīng)停車或其它特殊需求了因應(yīng)停車或其它特殊需求( (如如 狹路讓路狹路讓路.等等) )， 一般來說，倒檔的齒輪比都會(huì)跟一檔的差不多一般來說，倒檔的齒輪比都會(huì)跟一檔的差不多 Page 5 LOGO 同步器同步器 在同步嚙合變速式中則有同步器的設(shè)置，可使兩個(gè)齒輪在接合前在同步嚙合變速式中則有同步器的設(shè)置，可使兩個(gè)齒輪在接合前 速度先達(dá)到一致，此種同步器在所

5、有的手動(dòng)排檔汽車的變速器中都已速度先達(dá)到一致，此種同步器在所有的手動(dòng)排檔汽車的變速器中都已 使用使用 離合器離合器 離合器是可以使兩個(gè)齒輪分開跟結(jié)合的一個(gè)機(jī)械部分，兩個(gè)齒離合器是可以使兩個(gè)齒輪分開跟結(jié)合的一個(gè)機(jī)械部分，兩個(gè)齒 輪結(jié)合的時(shí)候可以傳輸動(dòng)力，卻沒辦法變速，所以要靠離合器先把兩輪結(jié)合的時(shí)候可以傳輸動(dòng)力，卻沒辦法變速，所以要靠離合器先把兩 個(gè)齒輪分開，改換齒輪比，再把兩個(gè)齒輪結(jié)合，再繼續(xù)傳輸動(dòng)力個(gè)齒輪分開，改換齒輪比，再把兩個(gè)齒輪結(jié)合，再繼續(xù)傳輸動(dòng)力 Page 6 LOGO 手動(dòng)變速器的工作原理手動(dòng)變速器的工作原理 n 無級(jí)變速箱有著連續(xù)的變速比。其一直因?yàn)閮r(jià)格、尺寸及可靠性的關(guān)無級(jí)變速

6、箱有著連續(xù)的變速比。其一直因?yàn)閮r(jià)格、尺寸及可靠性的關(guān) 系而沒有大量裝備汽車?，F(xiàn)在，改進(jìn)的設(shè)計(jì)使得系而沒有大量裝備汽車。現(xiàn)在，改進(jìn)的設(shè)計(jì)使得CVT的使用已比較普的使用已比較普 遍。遍。 Page 7 LOGO n 變速箱通過離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)變速箱通過離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā) 動(dòng)機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。動(dòng)機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。 Page 8 LOGO n 為了更好的理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來看一個(gè)為了更好的理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來看一個(gè)2檔變速檔變速 箱的簡(jiǎn)單模型，看看各部分之間是如何配合的：箱的簡(jiǎn)單模型，看看各部分之間是如何配合

7、的： Page 9 LOGO 輸入軸（綠色）通過離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一個(gè)部件。輸入軸（綠色）通過離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一個(gè)部件。 軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉(zhuǎn)。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)通過嚙合的齒軸和齒輪（紅色）叫做中間軸。它們一起旋轉(zhuǎn)。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)通過嚙合的齒 輪帶動(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，中間軸就可以傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力了。輪帶動(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，中間軸就可以傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力了。 軸（黃色）是一個(gè)花鍵軸，直接和驅(qū)動(dòng)軸相連，通過差速器來驅(qū)動(dòng)汽車。車輪軸（黃色）是一個(gè)花鍵軸，直接和驅(qū)動(dòng)軸相連，通過差速器來驅(qū)動(dòng)汽車。車輪 轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶著花鍵軸一起

8、轉(zhuǎn)動(dòng)。 齒輪（藍(lán)色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止，但車輛仍在運(yùn)動(dòng)中時(shí)，齒齒輪（藍(lán)色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止，但車輛仍在運(yùn)動(dòng)中時(shí)，齒 輪（藍(lán)色）和中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。輪（藍(lán)色）和中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 齒輪（藍(lán)色）和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也齒輪（藍(lán)色）和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也 可以在花鍵軸上左右自由滑動(dòng)來嚙合齒輪（藍(lán)色）?？梢栽诨ㄦI軸上左右自由滑動(dòng)來嚙合齒輪（藍(lán)色）。 Page 10 LOGO n掛進(jìn)掛進(jìn)1檔時(shí)，套筒就和右邊的齒輪（藍(lán)檔時(shí)，套筒就和右邊的齒輪（藍(lán) 色）嚙合。見

9、下圖：色）嚙合。見下圖： n如圖所示，輸入軸（綠色）帶動(dòng)中間軸，如圖所示，輸入軸（綠色）帶動(dòng)中間軸， 中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪（藍(lán)色），齒輪中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪（藍(lán)色），齒輪 通過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū)通過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū) 動(dòng)軸上。在這同時(shí)，左邊的齒輪（藍(lán)色）動(dòng)軸上。在這同時(shí)，左邊的齒輪（藍(lán)色） 也在旋轉(zhuǎn)，但由于沒有和套筒嚙合，所也在旋轉(zhuǎn)，但由于沒有和套筒嚙合，所 以它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影響。以它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影響。 n 當(dāng)套筒在兩個(gè)齒輪中間時(shí)（第一張當(dāng)套筒在兩個(gè)齒輪中間時(shí)（第一張 圖所示），變速箱在空擋位置。兩個(gè)齒圖所示），變速箱在空擋位置。兩個(gè)齒 輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，速度

10、是由中輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，速度是由中 間軸上的齒輪和齒輪（藍(lán)色）間的變速間軸上的齒輪和齒輪（藍(lán)色）間的變速 比決定的。比決定的。 Page 11 LOGO n 如今，如今，5檔手動(dòng)變速箱應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。檔手動(dòng)變速箱應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。 Page 12 LOGO n 換檔桿通過三個(gè)連桿連接著三個(gè)換換檔桿通過三個(gè)連桿連接著三個(gè)換 檔叉，見下圖檔叉，見下圖 n 在換擋桿的中間有個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，在換擋桿的中間有個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)， 當(dāng)你撥入當(dāng)你撥入1檔時(shí)，實(shí)際上是將連桿檔時(shí)，實(shí)際上是將連桿 和換檔叉往反方向推。和換檔叉往反方向推。 Page 13 LOGO n 你左右移動(dòng)換檔桿時(shí)，實(shí)際

11、上是在你左右移動(dòng)換檔桿時(shí)，實(shí)際上是在 選擇不同的換檔叉（不同的套筒）；選擇不同的換檔叉（不同的套筒）； 前后移動(dòng)時(shí)則是選擇不同的齒輪前后移動(dòng)時(shí)則是選擇不同的齒輪 （藍(lán)色）。（藍(lán)色）。 n 倒檔倒檔 通過一個(gè)中間齒輪（紫色）通過一個(gè)中間齒輪（紫色） 來實(shí)現(xiàn)。如圖所示，齒輪（藍(lán)色）來實(shí)現(xiàn)。如圖所示，齒輪（藍(lán)色） 始終朝其他齒輪（藍(lán)色）相反的方始終朝其他齒輪（藍(lán)色）相反的方 向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在汽車前進(jìn)的過程向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在汽車前進(jìn)的過程 中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上 的齒和齒輪（藍(lán)色）不能嚙合，但的齒和齒輪（藍(lán)色）不能嚙合，但 是會(huì)產(chǎn)生很大的噪音。是會(huì)產(chǎn)生很大的噪音。

12、Page 14 LOGO 同步裝置同步裝置 同步是使得套筒上的齒和齒輪同步是使得套筒上的齒和齒輪 （藍(lán)色）嚙合之前產(chǎn)生一個(gè)摩擦接（藍(lán)色）嚙合之前產(chǎn)生一個(gè)摩擦接 觸，見下圖觸，見下圖 ： 齒輪（藍(lán)色）上的錐形凸出剛好卡齒輪（藍(lán)色）上的錐形凸出剛好卡 進(jìn)套筒的錐形缺口，兩者之間的摩進(jìn)套筒的錐形缺口，兩者之間的摩 擦力使得套筒和齒輪（藍(lán)色）同步，擦力使得套筒和齒輪（藍(lán)色）同步， 套筒的外部滑動(dòng)，和齒輪嚙合套筒的外部滑動(dòng)，和齒輪嚙合 Page 15 LOGO 1 1、分度圓與模數(shù) 設(shè)一齒輪的齒數(shù)為 z，其任一圓的直徑為di ， ，該圓 上的齒距為pi，則 模數(shù) 人為地把 pi / 規(guī)定為一些簡(jiǎn)單的有理

13、數(shù) ，該比值稱為模數(shù) 。 一個(gè)齒輪在不同直徑的圓周上，其模數(shù)的大小是不同的。 分度圓 是齒輪上一個(gè)人為地約定的輪齒計(jì) 算的基準(zhǔn)圓，規(guī)定分度圓上的模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值 。 z p d i i i i p m （二）齒輪基本參數(shù)的計(jì)算公式 Page 16 LOGO 國(guó)標(biāo)壓力角的標(biāo)準(zhǔn)值為=20=20 模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)系列見GB1357-871357-87，參見表，參見表4-24-2。 分度圓上的參數(shù)分別用d、r、m、p、e及表示。 m越大，P愈大,輪齒愈大，抗彎強(qiáng)度也愈高。 d = mz 2 2、基圓 k b k d d cos coscosmzddb 前面已有公式 基圓直徑為 cos/mzdP bb 基

14、圓上的齒距 進(jìn)而可得： 由此可見：齒數(shù)，模數(shù)，壓力角是決定漸開線形狀的 三個(gè)基本參數(shù)。 Page 17 LOGO 齒頂高用ha 表示，齒根高用hf 表示，齒全高用h 表示 ： fa hhh 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 3 3、齒頂高和齒根高 aa hdd2 ff hdd2 Page 18 LOGO 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 除模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值外，分度圓 上的齒厚(S)等于齒槽寬(e)，以及齒頂高(ha)、齒根高 (hf)分別與模數(shù)（m）之比值均等于標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪。 2/2/mpeS mchh af )( * mhh aa * 1 * a h * a h 0.25 c* 、c*分別稱為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)

15、值為 ： 即 且有 1.1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪 （三）外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算 Page 19 LOGO 頂隙 一對(duì)相互嚙 合的齒輪中，一個(gè)齒輪 的齒根圓與另一個(gè)齒輪 的齒頂圓之間在連心線 上度量的距離，用C 表 示。 r2 r1 c a o1 o2 頂隙（也稱徑向間隙） mcc Page 20 LOGO 2.2.中心距中心距 一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，中 心距等于兩節(jié)圓半徑之和心距等于兩節(jié)圓半徑之和 。 一對(duì)無側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)一對(duì)無側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng) ，其分度圓與節(jié)圓重合，其分度圓與節(jié)圓重合， 嚙合角等于分度圓壓力角嚙合角等于分度圓壓力角 標(biāo)準(zhǔn)中心距（標(biāo)準(zhǔn)齒輪無標(biāo)準(zhǔn)中心距

16、（標(biāo)準(zhǔn)齒輪無 側(cè)隙傳動(dòng)中心距）側(cè)隙傳動(dòng)中心距） )( 2 212121 zz m rrrra 2 1 es 1 2 es r2 r1 c a o1 o2 Page 21 LOGO 齒輪的幾何尺寸計(jì)算方法齒輪的幾何尺寸計(jì)算方法 n 斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算 n 斜齒輪法面上的參數(shù)斜齒輪法面上的參數(shù)( (模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)等模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)等 為為 斜齒輪法面上的參數(shù)斜齒輪法面上的參數(shù) 模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)等模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)等) )為為 模數(shù)模數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)值， 標(biāo)準(zhǔn)值，但在計(jì)算斜齒輪的幾何尺寸時(shí)卻標(biāo)準(zhǔn)值，但在計(jì)算斜齒輪的幾何尺寸時(shí)卻 需按端面的參數(shù)需按端面的參數(shù) 進(jìn)行計(jì)算