第5章 變速器課件

第5章變速器

5.1概述

5.2人力換擋變速器的構(gòu)造

5.3動(dòng)力換擋變速器的構(gòu)造與工作原理

5.4機(jī)械換擋變速器的維修

5.5動(dòng)力換擋變速器的維修

5.1概述1、變速器的功用（1）降速增扭。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，需要變速器等部件來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，同時(shí)增大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩，以便滿足對(duì)工程機(jī)械牽引力和速度的要求。（2）實(shí)現(xiàn)空擋。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)需要空載，工程機(jī)械較長(zhǎng)時(shí)間停車不希望發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，這兩項(xiàng)要求都需要變速器掛空擋切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力或切斷工程機(jī)械的負(fù)載而實(shí)現(xiàn)。（3）實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的進(jìn)退。不管是牽引工況，還是運(yùn)輸工況，工程機(jī)械隨時(shí)都要變換行駛方向，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不能反向旋轉(zhuǎn)，故工程機(jī)械的前進(jìn)、倒退都必須依靠變速器換擋來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、變速器的工作要求5.1概述（1）應(yīng)具有足夠的擋位和合適的傳動(dòng)比，使工程機(jī)械能在合適的牽引力和速度下工作，應(yīng)具有良好的牽引性和燃料經(jīng)濟(jì)性以及較高的生產(chǎn)率。（2）變速器應(yīng)工作可靠，傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。（3）變速器應(yīng)換擋輕便，不允許出現(xiàn)同時(shí)掛兩個(gè)擋或自動(dòng)脫擋、跳擋現(xiàn)象。（4）對(duì)動(dòng)力換擋變速還要求換擋離合器接合平穩(wěn)。3、變速器的工作原理5.1概述（1）變速器變速換擋原理齒輪傳動(dòng)比：變速器采用多對(duì)齒輪，組成不同的傳動(dòng)比（即不同檔位），并通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)來(lái)按照需要變換傳動(dòng)比（即檔位）。通常變速器采用多對(duì)齒輪組成不同的傳動(dòng)比（即不同擋位）

（2）變速器倒擋原理3、變速器的工作原理5.1概述

動(dòng)力輸入軸1和動(dòng)力輸出軸4之間經(jīng)一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)（圖5-2a），其旋轉(zhuǎn)方向相反。增加一個(gè)中間齒輪5，經(jīng)兩對(duì)齒輪副傳動(dòng)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)方向相同（圖5-2b）。5.1概述4、變速器的類型（1）按換擋操縱的方式不同分類人力換擋變速器：人力換擋變速器又稱機(jī)械換擋變速器，通過(guò)機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)來(lái)移動(dòng)齒輪或嚙合套進(jìn)行換擋。視頻5-1：嚙合套進(jìn)行換擋的變速器工作過(guò)程5.1概述4、變速器的類型（1）按換擋操縱的方式不同分類動(dòng)力換擋變速器：通過(guò)液壓操縱的離合器進(jìn)行換擋。

5.1概述4、變速器的類型（2）按輪系形式不同分類定軸式變速器：采用定軸輪系行星式變速器：采用周轉(zhuǎn)輪系定軸式變速器的結(jié)構(gòu)比行星式變速器簡(jiǎn)單，可用人力換擋，也可用動(dòng)力換擋；行星式變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有通過(guò)動(dòng)力換擋一種方式進(jìn)行操縱。5.2人力換擋變速器的構(gòu)造1、TY120型推土機(jī)變速器

TY120型推土機(jī)采用機(jī)械式移動(dòng)齒輪換擋變速器，具有五個(gè)前進(jìn)擋和四個(gè)倒擋，其結(jié)構(gòu)由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。5.2人力換擋變速器的構(gòu)造1、TY120型推土機(jī)變速器

（1）變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)擋位齒輪撥移方向動(dòng)力傳遞順序傳動(dòng)比前進(jìn)1←1511→21→3→18→15→17→11→28→103前進(jìn)2←1512←21→3→18→15→17→12→26→101.88前進(jìn)3←1529→21→3→18→15→17→29→25→101.57前進(jìn)4←1530←21→3→18→15→17→30→24→101.09前進(jìn)56→21→6→27→100.65倒退1→1511→21→4→15→17→11→28→102.50倒退2→1512←21→4→15→17→12→26→101.56倒退3→1529→21→4→15→17→29→25→101.31倒退4→1530←21→4→15→17→30→24→100.91TY120型推土機(jī)變速器各擋動(dòng)力傳遞順序5.2人力換擋變速器的構(gòu)造1、TY120型推土機(jī)變速器

（2）操縱機(jī)構(gòu)它由變速桿、換向桿、撥叉、撥叉軸、導(dǎo)向板、互鎖機(jī)構(gòu)（限制器）、五擋保險(xiǎn)鎖和聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)等組成。

換擋機(jī)構(gòu)由變速桿、換向桿、撥叉和撥叉軸等組成換擋機(jī)構(gòu)。換擋時(shí)，操縱變速桿和換向桿通過(guò)撥叉軸和撥叉撥動(dòng)相應(yīng)的滑動(dòng)齒輪以實(shí)現(xiàn)換擋?；ユi機(jī)構(gòu)其作用是防止同時(shí)掛上兩個(gè)擋位。采用了由導(dǎo)向板和限制器組成的擺架式互鎖機(jī)構(gòu)。

自鎖機(jī)構(gòu)其作用是防止保證變速器內(nèi)各齒輪在正確的工作位置，同時(shí)保證在工作中不會(huì)自動(dòng)脫擋。聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)其作用是防止離合器未分離時(shí)變速器掛擋。

2、TY180型推土機(jī)變速器

5.2人力換擋變速器的構(gòu)造TY180型推土機(jī)變速器屬于常嚙合式，它有5個(gè)前進(jìn)擋和4個(gè)倒退擋，換擋是通過(guò)撥動(dòng)嚙合套進(jìn)行的。擋位嚙合套撥動(dòng)方向動(dòng)力傳遞順序前進(jìn)12345←AC→←AC←←AB→←AB←D←Ⅰ→Z1→Z5→Z4→Z11→A→Ⅱ→C→Z16→Z10→ⅢⅠ→Z1→Z5→Z4→Z11→A→Ⅱ→C→Z15→Z9→ⅢⅠ→Z1→Z5→Z4→Z11→A→Ⅱ→B→Z14→Z8→ⅢⅠ→Z1→Z5→Z4→Z11→A→Ⅱ→B→Z13→Z6→ⅢⅠ→D→Z3→Z7→Ⅲ倒退1234→AC→→AC←→AB→→AB←Ⅰ→Z2→Z12→A→Ⅱ→C→Z16→Z10→ⅢⅠ→Z2→Z12→A→Ⅱ→C→Z15→Z9→ⅢⅠ→Z2→Z12→A→Ⅱ→B→Z14→Z8→ⅢⅠ→Z2→Z12→A→Ⅱ→B→Z13→Z6→ⅢTY180型推土機(jī)變速器各擋動(dòng)力傳遞順序5.3動(dòng)力換擋變速器的構(gòu)造與工作原理1、ZL35型裝載機(jī)定軸式動(dòng)力換擋變速器

ZL35型裝載機(jī)定軸式動(dòng)力換擋變速器是平行五軸常嚙齒輪式，有四個(gè)前進(jìn)擋和四個(gè)倒退擋。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

ZL35型裝載機(jī)定的變速器除輸出軸外的其他四根軸上都各自在軸端裝有一個(gè)液壓操縱多片濕式摩擦離合器。其中2個(gè)離合器完成變速，2個(gè)離合器完成行駛方向的變換。高低擋的變換則采用機(jī)械式操縱，靠撥動(dòng)嚙合套12完成。所以，變速器除了進(jìn)行倒、順擋變換需要駐車外，對(duì)4個(gè)液壓離合器的操縱都在裝載機(jī)行進(jìn)中完成。

擋位嚙合套位置接合的離合器動(dòng)力傳遞順序前進(jìn)1234右右左左16、616、2116、616、214→16→15→18→17→6→5→8→7→20→22→94→16→15→18→19→21→7→20→22→94→16→15→18→17→6→5→8→10→94→16→15→18→19→21→7→8→10→9倒退1234右右左左2、62、212、62、214→3→1→2→14→13→18→17→6→5→8→7→20→22→94→3→1→2→14→13→18→19→21→7→20→22→94→3→1→2→14→13→18→17→6→5→8→10→94→3→1→2→14→13→18→19→21→7→8→10→9操縱機(jī)構(gòu)

ZL35型裝載機(jī)變速器是通過(guò)液壓操縱多片濕式摩擦離合器進(jìn)行換擋的，4個(gè)換擋離合器的結(jié)構(gòu)完全相同

多片濕式摩擦離合器變速操縱閥工作原理5.3動(dòng)力換擋變速器的構(gòu)造與工作原理2、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器

行星齒輪式變速器是由簡(jiǎn)單行星排組成。由于行星排中有軸線旋轉(zhuǎn)的行星輪，故行星齒輪式變速器只能采用動(dòng)力換擋方式。行星排工作原理單排行星齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速方程式為：?jiǎn)闻判行驱X輪機(jī)構(gòu)6種方案的傳動(dòng)比傳動(dòng)類型行星架從動(dòng)為減速行星架主動(dòng)為增速行星架固定為倒轉(zhuǎn)太陽(yáng)輪主動(dòng)為大減（方案①）齒圈主動(dòng)為小減（方案③）太陽(yáng)輪從動(dòng)為大增（方案②）齒圈從動(dòng)為小增（方案④）太陽(yáng)輪主動(dòng)為減速（方案⑤）齒圈主動(dòng)為增速（方案⑥）傳動(dòng)比

行星齒輪機(jī)構(gòu)3個(gè)基本構(gòu)件均可以根據(jù)傳動(dòng)要求，將其中任意一個(gè)構(gòu)件固定，使另外兩構(gòu)件分別與傳動(dòng)系中的主動(dòng)部件和從動(dòng)部件連接。根據(jù)不同的選擇可得到6種不同傳動(dòng)比的傳動(dòng)方案2、ZL50型裝載機(jī)行星式動(dòng)力換擋變速器

5.3動(dòng)力換擋變速器的構(gòu)造與工作原理

與該變速器配用的液力變矩器具有一級(jí)、二級(jí)兩個(gè)渦輪（稱雙渦輪液力變矩器），分別用兩根相互套裝在一起的并與齒輪做成一體的一級(jí)、二級(jí)輸出齒輪（軸），將動(dòng)力通過(guò)常嚙齒輪副傳給變速器。由于常嚙齒輪副的速比不同，故相當(dāng)于變矩器加上一個(gè)兩擋自動(dòng)變速器，它隨外載荷變化而自動(dòng)換擋。又由于雙渦輪變矩器高效率范圍較寬，故可相應(yīng)減少變速器擋數(shù)，以簡(jiǎn)化變速器結(jié)構(gòu)。前進(jìn)一擋：當(dāng)接合制動(dòng)器11時(shí)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)一擋傳動(dòng)。這時(shí)，制動(dòng)器11將后行星排齒圈固定，而前行星排則處于自由狀態(tài)，不傳遞動(dòng)力，僅后行星排傳動(dòng)。動(dòng)力由變速器輸入軸5經(jīng)太陽(yáng)輪從行星架、二擋受壓盤10傳出，并經(jīng)分動(dòng)箱常嚙齒輪副C、D傳給前、后驅(qū)動(dòng)橋。傳動(dòng)比。

前進(jìn)二擋：當(dāng)閉鎖離合器12接合時(shí)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)二擋。這時(shí)閉鎖離合器將變速器輸入軸5、二擋輸入軸9和二擋受壓盤10直接相連，構(gòu)成直接擋，此時(shí)行星排傳動(dòng)比。倒退擋：當(dāng)制動(dòng)器6接合時(shí)實(shí)現(xiàn)倒退擋。這時(shí)，制動(dòng)器將前行星排行架固定，后行星排空轉(zhuǎn)不起作用，僅前行星排傳動(dòng)。傳動(dòng)比。R擋

Ⅰ擋Ⅱ擋5.4機(jī)械換擋變速器的維修1、機(jī)械換擋變速器的常見(jiàn)故障及其原因分析（1）自動(dòng)脫擋故障現(xiàn)象：自動(dòng)脫擋也叫跳擋，是指工程機(jī)械在正常使用情況下，未經(jīng)人力操縱，變速桿連同齒輪（或嚙合套）自動(dòng)跳回空擋位置，使動(dòng)力傳遞中斷。主要原因分析：齒輪（或嚙合套）軸向分力過(guò)大。變速器殼體變形過(guò)大、齒面偏磨、變速器軸剛度差、齒輪與花鍵軸配合間隙過(guò)大、齒側(cè)間隙過(guò)大等。鎖定機(jī)構(gòu)失效。彈簧變軟或折斷、鋼球（或鎖定銷）與滑軌鎖定槽邊緣磨損較大滑軌未被鎖定或齒輪嚙合位置不當(dāng)。變速桿變形、撥叉變形、撥叉與撥叉槽軸向間隙過(guò)大、撥叉與滑軌連接松動(dòng)等（2）擋位錯(cuò)亂故障現(xiàn)象：擋位錯(cuò)亂亦稱亂擋。掛不上欲掛的擋位、實(shí)掛擋位與欲掛擋位不符、同時(shí)掛入兩個(gè)擋位、只能掛入某一擋位、掛擋后不能退出均稱為變速器亂擋。主要原因分析：變速桿變形或撥頭過(guò)度磨損。滑軌互鎖機(jī)構(gòu)失效。變速拔叉與滑軌連接松脫。（3）換擋困難故障現(xiàn)象：表現(xiàn)為掛不上擋，或掛上擋后摘不下?lián)酢Ｖ饕蚍治觯浩湓虺齺y擋所述以外，還可能有以下原因：滑軌彎曲、銹死或?yàn)殡s物所阻，移動(dòng)不靈。聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng)，離合器分離時(shí)變速滑軌處于鎖定位置。離合器分離不徹底，小制動(dòng)器失效，離合器軸不能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使掛擋困難。鎖定銷或鋼球、互鎖機(jī)構(gòu)等被臟物所阻而移動(dòng)不靈時(shí)，也會(huì)造成換擋困難。

（4）變速器異晌故障現(xiàn)象：當(dāng)變速器響聲不均勻，響聲較大、尖刺、斷續(xù)、沉重時(shí)，即為變速器異響。主要原因分析：軸承異響。變速器滾動(dòng)軸承長(zhǎng)期使用后會(huì)因磨損而增大軸向間隙與徑向間隙，滾動(dòng)體與滾道表面易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，缺油時(shí)尚易產(chǎn)生燒傷。

齒輪異響。齒輪加工精度低或牙齒磨損過(guò)甚，間隙過(guò)大，嚙合不良，嚙合位置不正確等。（5）變速器發(fā)熱和漏油故障現(xiàn)象：變速器發(fā)熱是指其溫度超過(guò)60℃以上變速器漏油是指其周圍出現(xiàn)齒輪油，而其箱內(nèi)油量減少。主要原因分析：變速器發(fā)熱的原因：當(dāng)變速器軸承安裝過(guò)緊、齒輪嚙合間隙過(guò)小，嚙合位置不正確、潤(rùn)滑油不足或品質(zhì)不好等。變速器漏油的原因：一般是由于潤(rùn)滑油選用不當(dāng)、側(cè)蓋太松、密封墊損壞或遺失、油封損壞或遺失、箱體破裂等原因引起的。2、機(jī)械換擋變速器的維護(hù)5.4機(jī)械換擋變速器的維修變速器的檢查與調(diào)整排擋位置變速器的緊固變速器漏油的檢查變速器內(nèi)潤(rùn)滑油的檢查和更換機(jī)械換擋變速器的維護(hù)3、機(jī)械換擋變速器主要零件的檢修5.4機(jī)械換擋變速器的維修（1）變速器箱體的損傷與檢修

箱體變形的檢修；軸承座孔磨損的檢修；箱體裂紋及螺紋孔損傷的檢修（2）齒輪的損傷與檢修（3）軸承的損傷與檢修（4）拔叉的損傷與檢修5.5動(dòng)力換擋變速器的維修1、動(dòng)力換擋變速器常見(jiàn)故障及其原因分析（1）離合器摩擦片燒蝕：換擋離合器片發(fā)生燒結(jié)、粘著時(shí)，擋位不能解除。

（2）自動(dòng)脫擋或亂擋：換擋操縱閥的定位鋼球磨損嚴(yán)重或彈簧失效，導(dǎo)致?lián)Q向操縱閥定位裝置失靈而自動(dòng)脫擋。（3）亂擋：由于長(zhǎng)期使用，換擋操縱桿的位置及長(zhǎng)度發(fā)生變化，桿件比例不準(zhǔn)確，使操作位置產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致亂擋。（4）掛不上擋：換擋位置不準(zhǔn)確；離合器活塞漏油；變速壓力低；箱體油路堵塞。（5）變速壓力低：主調(diào)壓閥調(diào)整不當(dāng)或彈簧折斷失效