第三章变速箱

1、1/39ZFS2021-11-25普通齿轮变速器普通齿轮变速器变速操纵机构变速操纵机构定轴式动力换档变速器定轴式动力换档变速器行星齿轮变速器行星齿轮变速器液压操纵系统液压操纵系统2/39ZFS2021-11-25第一节第一节 概概 述述 在内燃机驱动的车辆传动系中，由于在内燃机驱动的车辆传动系中，由于内燃机的内燃机的转矩与转速变化范围较小转矩与转速变化范围较小，不能满足车辆在各种，不能满足车辆在各种工况下对牵引力和行驶速度的要求，必须采用变工况下对牵引力和行驶速度的要求，必须采用变速箱来解决这种矛盾。速箱来解决这种矛盾。 一、变速箱的功用一、变速箱的功用1 1）改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转

2、速的变化）改变传动比，扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；2 2）实现倒档，在发动机旋转方向不变的前提下，）实现倒档，在发动机旋转方向不变的前提下，使车辆能前进和倒退行驶；使车辆能前进和倒退行驶；3 3）实现空挡，可切断传动系统的动力传递，以使）实现空挡，可切断传动系统的动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并可在发动机运转的情况发动机能够起动、怠速，并可在发动机运转的情况下，车辆长时间停车，便于变速箱换档和动力输出下，车辆长时间停车

3、，便于变速箱换档和动力输出。 3/39ZFS2021-11-25二、变速箱的类型二、变速箱的类型 1 1、按操纵方式分：、按操纵方式分：有机械式换档和动力换档。有机械式换档和动力换档。 机械式换档机械式换档是人力通过操纵机构拨动齿轮或结是人力通过操纵机构拨动齿轮或结合套进行换档。合套进行换档。变速箱中齿轮与轴的连接方变速箱中齿轮与轴的连接方式：式：固定连接固定连接，表示齿轮与轴固，表示齿轮与轴固定连接。一般用键或花键连定连接。一般用键或花键连接在轴上，并轴向定位，不接在轴上，并轴向定位，不能轴向移动。能轴向移动。空转连接空转连接，表示齿轮通过轴，表示齿轮通过轴承装在轴上，可相对轴转动承装在轴上

4、，可相对轴转动，但不能轴向移动。，但不能轴向移动。滑动连接滑动连接，表示齿轮通过花，表示齿轮通过花键与轴连接，可轴向移动，键与轴连接，可轴向移动，但不能相对轴转动。但不能相对轴转动。 4/39ZFS2021-11-25动力换档：动力换档：工作原工作原理，如图所示。齿理，如图所示。齿轮轮a a、b b用轴承支承用轴承支承在轴上，与轴是空在轴上，与轴是空转连接。通过相应转连接。通过相应的换档离合器，分的换档离合器，分别将不同档位的齿别将不同档位的齿轮与轴相固连，从轮与轴相固连，从而实现换档。而实现换档。 动力换档操纵轻便，换档快；换档时切断动力的动力换档操纵轻便，换档快；换档时切断动力的时间很短，

5、可以实现带负荷不停车换档。它的缺时间很短，可以实现带负荷不停车换档。它的缺点是结构较复杂，传动效率较低。点是结构较复杂，传动效率较低。 5/39ZFS2021-11-252 2、按轮系型式分：、按轮系型式分：有定轴式和行星式变速箱。有定轴式和行星式变速箱。 定轴式变速箱：定轴式变速箱：变速箱中所有齿轮都有固定的旋变速箱中所有齿轮都有固定的旋转轴线。其换档方式有机械式换档和动力换档。转轴线。其换档方式有机械式换档和动力换档。行星式变速箱：行星式变速箱：变速箱中有些齿轮的轴线在旋转变速箱中有些齿轮的轴线在旋转，这种轴线旋转的齿轮有两种运动，即自转与公，这种轴线旋转的齿轮有两种运动，即自转与公转。行

6、星齿轮变速箱只有动力换档一种方式。转。行星齿轮变速箱只有动力换档一种方式。行星齿轮变速箱具有织构紧凑，重量轻，结构刚行星齿轮变速箱具有织构紧凑，重量轻，结构刚度大，输入轴和输出轴同心以及便于实现动力换度大，输入轴和输出轴同心以及便于实现动力换档等优点，得到了广泛应用。档等优点，得到了广泛应用。 6/39ZFS2021-11-253 3、按传动比的变化方式分、按传动比的变化方式分：可分为有级、无级：可分为有级、无级和综合式。和综合式。有级式有级式：即具有有限个传动比的变速箱，采用齿即具有有限个传动比的变速箱，采用齿轮传动，应用最为广泛。对于汽车而言，所谓变轮传动，应用最为广泛。对于汽车而言，所谓

7、变速器档位，均指前进档位数；对于倒档较多的工速器档位，均指前进档位数；对于倒档较多的工程车辆，应分别说明其前进档和倒档档位数。程车辆，应分别说明其前进档和倒档档位数。无级式无级式：其传动比在一定范围内可按无限多级变：其传动比在一定范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式两种。化，常见的有电力式和液力式两种。综合式综合式：油液力变矩器和齿轮式有级变速器组成：油液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械变速器。其传动比可在最大值和最小的液力机械变速器。其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前应用值之间的几个间断范围内作无级变化，目前应用较多。较多。 7/39ZFS202

8、1-11-25第二节第二节 普通齿轮变速箱变速传动机构普通齿轮变速箱变速传动机构 普通齿轮变速箱是指定轴式人力换档变普通齿轮变速箱是指定轴式人力换档变速箱，它一般由两部分组成；一是变速速箱，它一般由两部分组成；一是变速传动机构，主要由齿轮、轴以及轴承等传动机构，主要由齿轮、轴以及轴承等零件组成，用来传递动力，构成不同的零件组成，用来传递动力，构成不同的传动比和可能的转动方向；二是换档操传动比和可能的转动方向；二是换档操纵机构，用人力拨动齿轮（或啮合套、纵机构，用人力拨动齿轮（或啮合套、或同步器），进行变速或换向。或同步器），进行变速或换向。 8/39ZFS2021-11-25东风东风EQ140

9、EQ140汽车变速器汽车变速器 9/39ZFS2021-11-25东风东风EQ140EQ140型汽车变速器传动简图型汽车变速器传动简图 10/39ZFS2021-11-25汽车变速器主要零件分解图汽车变速器主要零件分解图11/39ZFS2021-11-25汽车变速器工作原理汽车变速器工作原理12/39ZFS2021-11-25解放解放CA1091CA1091型型汽车变速器汽车变速器 画出该变速器画出该变速器的传动简图的传动简图13/39ZFS2021-11-25推土机变速箱推土机变速箱14/39ZFS2021-11-25推土机变速箱传动简图推土机变速箱传动简图 计算各挡传动比计算各挡传动比15

10、/39ZFS2021-11-25防止自动脱档的结构防止自动脱档的结构 切薄齿式切薄齿式 斜面齿式斜面齿式 1 1、4 4结合齿圈；结合齿圈；2 2结合套齿；结合套齿；3 3花键毂花键毂 16/39ZFS2021-11-25齿轮传动消隙装置齿轮传动消隙装置 片状副齿轮不等齿片状副齿轮不等齿消隙结构消隙结构 1 1主动齿轮；主动齿轮；2 2从动齿轮；从动齿轮；3 3副副齿轮；齿轮；4 4波浪形波浪形弹簧；弹簧；5 5结合齿结合齿 副齿轮齿数等齿消隙结构副齿轮齿数等齿消隙结构1 1圆柱销；圆柱销；2 2弹簧；弹簧；3 3副齿轮；副齿轮；4 4从动从动齿轮齿轮 17/39ZFS2021-11-25第三

11、节第三节 同步器同步器 同步器的作用同步器的作用是使结合套与待啮合的齿圈迅是使结合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮合速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮合而产生结合齿之间的冲击和噪声，保证换档迅而产生结合齿之间的冲击和噪声，保证换档迅速、平顺。主要用在汽车变速器中。速、平顺。主要用在汽车变速器中。 同步器都有同步器都有同步装置同步装置（包括推动件、摩擦件（包括推动件、摩擦件）、）、锁止装置锁止装置和和结合装置结合装置三部分组成。三部分组成。 目前所有的同步器几乎都采用摩擦惯性式同目前所有的同步器几乎都采用摩擦惯性式同步装置，但其锁止装置有所不同。下面介绍两步装置，但其

12、锁止装置有所不同。下面介绍两种常用的惯性式同步器。种常用的惯性式同步器。18/39ZFS2021-11-25一、锁环式惯性同步器一、锁环式惯性同步器 轿车和轻、中型货车轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用的变速器广泛采用 1 1第一轴；第一轴；2 2、1313滚针轴承；滚针轴承；3 3六档结合齿圈；六档结合齿圈；4 4、8 8锁环（同步环）；锁环（同步环）；5 5滑块；滑块；6 6定位定位销；销；7 7结合套；结合套；9 9五档结合齿圈；五档结合齿圈；1010第二轴五档齿第二轴五档齿轮；轮；1111衬套；衬套；1212、1818、1919卡环；卡环；1414第二轴；第二轴；1515花键毂；花键毂

13、；1616弹簧；弹簧；1717中间轴五档齿中间轴五档齿轮；轮；2020挡圈挡圈 19/39ZFS2021-11-25锁环式惯性同步器主要零件锁环式惯性同步器主要零件20/39ZFS2021-11-25锁环式惯性同步器工作过锁环式惯性同步器工作过程程21/39ZFS2021-11-2522/39ZFS2021-11-25二、锁销式惯性同步器二、锁销式惯性同步器 1111弹簧弹簧 1 1第一轴齿轮第一轴齿轮2 2摩擦锥盘摩擦锥盘3 3摩擦锥环摩擦锥环4 4定位销；定位销；5 5结合套；结合套；6 6第二轴四档齿轮第二轴四档齿轮7 7第二轴第二轴8 8锁销锁销9 9花键毂花键毂1010钢球钢球23/

14、39ZFS2021-11-2524/39ZFS2021-11-25第四节第四节 变速操纵机构变速操纵机构为保证变速箱在任何情况下都能准确、安全、可为保证变速箱在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，变速操纵机构应满足以下靠地工作，变速操纵机构应满足以下要求要求；所有啮合套（或滑动齿轮）的移动，用尽量少所有啮合套（或滑动齿轮）的移动，用尽量少的（的（1 1根或根或2 2根）操纵杆来操纵。根）操纵杆来操纵。应保证变速箱不会因车辆振动等原因而自动挂应保证变速箱不会因车辆振动等原因而自动挂档或自动脱挡。档或自动脱挡。挂档时滑动齿轮或结合套的行程能保证全齿长挂档时滑动齿轮或结合套的行程能保证全齿长都进入

15、啮合成套合。都进入啮合成套合。不能同时挂上二个档。不能同时挂上二个档。如用一根操纵杆来操纵所有档位时，应有防止如用一根操纵杆来操纵所有档位时，应有防止驾驶员误挂倒档的装置。驾驶员误挂倒档的装置。 25/39ZFS2021-11-25它一般由它一般由变速杆变速杆、拨块拨块、拨叉拨叉、拨叉轴拨叉轴以及以及安全锁安全锁定装置定装置等组成，多集中于上盖或侧盖内，结构简单，等组成，多集中于上盖或侧盖内，结构简单，操纵方便。操纵方便。 1717互锁柱销互锁柱销1 1五、六档拨叉五、六档拨叉2 2三、四档拨叉三、四档拨叉3 3一、二档拨块一、二档拨块4 4五、六档拨块五、六档拨块5 5一、二档拨叉一、二档拨

16、叉6 6倒档拨叉倒档拨叉7 7五、六档拨叉轴五、六档拨叉轴8 8三、四档拨叉轴三、四档拨叉轴9 9一、二档拨叉轴一、二档拨叉轴1010倒档拨叉轴倒档拨叉轴1111换档轴换档轴1212变速杆变速杆1313叉形拨杆叉形拨杆1414倒档拨块倒档拨块1515自锁弹簧自锁弹簧1616自锁钢球自锁钢球26/39ZFS2021-11-251 1自锁钢球；自锁钢球；2 2自锁弹簧；自锁弹簧；3 3变速箱盖；变速箱盖；4 4互锁钢球；互锁钢球；5 5互锁销；互锁销；6 6拨叉轴拨叉轴 变速箱自锁和互锁装置变速箱自锁和互锁装置27/39ZFS2021-11-25自锁装置工作原理自锁装置工作原理28/39ZFS20

17、21-11-251 1、3 3、5 5拨叉轴；拨叉轴；2 2、4 4互锁钢球；互锁钢球；6 6互锁销互锁销 互锁装置工作原理示意图互锁装置工作原理示意图 29/39ZFS2021-11-25互锁装置工作原理示意图互锁装置工作原理示意图 30/39ZFS2021-11-25自锁、互锁装置共同工作过程示意图自锁、互锁装置共同工作过程示意图31/39ZFS2021-11-254 4、倒档锁、倒档锁 汽车行进中若误挂倒档，变速器齿轮汽车行进中若误挂倒档，变速器齿轮间将发生极大冲击，导致零件损坏；汽车起步时若间将发生极大冲击，导致零件损坏；汽车起步时若误挂倒档，则容易出现安全事故。误挂倒档，则容易出现安

18、全事故。1 1倒档锁销；倒档锁销；2 2弹簧；弹簧；3 3倒档拨块；倒档拨块；4 4变速杆变速杆 32/39ZFS2021-11-25倒档锁工作过程示意图倒档锁工作过程示意图33/39ZFS2021-11-25第五节第五节 定轴式动力换档变速箱定轴式动力换档变速箱 动力换档变速箱与普通齿轮变速箱的主要区别是动力换档变速箱与普通齿轮变速箱的主要区别是动力换档变速箱采用了液压缸操纵的换挡离合器动力换档变速箱采用了液压缸操纵的换挡离合器。一般用动力换档变速箱与液力变矩器结合组成。一般用动力换档变速箱与液力变矩器结合组成液力机械传动，操作时不必预先切断动力，可以液力机械传动，操作时不必预先切断动力，可

19、以直接换档。动力换档变速箱有定轴式和行星式两直接换档。动力换档变速箱有定轴式和行星式两种，本节介绍定轴式动力换档变速箱。种，本节介绍定轴式动力换档变速箱。 液液力力变变矩矩器器动力动力换档换档变速变速箱箱发动机发动机分分动动箱箱传动轴传动轴驱动桥驱动桥34/39ZFS2021-11-2535/39ZFS2021-11-2536/39ZFS2021-11-251 1输入齿轮轴；输入齿轮轴；2 2滚针轴承；滚针轴承；3 3后板挡圈；后板挡圈；4 4后板；后板；5 5被动摩擦片；被动摩擦片；6 6主动摩擦片；主动摩擦片；7 7内油封；内油封；8 8外油封；外油封；9 9活塞；活塞；1010前进挡离合

20、器与鼓轮组件；前进挡离合器与鼓轮组件；1111活塞环；活塞环；1212堵头；堵头；1313弹簧隔圈；弹簧隔圈；1414碟形弹簧；碟形弹簧；1515弹簧挡圈弹簧挡圈 1 1、换档离合器、换档离合器换挡离合器由换挡离合器由施压油缸施压油缸（压紧分离部分）与（压紧分离部分）与片式离合器片式离合器（传（传动部分）两部分组成。动部分）两部分组成。 37/39ZFS2021-11-25离合器采用阶梯液压缸，压力油先通至液压缸小腔离合器采用阶梯液压缸，压力油先通至液压缸小腔v v，然后通过圆柱配合面缝隙，流至油缸大腔，然后通过圆柱配合面缝隙，流至油缸大腔V V。油。油缸小腔是用来消除离合器片间间隙的，油缸大腔用缸小腔是用来消除离合器片间间隙的，油缸大腔用来压紧。由于油从小腔进入大腔经过节流，因此大来压紧。由于油从小腔进入大腔经过节流，因此大腔的油压上升比较缓慢，离合器的压紧力是