底盤講義之手動變速器

1、底盤講義之手動變速器作者：佚名 來源：發(fā)布時間：2018年03月23日手動變速器課題3.1變速器概述學習目標鑒定標準教案建議1,掌握離合器的功用應(yīng)知：變速器的功建議：采用多媒體、錄2.了解變速器的分類用；普通齒輪傳動像等方式，提高學生的3,掌握普通齒輪傳動的基本的基本原理學習興趣，并可進行討原理論，最后教師總結(jié)想一想：汽車為什么要采用變速器？變速器有什么功用？提示：從變速器的名稱，我們可以知道變速器應(yīng)該具有變速的功能，但這 還不全面，還應(yīng)從發(fā)動機的特性來考慮。一、變速器的功用1 .實現(xiàn)變速、變矩汽車上所應(yīng)用的發(fā)動機具有轉(zhuǎn)矩變化范圍小、轉(zhuǎn)速高的特點，這與汽車實 際的行駛狀況是不相適應(yīng)的。如果沒有

2、變速器而直接將發(fā)動機與驅(qū)動橋連接在 一起，首先因為發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩小，不能克服汽車的行駛阻力，使汽車根本無法起步；其次假使汽車行駛起來，也會因為車速太高而不實用，甚至無法駕控。所以必須改造發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速特性，使發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩增大、轉(zhuǎn)速下降以適應(yīng)汽車實際行駛的要求。變速器中是通過不同的檔位來實現(xiàn)這一功用?？偨Y(jié)：一般把這一功用概括為降速、增矩，但降速和增矩實際上的含義是相同的，即降速必然帶來增矩。2 .實現(xiàn)倒車發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)方向從前往后看為順時針方向，且是不能改變，為了實現(xiàn)汽車的倒向行駛，變速器中設(shè)置了倒檔。3 .實現(xiàn)中斷動力傳動在發(fā)動機起動和怠速運轉(zhuǎn)、變速器換檔、汽車滑行和暫時停車等情況下，都需要中

3、斷發(fā)動機的動力傳動，因此變速器中設(shè)有空檔。二、變速器的類型現(xiàn)代汽車上所采用的變速器有多種結(jié)構(gòu)形式，一般可以按照傳動比和操縱方式進行分類。1.按傳動比的變化方式分變速器按傳動比的級數(shù)可分為有級式、無級式和綜合式三種。提示：傳動比的概念見下面的普通齒輪傳動的基本原理。(1有級式變速器有級式變速器采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。轎車和輕、中型貨車變速器多采用3-5個前進檔和一個倒檔，每個檔位對應(yīng)一個傳動比。重型汽 車行駛的路況復雜，變速器的檔位較多，可有 8-20個檔位。注意：變速器的檔數(shù)都是指前進檔的個數(shù)。如上海桑塔納2000采用的是五檔手動變速器是指其具有五個前進檔。齒輪式變速器具有結(jié)構(gòu)簡單

4、、易于制造、工作可靠、傳動效率高等優(yōu)點。這種齒輪式的有級變速器按照結(jié)構(gòu)不同又可以分為二軸式和三軸式變速器。二軸式變速器廣泛用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的轎車，而三軸式變速器可應(yīng) 用于其他各類型車輛。(2無級式變速器無級式變速器英文縮寫為CVT它的傳動比的變化是連續(xù)的。目前的無級 變速器一般都是采用金屬帶傳動動力，通過主、從動帶輪直徑的變化實現(xiàn)無級 變速。這種變速器在中、高級轎車的應(yīng)用越來越多。(3綜合式變速器綜合式變速器是由液力變矩器和有級齒輪式變速器組成的，一般都是由電 腦來自動實現(xiàn)換檔，所以多把這種變速器稱為自動變速器。這種變速器的傳動 比可在最大值與最小值之間的幾個間斷的范圍內(nèi)作無級變化，目前

5、應(yīng)用較多。2.按變速器操縱方式分按變速器操縱方式可分為手動變速器、自動變速器和手動自動一體變速器 三種。(1手動變速器手動變速器的英文縮寫為 MT即Manual Transmission的縮寫。它是通過 駕駛員用手操縱變速桿來選定檔位，并直接操縱變速器的換檔機構(gòu)進行檔位變 換。齒輪式有級變速器大多數(shù)都采用這種換檔方式。(2自動變速器自動變速器的英文縮寫為 AT,即Automatic Transmission 的縮寫。這種 變速器的自動控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機的負荷和車速的變化情況自動地選定檔位，并進行檔位變換，即自動地改變傳動比。駕駛員只需要操縱加速踏板控制車 速。（3>手動自動一體變速器這種

6、變速器可以自動換檔，也可以手動換檔，比較典型的如奧迪A6的Tiptronic ,上海帕薩特1.8T也裝有手動自動一體變速器。本課題將介紹手動、有級、齒輪變速器，一般簡稱為手動變速器。三、普通齒輪傳動的基本原理普通齒輪變速器是利用不同齒數(shù)的齒輪嚙合傳動來實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的改變。齒輪傳動的基本原理如圖3-1所示，一對齒數(shù)不同的齒輪嚙合傳動時可以 實現(xiàn)變速，而且兩齒輪的轉(zhuǎn)速比與其齒數(shù)成反比。設(shè)主動齒輪轉(zhuǎn)速為m,齒數(shù)為zi,從動齒輪轉(zhuǎn)速為n2,齒數(shù)為Z2。主動齒輪（即輸入軸轉(zhuǎn)速與從動齒輪（即 輸出軸 >轉(zhuǎn)速之比值稱為傳動比，用字母i 12表示。即由1傳到2的傳動比i i2=ni/n 2=Z2/z

7、i當小齒輪為主動齒輪，帶動大齒輪轉(zhuǎn)動時，輸出轉(zhuǎn)速降低，即n2<ni,稱為減速傳動，此時傳動比i>1 ,如圖31a>所示；，大齒輪驅(qū)動小齒輪時，輸出 轉(zhuǎn)速升高，即n2>nb稱為增速傳動，此時傳動比i<1 ,如圖31b>所示。這就 是齒輪傳動的變速原理。汽車變速器就是根據(jù)這一原理利用若干大小不同的齒 輪副傳動而實現(xiàn)變速的圖3 1齒輪傳動的基本原理a>減速傳動b>增速傳動I 輸入軸 n 輸出軸1主動齒輪2 從動齒輪如圖3-2所示為兩級齒輪傳動示意圖，齒輪 1為主動齒輪，驅(qū)動齒輪2轉(zhuǎn) 動，齒輪3與齒輪2周連在一起，再驅(qū)動齒輪4轉(zhuǎn)動并輸出動力，此時由1傳

8、到4的傳動比為i 14= n1/n 4= (z 2Z4>/(z 23>= i i 34因此，可以總結(jié)為多級齒輪傳動的傳動比為i =所有從動齒輪齒數(shù)的乘積/所有主動齒輪齒數(shù)的乘積=各級齒輪傳動比圖3 2兩級齒輪傳動示意圖1、3主動齒輪2、4從動齒輪對于變速器，各檔的傳動比i就是變速器輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比。即i =n輸入/n輸出=T輸出/T輸入當i1時， n輸出 n輸入,T輸出T輸入，此時實現(xiàn)降速增矩，為變速器的低檔位，且i越大，檔位越低；當i =1時， n輸出=n輸入,T輸出=T輸入, 為變速器的直 接檔；當i1時， n輸出 n輸入,T輸出T輸入，此時實現(xiàn)升速降矩，為變速器的超

9、速 檔。例如，桑塔納2000五檔手動變速器各檔的傳動比見表 31。其一至三檔 為降速檔，四檔為直接檔，五檔為超速檔。表3-1桑塔納2000五檔手動變速器各檔的傳動比檔位傳動比I3.455R1.944m1.286IV0.969V0.800測試卷：1.說明變速器的功用。2.試以一對齒輪為例說明如何實現(xiàn)降速檔、直接檔和超速檔課題3.2手動變速器的變速傳動機構(gòu)學習目標鑒定標準教案建議1 .掌握二軸式變速器變速傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)2 .掌握一軸、三軸變速器各檔動力傳動路線3 .掌握桑塔納2000轎車二軸五檔變速器的拆裝、檢修應(yīng)知：二軸、三軸變速器各檔動力傳動路線應(yīng)會：桑塔納2000轎車二軸五檔變速器的拆裝、檢

10、修建議：采用現(xiàn)場教案并 結(jié)合多媒體、錄像等方 式，并注重啟發(fā)學生能 夠舉一反三，最后教師 總結(jié)手動變速器包括變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)兩大部分。變速傳動機構(gòu)的主要作用是改變轉(zhuǎn)矩的大小和方向；操縱機構(gòu)的作用是實現(xiàn)換檔。變速傳動機構(gòu)是變速器的主體，按工作軸的數(shù)量 （不包括倒檔軸 可分為二軸式變速器和三軸式變速器。一、二軸式變速器的變速傳動機構(gòu)二軸式變速器用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的汽車，一般與驅(qū)動橋 前橋）合稱為手動變速驅(qū)動橋。目前，我國常見的國產(chǎn)轎車均采用這種變速器，如桑塔納、捷達、富康、奧迪等。前置發(fā)動機有縱向布置和橫向布置兩種形式，與其配用的二軸式變速器也有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。發(fā)動機縱置時，主減速器

11、為一對圓錐齒輪，如奧迪100、桑塔納2000轎車，如圖3 3所示；發(fā)動機橫置時，主減速器采用一對圓柱齒輪，如捷達轎車，如圖3 4所示。圖3 3發(fā)動機縱置的二軸式變速器傳動示意圖 桑塔納2000)1縱置發(fā)動機2 離合器3 變速器4變速器輸入軸5 變速器輸出軸主減速器主動錐齒輪)6 -差速器7 -主減速器從動錐齒輪 8 -前輪圖3-4發(fā)動機橫置的二軸式變速器傳動示意圖 捷達）1發(fā)動機2 離合器3 變速器4 主減速器5 差速器6 帶等角速萬向節(jié)的半軸1 .發(fā)動機縱向布置的二軸式變速器如圖3 5、3-6所示分別為桑塔納2000轎車二軸式變速器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖和示意圖。圖35桑塔納2000轎車二軸式變速

12、器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖1四檔齒輪2 三檔齒輪3 二檔齒輪4 倒檔齒輪5 一檔齒輪6 五檔齒輪7 -五檔運行齒環(huán)8 -換檔機構(gòu)殼體9 -五檔同步器10 -齒輪箱體11 一、二檔同步器12 變速器殼體13 三、四檔同步器14 輸出軸15 -輸入軸16 差速器什衰方向圖3-6桑塔納2000轎車二軸式變速器傳動機構(gòu)的示意圖1輸入軸2 輸出軸3 三、四檔同步器 4 一、二檔同步器5 倒檔中 問齒輪I 一檔齒輪 n 二檔齒輪 m 三檔齒輪 iv 四檔齒輪 v 五檔齒輪 R倒檔齒輪1結(jié)構(gòu)該變速器的變速傳動機構(gòu)有輸入軸和輸出軸，二軸平行布置，輸入軸也是 離合器的從動軸，輸出軸也是主減速器的主動錐齒輪軸。該變速器具

13、有五個前 進檔和一個倒檔，全部采用鎖環(huán)式慣性同步器換檔。輸入軸上有一五檔主動 齒輪，其中一、二檔主動齒輪與軸制成一體，三、四、五檔主動齒輪通過滾針 軸承空套在軸上。輸入軸上還有倒檔主動齒輪，它與軸制成一體。三、四檔同 步器和五檔同步器也裝在輸入軸上。輸出軸上有一五檔從動齒輪，其中一、 二檔從動齒輪通過滾針軸承空套在軸上，三、四、五檔齒輪通過花鍵套裝在軸 上。一、二檔同步器也裝在輸出軸上。在變速器殼體的右端還裝有倒檔軸，上 面通過滾針軸承套裝有倒檔中間齒輪。2各檔動力傳動路線 如圖3-6所示）各檔動力傳動路線見表3-2。表3 - 2桑塔納2000轎車變速器動力傳動路線落位動力棒球路鰻具iitii

14、S百仄空后向良丁而w修實£7動力f入整f,人軸一打出輪一出輸一打曲粕+/出上一、二將同出建一出融動力出 空速將排颯桿從空擋向左、向后移動，實覆1通力人二檔憎軸一出二擋由匏一出*匕一.二替同步田勒獨力山0速桿從空君面前修折，現(xiàn);動力人一人三.如片附的叁一,八三扭曲軸一電三檔曲沱一出一動力,出 慢速霏樣動.賓理：動力一八穩(wěn)+，入轅三.國h同羅器,、«»四代巖輪一，出黠上四料均把出糊,勖力出 業(yè)速器操蛆桿從空擋向右.向律動，立現(xiàn)動力f*A電f，入上五總同步H-人.與五檔唐輪一出箱五檔齒輪+端出輸f朗力出變速nN謫而K桿從事指向札向后事和喪觀：中力f 陽 -，出巖恒輪-倒

15、四軸上倒轉(zhuǎn)的輪f 比軸宙馬齒輪4出軸幼力應(yīng)I句出操作：此時可以觀看變速器實物，講解結(jié)構(gòu)、演示各檔動力傳動路線。3拆裝和檢修變速傳動機構(gòu)包括輸入軸、輸出軸及其上的齒輪。輸入軸和輸出軸的分解 分別見圖37和圖38所示。圖3 7輸入軸分解圖1后軸承的罩蓋2 擋油圈3 卡環(huán)4 輸入軸后軸承5 變速器后蓋6-五檔同步套管7 -五檔同步環(huán)8 -五檔同步器和齒輪 9 -五檔齒輪滾針軸承10 五檔齒輪滾針軸承內(nèi)座圈11 固定墊圈12 卡環(huán)13 中間軸承14 軸承支座15 中間軸承內(nèi)座圈16 卡環(huán)17 四檔齒輪18 四檔同步環(huán)19 四檔齒輪滾針軸承 20 卡環(huán)21 三檔和四檔同步器 22 三檔同步環(huán)23 三檔齒

16、輪24 三檔齒輪滾針軸承 25 輸入軸26 輸入軸滾針軸承圖3 8輸出軸分解圖1五檔齒輪2 輸出軸外后軸承3 軸承保持架4 后軸承外圈5 調(diào)整 墊片6 軸承支座7 輸出軸內(nèi)后軸承8 一檔齒輪9 一檔齒輪滾針軸 承10 一檔齒輪滾針軸承內(nèi)座圈 11 一檔同步環(huán)12 一檔和二檔同步器 13二檔同步環(huán)14 二檔齒輪15 二檔齒輪滾針軸承16 擋環(huán)17 三檔齒輪（凸緣應(yīng)轉(zhuǎn)向四檔齒輪 18 擋環(huán)19 四檔齒輪（凸緣應(yīng)轉(zhuǎn)向主動錐齒輪 20 輸出軸前軸承21 輸出軸22 圓柱銷23 輸出軸前軸承外圈（1整套齒輪的拆卸拆卸變速器。拆下變速器后蓋。拆下軸承支座。拆下整套齒輪。(2輸入軸的拆卸拆下四檔齒輪的卡環(huán)。

17、取下四檔齒輪、同步環(huán)和滾針軸承，拆下同步器鎖 環(huán)。取下三檔和四檔同步器、三檔同步環(huán)和齒輪，取下三檔齒輪的滾針軸承， 取下輸入軸的中間軸承內(nèi)座圈。(3輸出軸的拆卸拆下輸出軸內(nèi)后軸承和一檔齒輪。取下滾針軸承和一檔同步環(huán)，取下滾針 軸承的內(nèi)座圈、同步器和二檔齒輪。取下二檔齒輪的滾針軸承，拆下三檔齒輪 的卡環(huán)、三檔齒輪。拆下四檔齒輪的卡環(huán)、四檔齒輪。拆下輸出軸的前軸承。(4檢修a.檢查所有齒輪和軸承的損壞情況。齒面有輕微斑點，在不影響使用的情況下可以用油石修磨。當齒厚磨損超過 0.2mm齒長磨損超過原齒長的15%或斑點面積超過齒面15%以上，則應(yīng)更換齒輪。裝好滾針軸承和內(nèi)座圈后，用百分表檢查齒輪與內(nèi)座

18、圈之間的間隙，如圖 39所示。標準間隙為0.0090.060mm,極限間隙為0.15mm超過極限應(yīng)更換軸承。注意：齒輪應(yīng)成對更換圖39檢查齒輪與內(nèi)座圈之間的間隙b.檢查輸入軸和輸出軸，不應(yīng)有裂紋，軸徑及花鍵不應(yīng)有嚴重磨損，軸上的齒輪不應(yīng)有斷齒和嚴重磨損，否則應(yīng)更換。檢查軸的徑向圓跳動，如圖3-10所示，不應(yīng)超過0.05mm否則應(yīng)更換或校正。圖3 10檢查軸的徑向圓跳動c.檢查同步器。將同步環(huán)壓在各自齒輪的錐面上，按壓轉(zhuǎn)動同步環(huán)時要有阻力，用塞尺測量環(huán)齒與輪齒之間的間隙 a,如圖3-11所示。間隙a的規(guī)定 值見表3-3。如果不符合規(guī)定，應(yīng)更換同步環(huán)。圖311檢查同步器間隙表3 3同步器環(huán)齒與輪齒

19、之間的間隙 a 單位：mm同班牙間aIf的零忤損的度一檔加二檔1.10-1,IT口,05三精和四科1.35-1.900,05五檔1.10*1,700,05(5裝配裝上中間軸承的內(nèi)座圈。將預先潤滑過的三檔齒輪滾針軸承裝上，把油槽轉(zhuǎn)向二檔齒輪。組裝三檔、四檔同步器。裝上三檔齒輪和三檔、四檔同步器， 裝上卡環(huán)。裝上同步環(huán)、滾針軸承和四檔齒輪，再裝卡環(huán)。用 2kN的力將三檔齒輪、同步器和四檔齒輪緊緊壓卡環(huán)上，把總成固定好。將前軸承裝在輸出軸 上。裝上四檔齒輪。用手扶住前軸承，齒輪有凸緣的一邊應(yīng)朝向軸承。用卡環(huán) 將四檔齒輪固定好，卡環(huán)的厚度有 2.35mm 2.38mm 2.41mm 2.44mm 2.

20、47mm 等幾種。安裝三檔齒輪，凸緣應(yīng)朝向四檔齒輪。用塞尺測量卡環(huán)的厚度，根據(jù)測量結(jié)果，選擇適當?shù)目ōh(huán)裝上。安裝滾針軸承、齒輪和二檔同步環(huán)。裝配一 檔和二檔同步器。裝上一檔和二檔同步器，同步器殼體的槽應(yīng)朝一檔齒輪。裝 上一檔齒輪滾針軸承的內(nèi)座圈。裝上一檔同步環(huán)、一檔齒輪、一檔齒輪滾針軸 承。裝上內(nèi)后軸承，將輸入軸和輸出軸裝在軸承支座上，將軸承支座裝在變速 器殼體上。將變速器后蓋裝在變速器軸承支座上。2 .發(fā)動機橫向布置的二軸式變速器1結(jié)構(gòu)發(fā)動機橫向布置的二軸式變速器結(jié)構(gòu)如圖 3-12所示，所有前進檔齒輪和 倒檔齒輪都采用常嚙合斜齒輪，并采用鎖環(huán)式同步器換檔。圖312發(fā)動機橫向布置的二軸式變速器

21、結(jié)構(gòu)圖1輸出軸2 輸入軸3 四檔齒輪4 二檔齒輪5 二檔齒輪；6-倒檔齒輪7 -倒檔惰輪8 一檔齒輪9 -主減速器主動齒輪10 -差速器油封11-等速萬向節(jié)軸12 -差速行星齒輪13 -差速半軸齒輪14 -主減速器從動齒輪15 一、二檔同步器16 三、四檔同步器2>動力傳動路線(1> 一檔如圖3-13所示，一、二檔同步器使一檔齒輪與主減速器主動齒輪軸接合，將變速齒輪鎖定到主減速器主動齒輪軸上。輸入軸齒輪的一檔主動齒輪順 時針轉(zhuǎn)動，逆時針地驅(qū)動一檔從動齒輪和主減速器主動齒輪軸，順時針驅(qū)動主 減速器從動齒輪。圖313 一檔動力傳動路線(2二檔從一檔向二檔換檔時，一、二檔同步器分離一檔從

22、動齒輪，并接合二檔從 動齒輪，動力傳動路線如圖3-14所示。三WWW:L一占含口總感圖314二檔動力傳動路線(3三檔當二檔同步器接合套返回空檔后，將三、四檔同步器鎖定到主減速器主動齒輪軸上的三檔齒輪上。動力傳動路線如圖 3-15所示。4 01 三，W I"一T'-l:1br圖3-15三檔動力傳動路線(4四檔將三、四檔同步器接合套從三檔齒輪移開，移向四檔齒輪，將其鎖定在主減速器主動齒輪軸上。動力傳動路線如圖3 16所小。同 M事里(麗輪西科主動版鑿圖3 16四檔動力傳動路線(5倒檔變速桿位于倒檔時，倒檔惰輪換入與倒檔主動齒輪和倒檔從動齒輪嚙合。倒檔從動齒輪同時又是一、二檔同步器接合套，同步器接合套帶有沿其外緣加 工的直齒。倒檔惰輪改變變速齒輪的轉(zhuǎn)動方向，汽車就可以倒車。動力傳動路 線如圖3-17所示。圖317倒檔動力傳動路線、三軸式變速器的變速傳動機構(gòu)三軸式變速器用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的汽車。下面以東風EQ1092中型貨車的變速器為例進行介紹，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 3-18所示，有三根主要的傳動軸，一軸、二軸和中間軸，所以稱為三軸式變速器。另外還有倒檔軸。圖3-18東風EQ1092型貨車的三軸式變速器l 一軸2 軸常嚙合齒輪3 軸常嚙合齒輪接合齒圈 4、9接合套;5四檔齒輪接合齒圈6 二軸四檔齒輪7 二軸三檔齒輪8 三檔齒輪接合齒圈10 二檔齒輪接合齒圈11 二