变速器与分动器结构原理详解.ppt

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i 1 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 21 43 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 primaryshaft 输入 常啮合齿轮 constant mashgear 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 layshaft 常啮合齿轮及各档齿轮第二轴 mainshaft 输出轴 各档齿轮 倒档轴 Reverseshaft 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 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4 5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1 4 1 4档副高 主1 4 5 8档插入式配档 主1 副低 高 1 2档主2 副低 高 3 4档 主4 副低 高 7 8档 54 32 1R 装有后置副变速器 装有前置副变速器 第三节同步器 一 无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 45 高档换低档 54 中间轴 1 自低速档换入高速档 4档接合时 n3 n2 n4 n2 分离瞬间 n3 n2 n4 n3 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 n4 n2 分离瞬间 n3 n4 n3 n2 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 踩一脚油门 使 n2 n3 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 n3 n4 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M2 M1 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M2 M1 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 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 45档 a 空档 n2 n3 n5b 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 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