第課機械式變速器

汽車拖拉機學講授內(nèi)容：第5課—機械式變速器（2）

（第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)）主講人：魯植雄教授*《汽車拖拉機學》課件1第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第1課傳動系統(tǒng)的功用和組成第2課離合器（1）第3課離合器（2）第4課機械式變速器（1）第5課機械式變速器（2）第6課液力機械式自動變速器（1）第7課液力機械式自動變速器（2）第8課液力機械式自動變速器（3）第9課聯(lián)軸器第10課驅(qū)動橋第11課實驗一：離合器的拆裝與調(diào)整第12課實驗二：手動變速器的拆裝與調(diào)整第13課實驗三：自動變速器的拆裝與調(diào)整第14課實驗四：中央傳動、驅(qū)動橋的拆裝與調(diào)整本章內(nèi)容安排*《汽車拖拉機學》課件2本節(jié)課的主要內(nèi)容第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）一、變速器的功用和類型二、變速器的變速傳動機構三、同步器四、變速器操作機構五、分動器*《汽車拖拉機學》課件3三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件41．功用一是接合套與接合齒圈尚未達到同步時，鎖住接合套，使其不能與接合齒圈進入嚙合，防止齒間沖擊；二是促使接合套與接合齒圈盡快達到同步，縮短變速器換擋時間。2.同步原理利用摩擦原理實現(xiàn)同步的。在未達到同步之前，待嚙合的接合套與接合齒輪的花鍵齒不可能接觸，可以避免齒間沖擊和噪音。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件53．類型：常壓式、慣性式、自行增力式常壓式同步器：是一種早期開發(fā)的同步器。特點是結構簡單，但其不能保證被嚙合件在同步狀態(tài)（即角速度相等）下實現(xiàn)換檔。也就是常壓式同步器不能從根本上解決換檔時的嚙合沖擊問題，所以這種同步器目前已被淘汰。慣性式同步器：是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的，在其上面設有專設機構保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。由于慣性式同步器能夠確保同步嚙合換檔，目前得到廣泛應用。慣性增力式同步器：又稱“波爾舍”（Porsehe）同步器。由于這種同步器對材料、熱處理及制造精度均要求較高，目前在國內(nèi)采用較少。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件63．類型目前，汽車拖拉機變速器中應用最廣泛的是慣性式同步器。根據(jù)所采用的鎖止機構的不同，常見的慣性式同步器又可分為鎖環(huán)式和鎖銷式兩種。特別是轎車、輕型和中型貨車的變速器廣泛采用了鎖環(huán)式慣性同步器。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件74．鎖環(huán)式慣性同步器

同步器是對接合套換擋裝置的繼承與發(fā)展，其基本結構不僅包括接合套、花鍵轂、對應齒輪上的接合齒圈等接合裝置，還包括推動件、摩擦件等組成的同步裝置和鎖止裝置。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件84．鎖環(huán)式慣性同步器（1）主要結構接合套花鍵轂2個鎖環(huán)（同步環(huán)）3組滑塊、定位銷和彈簧三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件94．鎖環(huán)式慣性同步器

（1）主要結構花鍵轂以其內(nèi)花鍵套裝在第二軸的外花鍵上，并用卡環(huán)軸向定位。兩個鎖環(huán)分別安裝在花鍵轂的兩端及六擋接合齒圈和五擋接合齒圈之間。鎖環(huán)內(nèi)錐面與接合齒圈端部外錐面保持接觸，并且在鎖環(huán)內(nèi)錐面上加工了細密的螺紋槽，以使配合錐面間的潤滑油膜招致破壞，提高錐面摩擦系數(shù)，增加配合錐面間的摩擦力。鎖環(huán)外緣上有非連續(xù)的花鍵齒，其齒的斷面形狀和尺寸與接合齒圈、花鍵轂外緣上花鍵齒均相同，并且接合齒圈和鎖環(huán)上的花鍵齒與接合套面對的一端均有倒角（鎖止角），該倒角與接合套內(nèi)花鍵齒端倒角一樣。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件104．鎖環(huán)式慣性同步器（1）主要結構鎖環(huán)端部沿圓周均布了三個缺口c和三個凸起d。在花鍵轂外緣上均布的三個軸向槽b內(nèi)，分別安裝了可沿槽移動的三個滑塊?；瑝K中部的通孔中安插的定位銷在壓縮彈簧的作用下，將定位銷推向接合套，并使其球頭部分嵌入接合套內(nèi)緣的凹槽a中，以保證在空擋時接合套處于正中位置。滑塊兩端伸入鎖環(huán)缺口，鎖環(huán)上的凸起伸入花鍵轂上的通槽e，凸起沿圓周方向的寬度小于通槽的寬度，且只有凸起位于通槽的中央位置時，接合套的齒才有可能與鎖環(huán)的齒進入嚙合。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件114．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理（五檔換入六檔）空檔位置:當接合套剛從5擋換入空擋時，它與滑塊均處于中間位置，并靠定位銷定位。此時鎖環(huán)與接合齒圈之間的配合錐面并不接觸，即鎖環(huán)具有軸向自由度。由于鎖環(huán)上凸起的一側與花鍵轂上通槽的一側相互靠合，故花鍵轂推動鎖環(huán)同步旋轉?？梢?，與第二軸相關的花鍵轂及鎖環(huán)、接合套，與第一軸相關的6擋接合齒圈，均在自身及其所聯(lián)系的一系列運動件的慣性作用下，繼續(xù)按原方向旋轉。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件124．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第一步:若要掛入高擋（6擋），務必通過變速器操縱機構，將接合套向左撥動，同時通過定位銷帶動滑塊向左移動。三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件134．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理當滑塊左端面與鎖環(huán)缺口端面接觸時，繼而推動鎖環(huán)移向接合齒圈，促使具有轉速差的兩錐面一經(jīng)接觸便產(chǎn)生摩擦力矩。此時接合齒圈通過帶動鎖環(huán)相對于接合套和花鍵轂超前轉過一個角度，直至鎖環(huán)凸起與花鍵轂通槽的另一側接觸時，鎖環(huán)又開始與花鍵轂和接合套同步旋轉。F1——軸向力，摩擦力矩F2——切向力，撥環(huán)力矩M2慣性力矩M1第二步:三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件144．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理F1——軸向力，摩擦力矩F2——切向力，撥環(huán)力矩M2慣性力矩M1（齒圈施加在鎖環(huán)上的力矩）撥環(huán)力矩M2>慣性力矩M1，可接合撥環(huán)力矩M2<慣性力矩M1，不可接合問題：1.為什么說在未同步之前，M2總是大于M1，且無論駕駛員通過操縱機構使接合套上的軸向力有多大，鎖環(huán)處于鎖上止狀態(tài)，即接合套與鎖環(huán)不能嚙合？2.怎樣實現(xiàn)未同步之前，撥環(huán)力矩M2總是大于慣性力矩M1的？（鎖止角、錐角）第二步:三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件154．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第三步:鎖環(huán)的鎖止作用消失，接合套與鎖環(huán)的花鍵齒圈嚙合齒圈與鎖環(huán)轉速相同，同步旋轉，兩者的相對轉速、角減速度均為0慣性力矩消失F1（軸向力）仍使齒圈與鎖環(huán)緊密接合F2（切向力）形成的撥環(huán)力矩使鎖環(huán)及齒圈相對接合套后退1個角度，無抵觸三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件164．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第四步:接合套與鎖環(huán)接合后，軸向力F1消失，錐面間的摩擦力矩也消失若發(fā)生抵觸，齒圈的花鍵齒上也產(chǎn)生一個切向分力三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件174．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第五步:F’2使齒圈相對轉動一個角度，使接合套與齒圈接合三、同步器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件184．鎖環(huán)式慣性同步器（2）工作原理第六步:同步換擋軸向推力不再作用于鎖環(huán)，則錐面間摩擦力矩隨之消失。而駕駛員還要持續(xù)向左撥移接合套，通過作用在接合齒圈花鍵齒端倒角面上的切向分力，使接合齒圈及其相聯(lián)系的零件相對接合套轉動一定角度，最終使接合套與接合齒圈完全嚙合，完成低擋向高擋的轉換，四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件19功用：掛入任一相當于檔位隨時退到空檔類型：直接操縱機構遠距離操縱機構組成：換擋機構鎖止機構四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件201.換擋機構功用：是撥動滑移齒輪（或接合套），使其與相應的齒輪（或接合套）嚙合或分離，實現(xiàn)掛擋或換擋。組成：由變速桿、撥塊、撥叉和撥叉軸、以及相應的鎖止機構等組成。變速桿：上的球節(jié)座落在變速器蓋頂部的支承球座內(nèi)，并用彈簧繃緊，防止其上下移動，固定在變速器蓋上銷釘伸入球節(jié)的縱槽內(nèi)，防止變速桿轉動。因此，變速桿只能以球節(jié)為支點前后左右按需擺動。四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件211.換擋機構四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件222.鎖止機構作用：保證變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作。類型：自鎖裝置互鎖裝置倒檔鎖裝置四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件232.鎖止機構（1）自鎖裝置功用：是保證滑移齒輪或接合套齒圈工作時處于全齒寬嚙合，不工作時徹底脫開，并在工作中不產(chǎn)生自動掛擋或脫擋現(xiàn)象。組成：自鎖鋼球和自鎖彈簧組成。四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件242.鎖止機構（1）自鎖裝置原理：一般每根撥叉軸端部表面沿軸向分布三個能與自鎖鋼球嵌合的凹槽。當任何一根撥叉軸連同撥叉被軸向移動到空擋或某一工作擋位置時，必有一個凹槽正好對準自鎖鋼球，此時在自鎖彈簧的作用下，該鋼球即被嵌入該凹槽內(nèi)，撥叉軸連同撥叉的軸向位置亦被固定，該撥叉帶動下的滑移齒輪（或接合套）被固定在空擋或某一工作擋位置，而不會因振動等原因自行脫擋。當需要掛擋或換擋時，駕駛員必需通過變速桿對撥叉軸施加軸向力直至克服自鎖彈簧的壓力，將自鎖鋼球從凹槽中擠出，撥叉軸連同撥叉才能被軸向移動到所需位置?？梢?，撥叉軸上相鄰凹槽之間的距離，等于保證全齒寬嚙合或完全退出嚙合所需的撥叉軸應該移動的距離四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件252.鎖止機構（2）互鎖裝置功用：是防止變速桿同時撥動兩根撥叉軸及撥叉，即防止同時掛上兩個擋位，造成齒輪傳動間的干涉，導致變速器無法工作甚至嚴重損壞。組成：互鎖鋼球、互鎖銷。四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件262.鎖止機構（2）互鎖裝置互鎖原理：每根撥叉軸相對于自鎖凹槽的側表面均有一個深度相等的凹槽，當任何一根撥叉軸處于空擋位置時，該凹槽正好對準互鎖鋼球。兩個鋼球直徑之和正好等于相鄰兩撥叉軸間距加上一個凹槽的深度。中間的撥叉軸上兩個側面凹槽以孔貫通，該孔內(nèi)放置一根可左右移動的互鎖銷，其長度為撥叉軸直徑減去一個凹槽的深度。當變速器處于在空擋位置時，所有撥叉軸的側向凹槽與互鎖鋼球、互鎖銷位于同一直線上。四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件272.鎖止機構（2）互鎖裝置互鎖原理：當移動中間撥叉軸時，軸3兩側的內(nèi)鋼球從其側面凹槽中被擠出，而外鋼球2和4分別嵌入撥叉軸1和5的側面凹槽中，因而將軸1和5鎖定在空擋位置。若要移動撥叉軸5，應先將撥叉軸3退回到空擋位置，于是在移動撥叉軸5時，鋼球4便從軸5的凹槽中擠出，同時通過互鎖銷6和其他鋼球?qū)懿孑S3和1鎖定在各自的空擋位置。當移動撥叉軸1時，撥叉軸3和5被鎖定在空擋位置。由此可見，當駕駛員用變速桿移動某一撥叉軸掛擋時，互鎖裝置便自動將其他所有的撥叉軸鎖定在空擋位置，從而保證只能掛上一個擋位。四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件282.鎖止機構（3）倒檔鎖作用：防止誤掛倒檔組成：倒檔鎖銷、倒檔鎖彈簧原理：鎖銷在彈簧的作用下伸進撥塊的凹槽中，駕駛員要掛倒擋時，必須花費較大的力使變速桿的下端壓縮彈簧，將鎖銷推向右方后，才能使變速桿下端進入撥塊的凹槽中，以撥動倒擋撥叉而掛入倒擋。由此可見，它對駕駛員具有提醒注意的作用。四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件293.聯(lián)鎖機構作用：有的拖拉機上為了保證換擋時必須首先徹底分離離合器，故在離合器操縱機構與變速器操縱機構之間設置了聯(lián)鎖機構組成：在離合器踏板（或操縱桿）上用拉桿聯(lián)接著擺動杠桿，擺動杠桿固定在可以轉動的聯(lián)鎖軸上，聯(lián)鎖軸上沿軸向制有鎖定槽四、變速器操縱機構第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件303.聯(lián)鎖機構當離合器踏板完全踩下，也就是離合器徹底分離時，通過拉桿推動聯(lián)鎖軸轉動一定角度，使其上的鎖定槽正好對準鎖定銷的上端。此時鎖定銷才有可能被頂起，撥叉軸連同撥叉有可能被撥動，實現(xiàn)換擋當離合器接合時，聯(lián)鎖軸上的鎖定槽將圓柱面頂住鎖定銷的上端，使之插入撥叉軸上V形槽的鎖定銷不能向上移動，這是撥叉軸連同撥叉也就不能被撥動，自然就不能換擋。五、分動器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件31五、分動器第二章汽車拖拉機的傳動系統(tǒng)第5課機械式變速器（2）*《汽車拖拉機學》課件321．功用（1）利用分動器可以將變速器輸出的動力分配到各個驅(qū)動橋；（2）多數(shù)汽車的分動器還有高低兩個檔，兼起副變速器的作用。2.構造分動器的輸入軸與變速器的第二軸相連，輸出軸有兩個或兩個以上，通過萬向傳動裝置分別與各驅(qū)動橋相連。