變速器與分動器結(jié)構(gòu)原理詳解

五章變速器與分動器本章內(nèi)容：普通齒輪式變速器、組合式變速器和分動器。本章重點：變速原理，動力傳遞路線，二軸式與三軸式變速器的結(jié)構(gòu)特點，同步器的構(gòu)造和原理。本章難點：同步器的構(gòu)造和工作原理。2021/5/91第一節(jié)概述一、變速器的功用

1.改變傳動比

2.倒檔

3.空檔

4.取力二、變速器的組成由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成第十二章變速器與分動器2021/5/92

普通齒輪式軸線固定式有級式組合式（主、副變速）軸線旋轉(zhuǎn)式（行星齒輪）液力式(動液式)無級式電力式綜合式（液力機械式）

2.按操縱方式分

手動操縱式、自動操縱式、半自動操縱式三、變速器的分類

1.按傳動比變化方式分變速器檔數(shù)（？）本章介紹的是手動操縱式有級變速器，以普通齒輪式變速器為主2021/5/93四、普通齒輪變速器的基本工作原理

1.變速原理多級齒輪傳動，傳動比i≥1，減速因功率平衡，增矩

2.換檔原理通過改變使用不同的嚙合齒輪副，改變傳動比。

3.變向原理（倒檔）安裝惰輪，增加一級傳動副。主動輪1從動輪2i12=n1/n2=z2/z1i=主動齒輪齒數(shù)從動齒輪齒數(shù)2021/5/94第二節(jié)變速器的變速傳動機構(gòu)一、有級式變速器變速傳動機構(gòu)的組成、工作原理和常見的換檔方式1．變速傳動機構(gòu)的組成

主要由齒輪、軸(兩種)及變速器殼體等零部件組成。2．變速傳動機構(gòu)的工作原理

（1）利用不同齒數(shù)的齒輪對相互嚙合，以改變變速器的傳動比；（動畫）（2）通過增加齒輪傳動的對數(shù)，以實現(xiàn)倒檔。（動畫）2021/5/952021/5/962021/5/973．常見的換檔方式（1）利用直齒滑動齒輪換檔（動畫演示）

（2）利用接合套換檔（動畫演示）（3）利用同步器換檔

（動畫演示）

2021/5/982021/5/992021/5/9102021/5/911二、兩軸式變速器（大部分轎車都采用兩軸式變速器。）

變速傳動機構(gòu)主要由第一軸（即動力輸入軸）、第二軸（即動力輸出軸）、倒檔軸、各檔齒輪及變速器殼體所構(gòu)成。兩軸是指汽車前進時，傳遞動力的軸只有第一軸和第二軸。2021/5/9122021/5/9132021/5/9142021/5/9152021/5/9162021/5/91721431、兩軸式四檔轎車變速器:

無中間軸，用于發(fā)動機橫置前驅(qū)。輸入軸固連各檔齒輪，輸出軸空套各檔嚙合齒輪。2021/5/9182021/5/9192021/5/920結(jié)構(gòu)分析：

輸入軸：一、二檔齒輪與軸一體；三、四檔齒輪與軸通過軸承連接。 輸出軸：一、二檔齒輪與通過軸承連接；三、四檔齒輪與軸一體。2021/5/9212、兩軸式五檔轎車變速器。（動畫）

2021/5/9222021/5/9232021/5/924奧迪100型轎車變速器簡圖12021/5/925三軸式+倒檔軸的四檔變速器（輕型汽車）

1.組成第一軸(primaryshaft)，輸入，常嚙合齒輪(constant-mashgear)三、三軸式變速器（中、輕型貨車上廣泛采用）

三軸是指汽車前進時，傳遞動力的軸有第一軸、中間軸和第二軸，直接檔除外。2021/5/926中間軸(layshaft)，常嚙合齒輪及各檔齒輪第二軸(mainshaft)，輸出軸，各檔齒輪2021/5/927倒檔軸(Reverseshaft)倒檔齒輪2021/5/9282.四檔變速器工作原理和各檔傳動路線2021/5/9293.五檔變速器結(jié)構(gòu)和工作原理2021/5/930各軸和齒輪2021/5/9315檔—4檔，3檔—2檔：接合套倒檔—1檔：滑動齒輪東風EQ1090E汽車變速器換檔簡圖：2021/5/932空檔2021/5/933一檔2021/5/934二檔2021/5/935三檔2021/5/936四檔2021/5/937五檔2021/5/938倒檔2021/5/9392021/5/9404、換檔原理一軸中間軸二軸2021/5/9414.東風EQ1141和東風EQ1090E型汽車五檔變速器結(jié)構(gòu)41倒2021/5/9422021/5/9435.CA1091六檔變速器傳動示意圖(動畫)2021/5/944四、常用三軸式變速器結(jié)構(gòu)分析

1.軸的支承和定位

（1）一軸、二軸：前端，滾針軸承；后端，滾柱或向心球軸承軸向定位。（2）中間軸、倒檔軸：兩端支承、一端定位。2021/5/945

2.齒輪的軸向定位

斜齒輪有軸向分力作用，定位方法：臺肩、擋圈、止推墊片2021/5/946

3.換檔結(jié)構(gòu)形式

（1）滑動齒輪：直齒（2）接合套：可用斜齒（3）同步器2021/5/947

4.潤滑與密封（1）潤滑：一般飛濺式（2）密封紙墊+密封膠回油螺紋擋油盤2021/5/948

5.防止自動跳檔的結(jié)構(gòu)措施

（1）接合套和接合齒圈的齒端制成倒斜面2021/5/949

（2）花鍵轂齒端的齒厚切薄2021/5/950（3）接合套的齒端制成凸肩

2021/5/951四、組合式變速器

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)

目的：增加檔位數(shù)，適用于重型貨車。分段式配檔：副低+主1~4=1~4檔副高+主1~4=5~8檔插入式配檔：主1+副低、高=1~2檔主2+副低、高=3~4檔，……

主4+副低、高=7~8檔2021/5/9522021/5/95354321R裝有后置副變速器2021/5/954裝有前置副變速器2021/5/955第三節(jié)同步器一、無同步器時的換檔過程用滑動齒輪或接合套換檔時，必須待嚙合的輪齒的圓周速度須相等，方可平順掛檔——依賴駕駛員的操作。以CA141為例：直接檔為4檔（左齒輪），右齒輪為5檔。低檔換高檔（45）

高檔換低檔（54）中間軸2021/5/956（1）自低速檔換入高速檔4檔接合時：n3=n2；n4>n2分離瞬間：n3=n2；n4>n3分離一段時間：n4下降較快

n3下降較慢在某一時刻：n4=n3換檔的最佳時刻2021/5/957（2）自高速檔換入低速檔5檔接合時：n3=n4；n4>n2分離瞬間：n3=n4；n3>n2分離一段時間：n2下降較快

n3下降較慢使得n2=n3不可能出現(xiàn)無換檔的最佳時刻需接合離合器，踩一腳油門，使n2>n32021/5/958二、同步器作用、組成和分類

1.作用使接合套與待接合齒圈之間迅速同步，并阻止在同步前接合?？s短換檔時間，防止沖擊。

2.組成同步裝置（推動件、摩擦件）鎖止裝置、接合裝置

3.分類按工作原理：常壓式、自動增力式、慣性式(廣泛采用)按摩擦鎖止元件不同慣性式分為：瑣環(huán)式和鎖銷式2021/5/9591.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2021/5/960花鍵轂：外花鍵齒，滑塊、定位銷、彈簧（推動件）滑塊定位銷2021/5/961接合套（接合裝置）：帶內(nèi)花鍵齒，有凹槽a（空檔定位）a2021/5/962接合齒圈：外錐面，外花鍵齒2021/5/9632021/5/964同步器裝配圖（剖視圖）2021/5/9652021/5/966瑣環(huán)式慣性同步器的工作過程瑣環(huán)式慣性同步器適用于轎車和輕型貨車2021/5/967（2）工作原理（5掛6檔）

a）5檔進入空檔，n3>n4=n7

鎖環(huán)凸起接觸花鍵轂通槽后端6檔5檔2021/5/968b）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)錯開半個齒，齒尖接觸但不嚙合，鎖止作用產(chǎn)生。2021/5/969撥環(huán)力（矩）鎖環(huán)上作用著兩個力矩：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。通過設(shè)置合理的鎖止角和錐角，可以保證在未達到同步前，無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。

M2

M12021/5/970c)

同步并實現(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，接合套穿過鎖環(huán)左移。接合套與接合齒圈的齒端接觸。

M22021/5/971d)完成換檔

接觸面的切向分力，撥齒圈向前，接合套齒進入，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)動慣量宜?。?021/5/9722021/5/973中型貨車以上的變速器常用鎖銷式慣性同步器東風EQ1090E型汽車變速器2021/5/9742.鎖銷式慣性同步器（EQ1090E）（1）組成

摩擦錐環(huán)：外錐面，由三個定位銷和鎖銷連接。

定位銷：中間凹槽，壓入彈簧和鋼球

鎖銷：中間細，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2021/5/9752021/5/976摩擦錐環(huán)：外錐面，由三個定位銷和鎖銷連接定位銷鎖銷2021/5/977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2021/5/978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2021/5/979（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。2021/5/980c）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，慣性力矩消失，銷向后，套可左移。

(動畫)2021/5/981

3．自行增力式同步器（摩擦同步）其特點：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2021/5/982第四節(jié)變速器操縱機構(gòu)一、功用：安全行駛(準確可靠)二、要求

1.防止自動跳檔（自鎖）

2.防止同時掛兩檔（互鎖）

3.防止誤掛倒檔（倒檔鎖）三、類型

直接操縱機構(gòu)和遠距離（間接）操縱機構(gòu)四、直接操縱機構(gòu)2021/5/9831.選檔換檔機構(gòu)作用：完成換檔的基本動作。組成：變速桿、撥塊、撥叉軸和撥叉等。2021/5/9842、操縱機構(gòu)的安全裝置

作用：保證變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作。（1）自鎖（動畫）組成：自鎖鋼球和自鎖彈簧；撥叉軸上三個凹槽。作用：保證換檔到位；防止自動脫檔。

特點：只能移動一根撥叉軸要移動另一撥叉軸，須將已移動的撥叉軸退回原位。（2）互鎖（動畫）組成：互鎖銷，互鎖鋼球；作用：防止同時掛入兩檔。

2021/5/9852021/5/986（3）倒檔鎖（動畫）

用更大的力方能掛入檔位。組