机械结构与机械设计-变速器与分动器详解详解PPT课件

.,1,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i1，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,.,5,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）,.,6,.,7,.,8,3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）,.,9,.,10,.,11,.,12,二、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。,.,13,.,14,.,15,.,16,.,17,.,18,21,43,1、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。,.,19,.,20,.,21,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。,.,22,2、两轴式五档轿车变速器。（动画）,.,23,.,24,.,25,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,.,40,4、换档原理,4.东风EQ1141G和东风EQ1091E型汽车五档变速器结构,4,1,倒,.,42,5.解放CA1091六档变速器传动示意图(动画),.,44,四、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,.,47,（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45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14=14档副高+主14=58档插入式配档：主1+副低、高=12档主2+副低、高=34档，主4+副低、高=78档,.,49,54,32,1R,装有后置副变速器,.,51,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；n4n2,分离瞬间：n3=n2；n4n3,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,惯性越小，下降越快,.,54,（2）自高速档换入低速档,5档接合时：n3=n4；n4n2,分离瞬间：n3=n4；n3n2,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,n2n3,.,56,二、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、同步器构造和工作原理,断续的短花键齿,.,59,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,.,62,同步器装配图（剖视图）,.,64,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档挂6档）a）5档进入空档，n3n4=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M2M1,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M2n3=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),.,81,.,82,3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。,.,85,2、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。,.,87,.,88,（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,.,91,.,92,需要加装一套传动机构或辅助杠杆，要求其要有足够的刚度。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,.,93,2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。,.,94,六、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,.,96,机械式,.,97,2、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、作用将变速器输出的动力分配到各驱动桥，同时起副变速器作用（有高低两个档）。二、分动器的构造分动器的输入