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1、第十五章 变速器与分动器,本章内容：普通齿轮式变速器、组合式变速器和分动器。,本章重点：变速原理，动力传递路线，二轴式与三轴式 变速器的结构特点，同步器的构造和原理。,本章难点：同步器的构造和工作原理。,第一节 概述一、变速器的功用 1. 改变传动比 2. 倒档 3. 空档 4. 取力二、变速器的组成 由变速传动机构和操纵机构组成,第十二章 变速器与分动器,普通齿轮式 轴线固定式有级式 组合式（主、副变速） 轴线旋转式 （行星齿轮） 液力式(动液式)无级式 电力式综合式（液力机械式） 2. 按操纵方式分 手动操纵式、自动操纵式、半自动操纵式,三、变速器的分类 1. 按传动比变化方式分,变速器档
2、数（？）,本章介绍的是手动操纵式有级变速器，以普通齿轮式变速器为主,四、普通齿轮变速器的基本工作原理 1. 变速原理 多级齿轮传动，传动比i1，减速 因功率平衡，增矩 2. 换档原理 通过改变使用不同的啮合齿轮副，改变传动比。 3. 变向原理（倒档） 安装惰轮，增加一级传动副。,主动轮1,从动轮2,i12=n1/n2= z2/z1,i,=,主动齿轮齿数,从动齿轮齿数,第二节 变速器的变速传动机构,一、有级式变速器变速传动机构的组成、工作原理和常见的换档方式,1变速传动机构的组成,主要由齿轮、轴(两种)及变速器壳体等零部件组成。,2变速传动机构的工作原理,（1）利用不同齿数的齿轮对相互啮合，以改
3、变变速器的传动比；（动画）,（2）通过增加齿轮传动的对数，以实现倒档。（动画）,3常见的换档方式,（1）利用直齿滑动齿轮换档（动画演示）,（2）利用接合套换档（动画演示）,（3）利用同步器换档 （动画演示）,二、两轴式变速器（大部分轿车都采用两轴式变速器。）,变速传动机构主要由第一轴（即动力输入轴）、第二轴（即动力输出轴）、倒档轴、各档齿轮及变速器壳体所构成。,两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴。,2 1,4 3,1、两轴式四档轿车变速器: 无中间轴，用于发动机横置前驱。 输入轴固连各档齿轮，输出轴空套各档啮合齿轮。,结构分析：输入轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过
4、轴承连接。输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。,2、两轴式五档轿车变速器。（动画）,奥迪100型轿车变速器简图,1,三轴式+倒档轴的四档变速器 （轻型汽车） 1. 组成第一轴(primary shaft)，输入，常啮合齿轮(constant-mash gear),三、三轴式变速器（中、轻型货车上广泛采用）,三轴是指汽车前进时，传递动力的轴有第一轴、中间轴和第二轴，直接档除外。,中间轴(lay shaft)，常啮合齿轮及各档齿轮第二轴(main shaft) ，输出轴，各档齿轮,倒档轴(Reverse shaft)倒档齿轮,2. 四档变速器工作原理和各档传动路线,3.五档变
5、速器结构和工作原理,各轴和齿轮,5档4档，3档2档：接合套 倒档1档：滑动齿轮,东风EQ1090E汽车变速器换档简图：,空档,一档,二档,三档,四档,五档,倒档,4、换档原理,一轴,中间轴,二轴,4.东风EQ1141和东风EQ1090E型汽车五档变速器结构,4,1,倒,5. CA1091六档变速器传动示意图(动画),四、常用三轴式变速器结构分析,1. 轴的支承和定位 （1）一轴、二轴：前端，滚针轴承；后端，滚柱或向心球轴承轴向定位。 （2）中间轴、倒档轴：两端支承、一端定位。,2. 齿轮的轴向定位 斜齿轮有轴向分力作用， 定位方法：台肩、挡圈、止推垫片,3. 换档结构形式 （1）滑动齿轮：直齿
6、 （2）接合套：可用斜齿 （3）同步器,4. 润滑与密封 （1）润滑：一般飞溅式 （2）密封纸垫+密封胶回油螺纹挡油盘,5. 防止自动跳档的结构措施 （1）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面,（2）花键毂齿端的齿厚切薄,（3）接合套的齿端制成凸肩,四、组合式变速器 由主、副变速器串联而成。 主变速器有45档+倒档， 副变速器有2档 (低、高) 目的：增加档位数，适用于重型货车。分段式配档：副低+主14=14档 副高+主14=58档插入式配档：主1+副低、高=12档 主2+副低、高=34档， 主4+副低、高=78档,5 4,3 2,1 R,装有后置副变速器,装有前置副变速器,第三节 同步器,一、无
7、同步器时的换档过程 用滑动齿轮或接合套换档时，必须待啮合的轮齿的圆周速度须相等，方可平顺挂档依赖驾驶员的操作。 以CA141为例： 直接档为4档（左齿轮），右齿轮为5档。低档换高档（4 5） 高档换低档（5 4）,中间轴,（1）自低速档换入高速档,4档接合时：n3=n2； n4n2,分离瞬间：n3=n2； n4n3,分离一段时间：n4下降较快 n3下降较慢在某一时刻： n4=n3,换档的最佳时刻,（2）自高速档换入低速档,5档接合时：n3=n4； n4n2,分离瞬间：n3=n4； n3n2,分离一段时间：n2下降较快 n3下降较慢使得 n2=n3不可能出现,无换档的最佳时刻,需接合离合器，踩一
8、脚油门，使,n2n3,二、同步器作用、组成和分类 1. 作用 使接合套与待接合齿圈之间迅速同步，并阻止在同步前接合。缩短换档时间，防止冲击。 2. 组成 同步装置（推动件、摩擦件） 锁止装置、 接合装置 3. 分类 按工作原理：常压式、自动增力式、 惯性式(广泛采用)按摩擦锁止元件不同惯性式分为：琐环式和锁销式,1.锁环式惯性同步器 （1）组成,锁环：带锁止角的外花键齿（锁止装置） ，缺口c，凸起d，带螺纹槽的内锥面（摩擦件）,C,d,三、同步器构造,花键毂：外花键齿，滑块、定位销、弹簧（推动件）,滑块,定位销,接合套（接合装置） ：带内花键齿，有凹槽a（空档定位）,a,接合齿圈：外锥面，外花
9、键齿,同步器装配图（剖视图）,琐环式惯性同步器的工作过程,琐环式惯性同步器适用于轿车和轻型货车,（2）工作原理（5 挂6档） a）5档进入空档，n3n4=n7 锁环凸起接触花键毂通槽后端,6 档 5档,b）接合套左移，锁环左移，摩擦产生，接触花键毂通槽前端，接合套与锁环错开半个齿，齿尖接触但不啮合，锁止作用产生。,拨环力（矩）,锁环上作用着两个力矩：拨环力矩M2和惯性力矩M1，只有M2M1,才能结合。M2正比于F2，取决于锁止角。M1正比于摩擦锥角。通过设置合理的锁止角和锥角，可以保证在未达到同步前，无论驾驶员施加多大的力，均为M2M1，使结合套与锁环不能结合。因为这个锁止作用是由惯性力矩造成
10、的，因此称之为惯性同步器。,M2,M1,c) 同步并实现结合,同步后， n3=n4,惯性力矩消失， M2将锁环后拨，解除锁止，接合套穿过锁环左移。接合套与接合齿圈的齿端接触。,M2,d) 完成换档,接触面的切向分力，拨齿圈向前，接合套齿进入，与圈齿啮合。归纳：摩擦件产生的摩擦力矩使接合套与齿轮迅速同步；变速器输入端各零件的惯性力矩产生锁止作用，防止同步前啮合。（转动惯量宜小）,中型货车以上的变速器常用锁销式惯性同步器,东风EQ1090E型汽车变速器,2. 锁销式惯性同步器（EQ1090E） （1）组成 摩擦锥环：外锥面，由三个定位销和锁销连接。 定位销：中间凹槽，压入弹簧和钢球 锁销：中间细，
11、带锥面 接合套：内花键，与锁销有配合锥面 花键毂：外花键 接合齿上装有摩擦锥盘，内锥面,摩擦锥环：外锥面，由三个定位销和锁销连接,定位销,锁销,定位销：中间凹槽，压入弹簧和钢球,带有内锥面的摩擦锥盘,接合齿,接合套：带内花键，与锁销有配合锥面,花键毂：外花键与接合套配合，内花键与轴相连,（2）工作原理(4 5档) a）空档，n2n3=n5 b）接合套左移，钢球、销带锥环左移，摩擦面接触。,c）摩擦作用，锥环、锁销向前转一角度，倒角相抵，锁止作用产生：,锁止面上作用力F1，推销向后；传递惯性力，使销向前，阻止套左移。力F2压锥环，二者摩擦使套、圈同步。 同步时，惯性力矩消失，销向后，套可左移。
12、(动画),3自行增力式同步器（摩擦同步）,其特点：同步环内有弹簧片，使其产生的摩擦力得到成倍的增长,第四节 变速器操纵机构,一、功用：安全行驶(准确可靠)二、要求 1. 防止自动跳档（自锁） 2. 防止同时挂两档（互锁） 3. 防止误挂倒档（倒档锁）三、类型 直接操纵机构和远距离（间接）操纵机构四、直接操纵机构,1. 选档换档机构,作用：完成换档的基本动作。,组成：变速杆、拨块、 拨叉轴和拨叉等。,2、操纵机构的安全装置 作用：保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作。 （1）自锁（动画）组成：自锁钢球和自锁 弹簧；拨叉轴上 三个凹槽。作用：保证换档到位； 防止自动脱档。,特点：只能移
13、动一根拨叉轴要移动另一拨叉轴，须将已移动的拨叉轴退回原位。,（2）互锁（动画）组成：互锁销，互锁钢球；作用：防止同时挂入两档。,（3）倒档锁（动画） 用更大的力方能挂入档位。,组成：倒档锁销，倒档锁弹簧；作用：防止误挂倒档。,倒档拨叉轴,需要加装一套传动机构或辅助杠杆，要求传动杆件有足够的刚度。由外部操纵机构和内部操纵机构两部分构成,五、远距离操纵机构,组成：从变速杆到选档换档轴之间的所有传动件。作用：实现对变速器的远距离操纵。,1外部操纵机构,2内部操纵机构组成：选档换档轴、拨叉轴、拨叉、自锁装置、 互锁装置和倒档锁装置等。,六、其它操纵机构 1、预选气动式操纵机构,副变速器多采用预选气动式操纵机构，常见的有机械式和电控式,机械式,2、变速器的电控操纵机构,优点：换档 加速、功率 动力性、经济性 远距离操纵,电控机械式自动变速器,第四节 分动器,一、作用 将变速器输出的动力分配到各驱动桥，同时起副变速器作用（有高低两个档）。二、分动器的构造 分动器的输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个以上，通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。,分动器内除了具有高低两档及相应的换档机构外，还有前桥接合套及相应的控制机构。,四轮驱动,H,L,换挡拨叉轴,H,L,3分动器的工作要求（1）先接前桥，后挂低速档；（2）先退出低速档，再摘下前桥；上述要求可以通过操纵机构加以保证。,
