第3章 變速器與分動器

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汽車工程學院汽車底盤構造

第3章變速器與分動器變速器概述變速傳動機構同步器變速器的換檔操縱機構分動器3.1.1

變速器的功用3.1變速器概述

1）能按需要改變傳動比，達到“減速、增矩”的目的，同時擴大汽車驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍。

2）在發(fā)動機不改變旋向的前提下，能完成汽車反向行駛，實現(xiàn)倒車。

3）能中斷發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的動力聯(lián)系，滿足發(fā)動機起動、怠速運轉(zhuǎn)和變速器換檔等工況需要。

因此，變速器一般都設有倒車檔、空擋和若干個前進檔。3.1.1

變速器的功用3.1變速器概述

變速器在傳動系布置中的位置3.1.2

變速器的構成3.1變速器概述

任何車用變速器由用于改變速比的變速傳動機構和用以實現(xiàn)換檔操作的變速操縱機構組成。當車輛有額外動力輸出要求的時候，還可以加裝專門的動力輸出裝置。

多軸驅(qū)動的汽車上，變速器輸出端還設有齒輪機構組成的分動器，通過它可以把轉(zhuǎn)矩分送給各驅(qū)動橋。3.1.3

變速器的類型3.1變速器概述

按傳動比變化方式不同，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。有級變速器應用最普遍，它以若干組齒輪搭配傳動，提供相應具有固定比值的傳動比。有級變速器又可分為軸線固定的普通多軸式變速器和軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪式變速器。一般說來，轎車和輕、中型載貨汽車變速器具有3～5個前進檔和一個倒檔。重型載貨汽車則可采用變速器組合的方式將檔數(shù)增多到8～12個。通常所說的變速器檔數(shù)是指變速器前進檔數(shù)目。3.1.3

變速器的類型3.1變速器概述

按傳動比變化方式不同，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。無級變速器是以電力、液力或機械的方式，在一定的傳動比范圍內(nèi)實現(xiàn)按無限多級的變化。常見的無級變速器型式有電力式、液力式和鋼帶式三種。電力式無級變速器的傳動部件為直流串激電動機，這種產(chǎn)品除了在無軌電車上采用外，在特大型自卸車傳動系中也多有應用。液力式無級變速器即為廣泛用于汽車自動變速器中的液力變矩器。鋼帶式無級變速器是近年來發(fā)展起來的機械式傳動機構。

3.1.3

變速器的類型3.1變速器概述

按傳動比變化方式不同，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。綜合變速器是指將無級和有級變速機構組合而成的變速器，其傳動比可在最大值與最小值之間的幾個間斷的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變化。綜合式變速器一般將液力變矩器和齒輪有級變速器相結合，形成現(xiàn)代半自動或全自動變速器。3.1.3

變速器的類型3.1變速器概述

按操縱方式不同，可將變速器分為強制操縱式、自動操縱式和半自動操縱式三種。強制操縱即手動操縱，完全靠駕駛員直接操縱變速器換檔桿換檔。自動操縱變速器的檔位選擇和執(zhí)行換檔均由變速器根據(jù)汽車行駛狀況自動進行。半自動變速器的型式有兩種，一種是常用檔位自動控制換檔，其余檔位由駕駛員手控；另一種采用預選檔方式，即駕駛員通過預選鈕設定檔位，通過設在離合器和油門踏板上的控制開關完成換檔。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

主動輪1從動輪2變速器利用齒輪傳動時的力特性和速度特性達到“減速、增矩”的目的。當以大小不等的兩齒輪嚙合傳動時，若以小齒輪作為輸入，大齒輪作為輸出，傳動可獲得“減速、增矩”效果。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

主動輪1從動輪2變速器利用齒輪傳動時的力特性和速度特性達到“減速、增矩”的目的。當以大小不等的兩齒輪嚙合傳動時，若以大齒輪作為輸入，小齒輪作為輸出，則能產(chǎn)生“減矩、增速”的作用。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

1）結構3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

1）結構第一軸中間軸第二軸3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

1）結構圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸圖3-1是一臺典型的六檔固定軸式手動變速器結構示意圖。它由三根分別稱之為輸入軸（又稱第一軸）22、中間軸21和輸出軸（第二軸）11，以及一系列傳動所需齒輪組成，故此種變速器稱為三軸式變速器，它適用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動型式的傳動系。

第一軸前端借離合器與發(fā)動機曲軸相連，輸出軸后端通過凸緣與萬向傳動裝置相接。

3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

1）結構圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸齒輪1同輸入軸制成一體，與齒輪20構成常嚙合傳動齒輪副。齒輪12、15、16、17、18、19和20都固定于中間軸上，而齒輪4、5、6、7、9和10則空套在輸出軸上。接合套花鍵轂（如8）借內(nèi)花鍵與輸出軸固聯(lián)；與花鍵轂相套的接合套（如3）可以在換檔撥叉作用下沿花鍵轂作軸向滑動。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

1）結構圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸變速器通過輸入軸常嚙合齒輪將動力傳給中間軸，中間軸經(jīng)過其上各檔常嚙合齒輪將動力傳給輸出軸上空套的相應各齒輪。當接合套將花鍵轂與輸出軸某檔齒輪上相應的接合齒圈相結合時，便可實現(xiàn)某一檔的傳動。當所有接合套均處于中間位置時，變速器并無動力輸出，此時變速器為空檔。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

1）結構圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸同步器結構示意圖嚙合套結構示意圖3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸1檔傳動

1檔傳動比為

3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸2檔傳動

傳動比為

2檔3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸3檔傳動

傳動比為

3檔3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸4檔傳動

傳動比為

4檔3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸5檔傳動

傳動比為

5檔3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸6檔傳動

傳動比為

6檔

這種不經(jīng)中間軸齒輪傳動，而將輸入軸與輸出軸直接相連實現(xiàn)的傳動稱為直接檔，其速比為1。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸超速檔

為了在輕載條件下降低汽車在良好路面上行駛的燃油消耗量，許多轎車和載貨汽車的變速器會在直接檔之后，加設一個傳動比小于1的檔，以此來提高發(fā)動機的使用負荷率，達到節(jié)省燃油的目的。這個傳動比小于1的檔稱為超速檔。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸倒檔倒檔傳動

傳動比為

軸上空套的倒檔中間齒輪14（惰輪）只改變旋向，不改變傳動比。變速器中倒檔傳動齒輪的對數(shù)與前進檔傳動齒輪的對數(shù)互為奇偶數(shù)。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

2）傳動原理圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸

優(yōu)點三軸式變速器的主要優(yōu)點是傳動比變化范圍大，而且可以得到傳動效率非常高的直接檔。

缺點除直接檔外，其他各前進檔均需要經(jīng)過兩對齒輪傳動，傳動效率較低。3.2.1

三軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-1三軸式變速器示意圖

1-輸入軸常嚙合齒輪2-六檔同步器3-接合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸四檔齒輪6-輸出軸三檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-接合套花鍵轂9-輸出軸一檔齒輪10-輸出軸倒檔齒輪11-輸出軸12-中間軸倒檔齒輪13-倒檔軸14-倒檔中間齒輪15-中間軸一檔齒輪16-中間軸二檔齒輪17-中間軸三檔齒輪18-中間軸四檔齒輪19-中間軸五檔齒輪20-中間軸常嚙合齒輪21-中間軸22-輸入軸3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-2兩軸式變速器示意圖

1-輸入軸四檔齒輪2-輸入軸三檔齒輪3-輸入軸二檔齒輪4-輸入軸倒檔齒輪5-輸入軸一檔齒輪6-輸出軸一檔齒輪7-輸出軸倒檔齒輪8-輸出軸二檔齒輪9-輸出軸三檔齒輪10-接合套11-輸出軸四檔齒輪12-輸出軸13-輸入軸

在發(fā)動機前置前輪驅(qū)動或發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的各型汽車上，通常采用兩軸式變速器，其特點是變速器只有輸入與輸出兩根平行設置的軸（圖3-2）。3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

常見的換檔方式（1）利用滑動齒輪換檔(2）利用接合套換檔3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

常見的換檔方式（3）利用同步器換檔3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-2兩軸式變速器示意圖

1-輸入軸四檔齒輪2-輸入軸三檔齒輪3-輸入軸二檔齒輪4-輸入軸倒檔齒輪5-輸入軸一檔齒輪6-輸出軸一檔齒輪7-輸出軸倒檔齒輪8-輸出軸二檔齒輪9-輸出軸三檔齒輪10-接合套11-輸出軸四檔齒輪12-輸出軸13-輸入軸1檔1檔傳動

傳動比為

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-2兩軸式變速器示意圖

1-輸入軸四檔齒輪2-輸入軸三檔齒輪3-輸入軸二檔齒輪4-輸入軸倒檔齒輪5-輸入軸一檔齒輪6-輸出軸一檔齒輪7-輸出軸倒檔齒輪8-輸出軸二檔齒輪9-輸出軸三檔齒輪10-接合套11-輸出軸四檔齒輪12-輸出軸13-輸入軸2檔傳動

傳動比為

2檔3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-2兩軸式變速器示意圖

1-輸入軸四檔齒輪2-輸入軸三檔齒輪3-輸入軸二檔齒輪4-輸入軸倒檔齒輪5-輸入軸一檔齒輪6-輸出軸一檔齒輪7-輸出軸倒檔齒輪8-輸出軸二檔齒輪9-輸出軸三檔齒輪10-接合套11-輸出軸四檔齒輪12-輸出軸13-輸入軸3檔傳動

傳動比為

3檔3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-2兩軸式變速器示意圖

1-輸入軸四檔齒輪2-輸入軸三檔齒輪3-輸入軸二檔齒輪4-輸入軸倒檔齒輪5-輸入軸一檔齒輪6-輸出軸一檔齒輪7-輸出軸倒檔齒輪8-輸出軸二檔齒輪9-輸出軸三檔齒輪10-接合套11-輸出軸四檔齒輪12-輸出軸13-輸入軸4檔傳動

傳動比為

4檔3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

一檔3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

倒擋3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

3.2.2

兩軸式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-2兩軸式變速器示意圖

1-輸入軸四檔齒輪2-輸入軸三檔齒輪3-輸入軸二檔齒輪4-輸入軸倒檔齒輪5-輸入軸一檔齒輪6-輸出軸一檔齒輪7-輸出軸倒檔齒輪8-輸出軸二檔齒輪9-輸出軸三檔齒輪10-接合套11-輸出軸四檔齒輪12-輸出軸13-輸入軸

優(yōu)點兩軸式變速器的主要優(yōu)點是各前進檔均為一對齒輪傳動，傳動效率較高。

缺點傳動比變化范圍不大，而且無法設置傳動效率非常高的直接檔。

3.2.3

變速驅(qū)動橋3.2變速傳動機構

1）結構圖3-3大眾奧迪100轎車兩軸式變速驅(qū)動橋

1-變速器前殼體2-輸入軸3-分離軸承4-分離杠桿5-輸入軸一檔齒輪6-變速器后殼體7-輸入軸二檔齒輪8-輸入軸三檔齒輪9、16、23-接合套10-輸入軸四檔齒輪11、18-隔離套12-輸入軸五檔齒輪13-集油器14-輸入軸倒檔齒輪15-輸出軸倒檔齒輪17-輸出軸五檔齒輪19-輸出軸四檔齒輪20-輸出軸21-輸出軸三檔齒輪22-輸出軸二檔齒輪24-輸出軸一檔齒輪25-主減速器主動圓錐齒輪

變速器與主減速器和差速器合為一體，稱為變速驅(qū)動橋，如圖3-3所示。3.2.3

變速驅(qū)動橋3.2變速傳動機構

1）結構3.2.3

變速驅(qū)動橋3.2變速傳動機構

2）傳動原理3.2.3

變速驅(qū)動橋3.2變速傳動機構

2）傳動原理3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪對于裝載質(zhì)量大、使用路況復雜的重型汽車來說，為保證其空載和滿載都具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟性，要求變速器具有更多檔位和更大的變速范圍。

通常多以組合的方式，用一個4檔或5檔變速器為基體（稱作主變速器），配之以一個或兩個具有2檔的副變速器，構成擁有成倍于主變速器檔數(shù)的組合式變速器。

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪

圖3-4是由一個4檔主變速器和一個2檔副變速器串聯(lián)而成的組合式變速器，主變速器輸出軸也是副變速器輸入軸。

該變速器經(jīng)過主、副變速器傳動比組合可獲得4X2=8個檔位。

設主變速器傳動比為，副變速器傳動比為，則組合后變速器的傳動比。

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪主、副變速器傳動比匹配方法一般有兩種，分別稱為分段式配檔和插入式配檔。

分段式配檔適合于主變速器各檔傳動比間隔較小的情況；此時副變速器設置一個直接檔和一個傳動比較大的減速檔。

插入式配檔適合于主變速器各檔傳動比間隔較大的情形，此時副變速器設置一個直接檔和一個傳動比較小的低速檔。

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪1檔分段式配檔1檔傳動

傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔2檔傳動

2檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔3檔傳動

3檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔4檔傳動

4檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔5檔傳動

5檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔6檔傳動

6檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔7檔傳動

7檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪分段式配檔8檔傳動

8檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔1檔傳動

1檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔2檔傳動

2檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔3檔傳動

3檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔4檔傳動

4檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔5檔傳動

5檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔6檔傳動

6檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔7檔傳動

7檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔8檔傳動

8檔傳動比為

3.2.4

組合式變速器的結構及傳動原理3.2變速傳動機構

圖3-4組合式變速器變速傳動機構示意圖

1-輸出軸2-輸出軸齒輪3-副變速器輸入齒輪4、5、6-主變速器輸出軸各檔齒輪7-主變速器輸入軸常嚙合齒輪8-輸入軸9-主變速器中間軸10-主變速器中間軸常嚙合齒輪11、12、13-主變速器中間軸各檔齒輪14-倒檔齒輪15-倒檔空套齒輪16-倒檔軸17-副變速器中間軸高檔齒輪18-副變速器中間軸19-副變速器中間軸低檔齒輪插入式配檔的變速器需采用交替換檔方式施行換檔操作，所以換檔操作較復雜。

常見的組合式變速器構成可采用前置或后置兩種型式。當副變速器傳動比較大時，多置于主變速器之后，有利于減小主變速器重量和尺寸；而副變速器傳動比較小時，可采用前置副變速器型式。

3.3.1

為什么要采用同步器？

3.3同步器

滑動齒輪（撥動齒輪）換檔無論采用何種方式換檔，均必須待一對欲嚙合齒輪的圓周速度相等后，方可無沖擊地平穩(wěn)接合，換入新檔。否則，會因兩齒撞擊而發(fā)生沖擊和噪聲，降低變速器工作壽命，降低行駛舒適性。這種對嚙合齒輪的同速要求稱之為“同步”。

機械齒輪式變速器的換檔過程實際上是將一對工作著的嚙合齒輪分離，隨后接合新一對齒輪的過程。變速器換檔的三種方式嚙合套（接合套）換檔同步器換檔3.3.1

為什么要采用同步器？

3.3同步器

圖3-5變速器四、五檔換檔示意圖

1-輸入軸2-輸入軸常嚙合齒輪3-結合套4-輸出軸五檔齒輪5-輸出軸6-中間軸7-中間軸五檔齒輪8-中間軸常嚙合齒輪圖3-6升檔時齒輪速度變化圖3-7降檔時齒輪速度變化3.3.2

同步器的類型

3.3同步器

為此，在結構上除保留原結構中的接合套、花鍵轂、對應齒輪上的接合齒圈外，需增設能使接合套與對應接合齒圈的圓周速度迅速達到并保持一致的同步機構，以及防止兩者在達到同步之前接合，避免沖擊的結構。

同步器有常壓式、慣性式、自增力式等結構類型，目前廣泛采用的是慣性式同步器。

同步器換檔是在接合套換檔機構的基礎上發(fā)展而來，其根本目的是希望在整個換檔過程中達到①換檔嚙合輪齒未達到同步以前，阻止接合；②換檔嚙合輪齒同步后，只要換檔未完成，能保持同步狀態(tài)。3.3.3

常壓式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

常壓式同步器是較早出現(xiàn)的同步器結構型式之一（圖3-8），它由接合套2、花鍵轂6、彈簧7和定位鋼球3等組成。圖3-8常壓式同步器工作原理

1、4-檔位齒輪2-接合套3-定位鋼球5-輸出軸6-接合套花鍵轂7-彈簧花鍵轂借內(nèi)外花鍵套接在結合套和變速器輸出軸5上，可左右滑動。在花鍵轂的徑向孔內(nèi)，裝有定位鋼球3，鋼球借助彈簧7的壓力嵌在接合套2內(nèi)切出的環(huán)槽中，以便在換檔時借接合套向花鍵轂傳遞軸向推力。3.3.3

常壓式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-8常壓式同步器工作原理

1、4-檔位齒輪2-接合套3-定位鋼球5-輸出軸6-接合套花鍵轂7-彈簧

在齒輪1和4上接合齒圈一側(cè)設有一個外錐面，它與花鍵轂兩側(cè)加工出的內(nèi)錐面一道構成“同步”所需的摩擦面。

若向左或向右撥動接合套，其內(nèi)花鍵齒圈可與齒輪1或4上的接合齒圈接合，即掛上相應的檔位。3.3.3

常壓式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-8常壓式同步器工作原理

1、4-檔位齒輪2-接合套3-定位鋼球5-輸出軸6-接合套花鍵轂7-彈簧

在向左撥動接合套換檔時，通過定位鋼球3帶動花鍵轂一同向左運動，使得花鍵轂的內(nèi)錐面與齒輪1的外錐面接觸，由于彈簧對定位鋼球的作用，在接合套上軸向力力不大的情況下，定位鋼球能阻止接合套在花鍵轂停止運動時繼續(xù)向左移動，兩錐面通過駕駛員的操控相互壓緊。3.3.3

常壓式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-8常壓式同步器工作原理

1、4-檔位齒輪2-接合套3-定位鋼球5-輸出軸6-接合套花鍵轂7-彈簧

齒輪1與花鍵轂6之間的轉(zhuǎn)速差使兩錐面一經(jīng)接觸便產(chǎn)生摩擦作用，這種摩擦作用促使齒輪的轉(zhuǎn)速迅速與花鍵轂轉(zhuǎn)速趨于一致。

此時，通過增大施加于接合套上的推力，使接合套克服彈簧力壓下定位鋼球，并使花鍵轂繼續(xù)左移，與齒輪1的接合齒圈接合，掛入新檔。3.3.3

常壓式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-8常壓式同步器工作原理

1、4-檔位齒輪2-接合套3-定位鋼球5-輸出軸6-接合套花鍵轂7-彈簧

常壓式同步器換檔與接合套換檔工作過程上的區(qū)別主要在于，前者的摩擦作用能使需要接合的兩花鍵齒圈迅速達到并保持同步。并靠帶彈簧的定位鋼球?qū)雍咸桩a(chǎn)生阻力，使兩齒圈在達到同步之前暫不接合。

在此種同步器中，對接合套的軸向阻力是由彈簧壓力造成的，故其大小有限（常壓式由此而得名）。如果駕駛員用力較猛，仍可能在未達到同步前，接合套便已克服彈簧推力，壓下定位鋼球而與齒輪1的接合齒圈接觸，產(chǎn)生換檔沖擊。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

針對常壓同步器的不足之處，慣性式同步器做出了改進。即通過增設鎖止裝置，在結構上保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步前無法接觸，從而有效地避免齒間發(fā)生沖擊和噪聲。圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)慣性式同步器有鎖環(huán)式（圖3-9）和鎖銷式等型式。3.3.0

同步器基本結構

3.3同步器

3.3.0

同步器基本結構

3.3同步器

鎖環(huán)鎖環(huán)接合套定位銷花鍵轂滑塊細牙螺旋槽及錐面3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)在鎖環(huán)式同步器上，花鍵轂3套裝入輸出軸后，用卡環(huán)8軸向定位。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)在花鍵轂與接合齒圈7之間，各設一個青銅制鎖環(huán)1（又叫同步環(huán)），鎖環(huán)上開有斷續(xù)的短花鍵齒圈，花鍵齒斷面輪廓尺寸與齒圈7和花鍵轂3上的外花鍵齒均相同。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)鎖環(huán)上的花鍵齒面對著接合套的一端有鎖止倒角（稱鎖止角），且與接合套齒端的鎖止倒角相同。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)鎖環(huán)具有與齒圈7上的錐形摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面，錐面上制出細牙的螺旋槽，以使錐面接觸后破壞油膜，增加錐面間的摩擦。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)三個滑塊6分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽內(nèi)，并可沿槽的軸向滑動。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)三個定位銷5分別插入三個滑塊的通孔中。在彈簧4的作用下，定位銷壓向接合套，使定位銷端部的球面正好嵌在接合套中部的凹槽b中，起到空擋定位作用，同時可以向滑塊傳遞接合套上的軸向推力。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)滑塊6的端部伸入鎖環(huán)1的三個缺口d中，以其與鎖環(huán)相接觸的端面?zhèn)鬟f接合套的軸向換檔推力，使它的錐形內(nèi)摩擦面與待接合齒輪相接觸，產(chǎn)生同步作用。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-9鎖環(huán)式同步器1-鎖環(huán)2-結合套3-花鍵轂4-彈簧5-定位銷6-滑塊7-接合齒圈8-卡環(huán)鎖環(huán)的三個凸緣a分別插入花鍵轂的三個通槽c中，只有當凸緣a位于通槽c的中央時，接合套內(nèi)花鍵齒才能穿過鎖環(huán)的外花鍵齒與接合齒圈7接合。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

同步器工作原理3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)當接合套2剛從低檔退入空檔時（圖3-10a），待接合的高檔接合齒圈7轉(zhuǎn)速較高，而原來與低檔齒輪嚙合的花鍵轂3和接合套2仍在原運動件帶動下以較低速旋轉(zhuǎn)，此時，花鍵轂3借其通槽c的端面與鎖環(huán)凸緣a端面的接觸,推動空套的鎖環(huán)1以較低速度旋轉(zhuǎn)。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)如果以圖中零件序號作為下角標表示各自轉(zhuǎn)速，則此時有n7>n1=n2=n3，接合齒圈7與鎖環(huán)1存在轉(zhuǎn)速差。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)開始掛高檔時（圖3-10b），駕駛員施加在接合套2上的軸向換檔推力依次作用在定位銷5、滑塊6和鎖環(huán)1上，使鎖環(huán)1與接合齒圈7接觸，兩者的錐形摩擦面上出現(xiàn)摩擦轉(zhuǎn)矩。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)由于n7>n3，鎖環(huán)在該摩擦轉(zhuǎn)矩作用下相對于花鍵轂3向前超越，直至鎖環(huán)凸緣的另一端面抵靠到花鍵轂通槽相應的端面為止。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)此時，接合套2的內(nèi)花鍵齒恰好位于與鎖環(huán)的鎖止齒錯位約半個齒厚。

3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)駕駛員作用在接合套上的換檔推力轉(zhuǎn)化成接合套與鎖環(huán)齒端倒角間的法向壓力N，其切向分力（稱為撥環(huán)力）力圖使鎖環(huán)回轉(zhuǎn)，解除鎖止；軸向分力形成錐形摩擦面上的法向壓力，產(chǎn)生接合套2與接合齒圈7之間同步所需的摩擦力矩。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)接合套2和花鍵轂3與整車相聯(lián)，具有很大的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)速下降很慢;接合齒圈7與轉(zhuǎn)動慣量很小的離合器從動部分相接，轉(zhuǎn)速下降很快，即接合齒圈7在換檔過程中作減速運動，根據(jù)慣性原理可知，接合齒圈7上必然產(chǎn)生一個與其旋轉(zhuǎn)方向相同的慣性轉(zhuǎn)矩，此慣性轉(zhuǎn)矩通過摩擦錐面作用到鎖環(huán)上，克服切向分力產(chǎn)生的撥環(huán)力矩，阻止鎖環(huán)相對于接合套向回轉(zhuǎn)動。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)摩擦錐面上摩擦力矩傳遞給鎖環(huán)的慣性轉(zhuǎn)矩正比于力N的軸向分力F1，而撥環(huán)力矩正比于切向分力F2

，所以同步器設計中，只要適當?shù)剡x擇鎖止角和摩擦錐面錐度，便能夠保證同步前接合齒圈7施加在鎖環(huán)1上的慣性力矩總是大于撥環(huán)力矩，而使駕駛員通過操縱系統(tǒng)施加在接合套上的換檔推力無論多大，鎖環(huán)始終保持鎖止作用。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)當駕駛員繼續(xù)施加換檔推力（圖3-10c），接合齒圈7與鎖環(huán)1同步（n7=n1）后，由于慣性力矩消失，鎖止效應解除，在撥環(huán)力F2作用下，鎖環(huán)1相對接合套退轉(zhuǎn)一定角度，使接合套內(nèi)花鍵齒插入鎖環(huán)的外齒中。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)接合套與鎖環(huán)接合后，軸向分力F1不再存在，錐面間摩擦力矩消失，如果此時接合套花鍵齒與接合齒圈7的花鍵齒發(fā)生錯位抵觸（圖3-10c），作用于接合齒圈7花鍵齒端斜面上的切向分力會使接合齒圈及其相連接零件相對于鎖環(huán)和接合套轉(zhuǎn)過一個角度，最終使接合套內(nèi)花鍵齒插入接合齒圈的齒中，完成換檔（圖3-10d）。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程圖3-10慣性式同步器工作過程(圖注同圖3-9)(a)(b)(c)(d)慣性式同步器的作用在于：①依靠鎖環(huán)，借助慣性力，保證主、從動齒輪在“同步”之前產(chǎn)生鎖止。②靠摩擦使換檔主、從動齒輪迅速同步。3.3.4

慣性式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

變速器升檔時的同步器工作過程鎖環(huán)式同步器的工作原理3.3.5

鎖銷式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

鎖銷式同步器的結構如圖。特點：以鎖銷代替鎖環(huán),鎖銷中部和接合套上相應的銷孔兩個端面的倒角產(chǎn)生鎖止。鎖銷摩擦錐盤摩擦錐環(huán)定位銷鋼球定位銷接合套3.3.5

鎖銷式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-11EQ1090載貨汽車鎖銷式同步器

1-輸入軸齒輪2-摩擦錐盤3-摩擦錐環(huán)4-定位銷5-接合套6-輸出軸齒輪7-輸出軸8-花鍵轂9-鎖銷10-定位鋼球11-彈簧受結構布置的緊湊性、合理性以及錐面可產(chǎn)生摩擦力矩數(shù)量等方面限制，鎖環(huán)式同步器多用于轎車、輕型載貨汽車和中型載貨汽車的高檔中。在傳力較大的變速器中，可采用鎖銷式慣性同步器，它不僅能使齒輪結構更加合理，還因在摩擦錐面上可產(chǎn)生更大的摩擦力矩，使得同步時間得以縮短。3.3.5

鎖銷式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-11EQ1090載貨汽車鎖銷式同步器

1-輸入軸齒輪2-摩擦錐盤3-摩擦錐環(huán)4-定位銷5-接合套6-輸出軸齒輪7-輸出軸8-花鍵轂9-鎖銷10-定位鋼球11-彈簧鎖銷9和定位銷4與接合套5連接，鎖銷與定位銷沿同一圓周相間均勻分布。鎖銷9的端部固定在摩擦錐環(huán)3的孔中，其中部軸頸和接合套5上相應銷孔兩端具有角度相同的鎖止角。在接合套中鉆有斜向孔，孔內(nèi)裝有定位彈簧11，它將鋼球10頂向定位銷4中部的環(huán)槽中，以保證接合套處于正確的空檔位置。3.3.5

鎖銷式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-11EQ1090載貨汽車鎖銷式同步器

1-輸入軸齒輪2-摩擦錐盤3-摩擦錐環(huán)4-定位銷5-接合套6-輸出軸齒輪7-輸出軸8-花鍵轂9-鎖銷10-定位鋼球11-彈簧當接合套5受到向左的軸向換檔力作用時，通過定位鋼球10和定位銷4會將摩擦錐環(huán)3推向左方，使之與摩擦錐盤2接觸，具有轉(zhuǎn)速差的摩擦錐環(huán)和摩擦錐盤在錐面摩擦力作用下會使錐環(huán)3與鎖銷9一道相對接合套偏轉(zhuǎn)一個角度，從而使鎖銷9的軸線與接合套上的銷孔的軸線發(fā)生偏移，鎖銷中部倒角與銷孔端部倒角相互抵觸，在慣性作用下產(chǎn)生鎖止效應。3.3.5

鎖銷式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-11EQ1090載貨汽車鎖銷式同步器

1-輸入軸齒輪2-摩擦錐盤3-摩擦錐環(huán)4-定位銷5-接合套6-輸出軸齒輪7-輸出軸8-花鍵轂9-鎖銷10-定位鋼球11-彈簧此時，鎖止面上法向壓力N的軸向分力F使錐環(huán)壓向錐盤，使接合套與待接合齒輪迅速同步，隨后齒輪1上起鎖止作用的慣性力矩消失，鎖銷鎖止面上法向壓力的切向分力P使摩擦錐環(huán)3、摩擦錐盤2和齒輪1一起相對于接合套5退讓一個角度，使鎖銷9的軸線與接合套上的銷孔的軸線重合，接合套便能沿鎖銷軸向移動，實現(xiàn)換檔。3.3.5

鎖銷式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

鎖銷式同步器的工作原理3.3.6

自增力式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

自增力式同步器的結構如（圖3-12）。圖3-12

波爾舍（PORSCHE）自增力式同步器1-接合套2-擋片3-同步環(huán)4-滑塊5-接合齒圈6-彈簧片7-支承塊8-花鍵轂接合套內(nèi)的花鍵轂8與變速器輸出軸以花鍵相連接，轂的外緣有三個凸起的軸向鍵，與接合套1上的三個相應鍵槽配合。接合套與轂一起轉(zhuǎn)動，并可相對于轂作軸向滑動。接合齒圈5與常嚙合齒輪裝配或加工為一體。3.3.6

自增力式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-12

波爾舍（PORSCHE）自增力式同步器1-接合套2-擋片3-同步環(huán)4-滑塊5-接合齒圈6-彈簧片7-支承塊8-花鍵轂彈性的開口同步環(huán)3與滑塊4、支承塊7和兩片圓弧狀彈簧片6裝于接合齒圈5內(nèi)，并用擋片2軸向加以定位?；瑝K4的凸起部分插于同步環(huán)3的開口中，空檔時兩側(cè)均留有間隙。支承塊7內(nèi)圓上的凸起嵌入接合齒圈5軸頸上相應的槽中，作為支承塊的圓周方向定位。3.3.6

自增力式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-12

波爾舍（PORSCHE）自增力式同步器1-接合套2-擋片3-同步環(huán)4-滑塊5-接合齒圈6-彈簧片7-支承塊8-花鍵轂彈簧片6的一端靠在滑塊4上，另一端則靠在支承塊7上。同步環(huán)3兩端的外表面沿軸向均制成錐面，接合齒圈和接合套的兩側(cè)齒端也制出相應的錐面。3.3.6

自增力式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

在變速器由高檔換入低檔時，首先將接合套自空檔位置向右移動（圖3-13a），因為開口的同步環(huán)外徑稍大于接合套右側(cè)齒端的內(nèi)徑，且同步環(huán)與待接合齒輪一道旋轉(zhuǎn)，接合套轉(zhuǎn)速高于同步環(huán)轉(zhuǎn)速，所以兩者一經(jīng)接觸，便會在錐面摩擦作用下，開始同步過程（圖3-13b）。

圖3-13自增力同步器換檔過程

（圖注同圖3-12）

此時，接合套1帶動同步環(huán)3順時針方向轉(zhuǎn)動一個角度，使同步環(huán)開口的左端頂靠在滑塊4凸起的左側(cè)面，推動滑塊連同右側(cè)彈簧片6一道順時針旋轉(zhuǎn)，由于支承塊7受接合齒圈5的定位成為支點，推動右側(cè)彈簧片的力量將會使彈簧片沿徑向張開，壓在同步環(huán)的內(nèi)表面上（圖3-12）。(a)(b)(c)3.3.6

自增力式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-13自增力同步器換檔過程

（圖注同圖3-12）

(a)(b)(c)由于彈簧片對同步環(huán)施加了徑向力，接合套與同步環(huán)之間的摩擦轉(zhuǎn)矩得以加強，繼而彈簧片的徑向力又進一步增大。

另一方面，這種增大的摩擦轉(zhuǎn)矩能加快接合套與接合齒圈的同步。

該增大的徑向力會產(chǎn)生兩個結果，一方面由于彈簧片的支承力能阻止同步環(huán)直徑縮小，因而能起到阻礙接合套進一步右移靠向接合齒圈的作用，也即起到鎖止作用。

3.3.6

自增力式同步器的結構及工作原理

3.3同步器

圖3-13自增力同步器換檔過程

（圖注同圖3-12）

(a)(b)(c)當接合套與接合齒圈同步時，彈簧片上的周向載荷消失，阻止同步環(huán)直徑縮小的支承力消失，同步器的“鎖止”作用被解除，在不大的換檔力作用下，接合套便可以壓縮同步環(huán)與接合齒圈接合，而同步環(huán)被可靠的定位在接合套的圓弧凹槽中（圖3-13c）。

3.4.0

換檔操縱機構3.4變速器的換檔操縱機構

3.4.1

換檔操縱機構的功用及對換檔操縱機構的基本要求3.4變速器的換檔操縱機構

功用保證駕駛員迅速、準確、可靠地變換檔位。

對換檔操縱機構的基本要求1）各檔位應具有明確的手感；

2）無換檔干涉；

3）無自動跳檔；

4）隨時可退回空檔；

5）應設有自鎖和互鎖等裝置。

3.4.2

換檔操縱機構的構成3.4變速器的換檔操縱機構

五、六檔撥叉三、四檔撥叉一、二檔撥叉倒檔撥叉變速桿撥桿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、六檔撥塊自鎖彈簧3.4.2

換檔操縱機構的構成3.4變速器的換檔操縱機構

操縱機構一般由變速桿（換檔桿）、撥塊、撥叉、撥叉軸以及各種保險裝置組成（圖3-14），除變速桿外，這些裝置多集中安裝在變速器上蓋或側(cè)蓋內(nèi)。變速桿從駕駛室地板下方伸入駕駛室內(nèi)。圖3-14六檔變速器換檔操縱機構1-自鎖鋼球2-自鎖彈簧3-三、四檔撥塊4-五、六檔撥塊5-叉形撥桿6-變速桿7-撥桿軸8-五、六檔撥叉軸9-三、四檔撥叉軸10-一、二檔撥叉軸11-倒檔撥叉軸12-倒檔撥叉13-一、二檔撥叉14-倒檔撥塊15-一、二檔撥塊16-三、四檔撥叉17-互鎖銷18-五、六檔撥叉19-選檔鎖彈簧20-選檔鎖銷21-叉形撥桿球頭22-倒檔鎖銷23-倒檔鎖彈簧撥叉軸8、9、10和11的兩端支承在變速器殼體上，可以作軸向滑動。每根撥叉軸上固聯(lián)有一個換檔撥叉。3.4.2

換檔操縱機構的構成3.4變速器的換檔操縱機構

圖3-14六檔變速器換檔操縱機構1-自鎖鋼球2-自鎖彈簧3-三、四檔撥塊4-五、六檔撥塊5-叉形撥桿6-變速桿7-撥桿軸8-五、六檔撥叉軸9-三、四檔撥叉軸10-一、二檔撥叉軸11-倒檔撥叉軸12-倒檔撥叉1