第一章第三节普通变速器

第一章第三节普通变速器汽车工程组泌阳中等职业技术学校主讲人：张留柱教学内容：1、手动变速器的功用及类型2、手动变速器传动机构3、同步器4、手动变速器操纵机构5、手动变速器拆装、检修第三节普通变速器教学要求：1、了解手动变速器的功用及类型2、掌握二轴式与三轴式手动变速器传动机构的结构及工作原理3、掌握惯性式同步器的结构及工作原理4、了解手动变速器操纵机构的结构和工作情况5、掌握手动变速器拆装、检修工艺第三节普通变速器教学重难点1.掌握普通变速器变速传动原理；2．掌握典型变速器变速传动机构的构造和格挡传动路线、变速器操纵机构的构造和工作原理；3．掌握变速器常见故障诊断与排除，变速器拆装，主要零件的检修、调整、磨合与试验。第三节普通变速器3.1变速器概述汽车行驶条件是比较复杂的，行驶速度和行驶阻力的变化非常大，这就要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，而汽车上普遍采用的动力装置是汽油或柴油发动机，其转矩与转速变化范围都较小，因此在汽车传动系中设置了变速器来解决这一矛盾。第三节普通变速器3.1.1变速器的功用1．实现变速变矩。（改变传动比）2．实现倒车。（设置倒挡）3．实现中断动力传递。（设置空挡）4．实现动力输出，驱动其他机构，如自卸车的液压举升装置等。第三节普通变速器变速器的性能要求第三节普通变速器1.具有合理的档数和适当的传动比。2.具有倒挡和空挡。3.传动效率高，操纵轻便，工作可靠。4.结构简单，体积小，重量轻，维修方便。输入轴接合套中间轴倒档轴输出轴变速齿轮第三节普通变速器3.1.2变速器的分类1．按传动比变化方式分有：（1）有级变速器（2）无级变速器（3）综合式变速器第三节普通变速器2）按操纵方式不同分类（1）强制操纵式变速器。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。这种变速器的换档机构简单，工作可靠并且经济省油。（2）自动操纵式变速器。其传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板和制动装置来控制车速。此种方式因操作简便，目前运用较多。（3）半自动操纵式变速器。此种变速器有两种形式：一种是几个常用档位可自动操纵，其余几个档位由驾驶员操纵；另一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。--手动变速器(MT)--自动变速器(AT)--手自一体变速器（AMT）第三节普通变速器变速器的变速及变扭原理一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数为17齿，大齿轮齿数为34齿,则在相同时间内，小齿轮转2周而大齿轮只能转1周（即小齿轮转速为大齿轮转速的2倍），可见两齿轮的转速与齿数成反比。若小齿轮是主动齿轮，它的转速经大齿轮（从动齿轮）传出时转速就降低了；反之，以大齿轮为主动，它的转速经小齿轮（从动齿轮）传出时转速就升高了。汽车用齿轮式变速器就是根据这一变速原理，利用若干齿数不同的齿轮搭配啮合传动来实现变速的。第三节普通变速器主动轮1从动轮2第三节普通变速器普通齿轮变速器的工作原理1．变速变矩原理普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速和转矩改变的。12212,1zznni齿轮传动的传动比i——输入轴转速与输出轴转速之比值。单级齿轮传动的传动比：第三节普通变速器n1,z1n2,z2主动轮从动轮n1*z1=n2*z2传动比i=n1/n2=z2/z1i=n1/n2=M2/M1变矩比可见传动比既是变速比又是变矩比，降速则增矩，增速则降矩。第三节普通变速器对于多级传动：i14=?i12=n1/n2=z2/z1i34=n3/n4=z4/z3i14=i12i34=n1/n4=(z2z4)/(z1z3)i=n输入/n输出=T输出/T输入多级齿轮传动的传动比：积各级齿轮传动比的连乘积所有主动齿轮齿数的乘积所有从动齿轮齿数的乘212,1nni第三节普通变速器两级齿轮传动i1、4=n1/n4=Z2Z4/（Z1Z3）n1Z1n4Z4n2Z2n3Z3即降速则增扭，增速则降扭。齿轮式变速器在改变转速的同时也改变了输出转矩，传动比既是变速比也是变矩比，汽车变速器就是利用这一原理，通过改变各挡传动比来改变输出转速，从而改变其输出转矩，以适应汽车行驶阻力的变化。第三节普通变速器从前述可知：当i1时，为降速增扭传动，其挡位称为降速挡；当i1时，为增速降扭传动，其挡位称为超速挡；当i=1时，为等速等扭传动，其挡位称为直接挡。习惯上把变速器传动比值较小的挡位称为高挡，传动比值较大的挡位称为低挡；变速器挡位的变换称为换挡，由低挡向高挡变换称为加挡（或升挡），反之称为减挡（或降挡）。变速器就是通过挡位变换来改变传动比，从而实现多级变速的。2．换挡原理第三节普通变速器1432将1与2脱开，3与4接合，则挡位改变；当1与2、3与4都不啮合时，空挡。第三节普通变速器第三节普通变速器3．变向原理由齿轮传动原理可知，一对相啮合的外齿轮旋向相反，每经过一传动副，其轴改变一次转向。两轴式变速器在输入轴与输出轴之间加装了一倒挡轴和倒挡齿轮（此为惰轮）；三轴式变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒挡轴和倒挡齿轮，就可使输出轴与输入轴转向相反，从而可使汽车倒向行驶。第三节普通变速器1432将齿轮4向右移与6啮合，则动力经齿轮5、6和4传递后，方向将改变，即倒档。56倒档齿轮第三节普通变速器第三节普通变速器3.变向原理由齿轮传动原理可知，一对相啮合的外齿轮旋向相反，每经过一传动副，其轴改变一次转向。故两轴式变速器在输入轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮（也称为惰轮），而三轴式变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮，就可使输出轴转向改变，从而使汽车能倒向行驶。第三节普通变速器变速器包括变速传动机构和换档操纵机构两部分。变速传动机构是变速器的主体，主要有一系列相互啮合的齿轮副及其支承轴，以及作为基础件的壳体组成。其功用是改变转速、转矩和旋转方向。操纵机构的功用是实现换档。按照工作轴数量（不含倒档轴）可分为3轴式变速器和2轴式变速器。齿轮变速器的变速传动机构第三节普通变速器两轴式变速器这类变速器主要由输入和输出两根轴组成。与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，在一般档位只经过一对齿轮就可以将输入轴的动力传至输出轴，所以传动效率要高一些；同样因为任何一档都要经过一对齿轮传动，所以任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。第三节普通变速器二轴式变速器二轴式变速器的特点结构简单,紧凑,容易布置.多用于发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的普通级和中级轿车第三节普通变速器1.发动机纵向布置的两轴变速器1)传动系布置第三节普通变速器2)结构图9-2两轴式变速器第三节普通变速器各档动力传动情况第三节普通变速器二轴变速器_标清.flv2)动力传动路线a.一档第三节普通变速器b.二档第三节普通变速器c.三档第三节普通变速器d.四档第三节普通变速器e.倒档第三节普通变速器两轴式变速器第三节普通变速器两轴式变速器第三节普通变速器两轴式变速器第三节普通变速器两轴式变速器第三节普通变速器两轴式变速器第三节普通变速器3)各档传动路线第三节普通变速器普通齿轮变速器的变速传动机构三轴式变速器（为两级齿轮传动）（1）基本结构它有五个不同传动比的前进挡和一个倒挡，变速器有互相平行的第一轴、第二轴、中间轴和倒挡轴，有数对相互啮合的齿轮和两个同步器。其中第一轴和第二轴轴线互相重合。由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。第三节普通变速器三轴变速器在该变速器上，各轴上倒档齿轮均为直齿园柱齿轮，采用移动齿轮换档方式。其余各齿轮全部为斜齿园柱齿轮，具有传动平稳的特点，并且全部采用同步器换档。在五档变速器中，往往将第五档设计为超速档。变速器处于超速档工况时传动比小于1，输出轴比输入轴转得要快。如何润滑：如何密封：压力润滑、飞溅润滑油封、密封圈、密封衬垫第三节普通变速器三轴式变速器三轴式变速器的特点与二轴式变速器相比较,三轴式变速器的各档多了一对齿轮传动,因而机械效率低,噪声变大,但它的直接档机械效率最高,而二轴式变速器没有直接档.3轴式变速器适用于传统的发动机前置后轮驱动的布置形式,广泛应用于中,轻型货车上.第三节普通变速器图9-3三轴式变速器第三节普通变速器2、三轴式变速器：三轴式变速器除有第一轴、第二轴外，还增设了中间轴。其特点是空间布置比较灵活，传动比的范围大，可设有直接挡传动。三轴式五挡变速器第三节普通变速器三档齿轮二档齿轮一、倒档齿轮二、三档同步器输出轴三轴变速器结构第三节普通变速器三轴式五档变速器结构一、倒档齿轮二档齿轮三档齿轮四档齿轮四、五档同步器二、三档同步器第三节普通变速器三轴变速机构工作原理_标清.flv三轴变速器动力传递路线讲解.flv你能说出各档传动路线吗？一档：二档：三档：四档：五档：倒档：输入轴→a→b→c→1→输出轴输入轴→a→b→d→2→输出轴输入轴→a→b→e→3→输出轴输入轴→a→b→f→4→输出轴输入轴→a→b→g→5→输出轴输入轴→a→b→h→倒档中间齿轮→R→输出轴abcdefgh同步器的构造及工作原理同步器的功用是使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速达到同步，并阻止二者在同步前进入啮合；消除换档时的冲击，缩短换档时间；简化换档过程，使换档操作简捷而轻便。同步器有惯性式、常压式、自增力式多种等多种类型，它们均是由同步装置（包括推动件和摩擦件）、锁止装置和接合装置三部分组成。广泛应用的是惯性式同步器。第三节普通变速器同步器的构造及工作原理1．锁环式惯性同步器细牙螺旋槽滑块第三节普通变速器同步器的构造及工作原理锁环式惯性同步器第三节普通变速器同步器的构造及工作原理锁环式惯性同步器主要由同步器花键毂、接合套、两个锁环（也称同步环）、三个滑块和滑块弹簧等组成。第三节普通变速器1．锁环式惯性同步器2）工作原理（1）空档位置：接合套刚从2档退到空档，此时，锁环是轴向自由的。在圆周方向上，接合套通过滑块靠在锁环缺口的一侧,推动锁环一起旋转。此时，接合套8、锁环9的转速分别为n8、n9。接合齿圈1（也即3档齿轮）其转速为n1。此时n8＝n9，n1n8，故n1n9。kcnr15_03_06.swf(2）第一阶段（同步开始）要挂入3档时，操纵换档杆向左推动接合套，而接合套与滑块通过滑块中心的凸起部分相啮合，便同时推动锁环压在齿轮1的锥面部分上，起动同步器运作。由于齿圈1与锁环9转速不相等，即n1n9，所以两者一经接触便在其锥面之间产生摩擦力矩M1。齿圈1便通过摩擦力矩M1的作用带动锁环9相对于接合套8超前转过一个角度，直到锁环缺口的另一侧压紧。移动的量等于缺口与滑块宽之差。所以，从上往下看时，接合套里的花键与同步器锁环上的花键并未处于互相啮合的位置。(3）第二阶段（同步继续及锁止过程）当换档杆继续移动时，使得相对峙的接合套齿端倒角与锁环齿端倒角恰好互相抵住（由设计保证），因而接合套不能再向右移动进入啮合，即被“锁止”。（图b）由于驾驶员始终作用在接合套上一个轴向推力，于是在相互抵触的倒角斜面上产生正压力FN。FN可分解为轴向力F1和切向分力F2。F2便形成一个力图拨动锁环向后倒转的拨环力矩M2。同时F1则使锁环9与齿圈1的锥面进一步压紧，产生更大的摩擦力矩M1，迫使待啮合的齿圈1相对于锁环9迅速减速，以尽早与锁环同步。由于齿圈1及与其相联系的第一轴等零件的减速旋转，便产生一个与其旋转方向相同的惯性力矩，作用到锁环上，阻止锁环相对于接合套向后倒转。在待接合齿圈1与锁环9未达到同步之前，摩擦锥面的摩擦力矩在数值上就等于此惯力矩（即M1）。如果M1＞M2，锁环则不能够倒转，并通过其齿端锁止角阻止接合套进入啮合，这就是锁环的锁止作用。(4）第三阶段（完成同步）随着驾驶员继续推下换档杆,对接合套施加推力，摩擦锥面之间的摩