手动变速器-课件

1、学习任务3 万手动变速器 【任务目标】1、了解：手动变速器的类型及特点。2、熟悉：手动变速器的结构和功用。3、掌握：手动变速器工作原理与应用。4、学会：识别手动变速器的常见故障，并进行基本的故障诊断及检修。哈尔滨工业大学出版社【任务描述】 手动变速器（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速器，必须用手拨动变速杆（俗称“档把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速倒退中断动力等目的。它主要由内部变速传动机构（包括传动轴、传动齿轮、倒档装置）、同步器和外部操纵机构组成。汽车经常在复杂道路上行驶，需要不停更换档位使不同的齿轮啮合传递动力，以适应变化的行驶条

2、件。随着行驶里程数的增多和不正常维保或行驶操作，轴承、齿轮等部件磨损加大，手动变速器常出现异响、脱档、乱档、挂档困难、发热、漏油等故障。 哈尔滨工业大学出版社项目3.1 手动变速器变速传动机构 情境导入客户报修 某驾驶员诉说其驾驶的桑塔纳2000轿车当挂档后以40km/h以上车速行驶时，变速器发出一种不正常的响声，且车速愈高，响声愈大，而当滑行或低速时响声减小或消失。故障原因分析 异响是手动变速器最常见的故障之一。变速器的异响是指变速器工作时发出的不正常声响，如金属的干摩擦声、不均匀的碰撞声等。变速器产生响声的过程，是由齿轮和轴的振动与其它声源开始，然后扩散到变速器壳壁产生共振而发响。产生声响

3、的原因很多，主要有：1.齿轮更换不当，轴或轴承更换后破坏了齿轮正常的啮合；2.差速齿轮或半轴齿轮键槽磨损松旷；3.主、从动锥齿轮配合间隙过大；4.从动锥齿轮螺栓松动；5.各处轴承磨损松旷。因可能导致此故障部位较多，因此，根据变速器构造判明异响故障部位和原因的非常关键。哈尔滨工业大学出版社理论引导 3.1.1 变速器的功用图 汽车变速器装置 哈尔滨工业大学出版社理论引导 变速器的功用改变传动比，以适应变化的行驶条件；改变车轮的转向，使车辆能倒退行驶；中断动力传递，使发动机能够空载起动、怠速运转，并便于档位切换、熄火滑行和安全停车。哈尔滨工业大学出版社3.1.2 变速器的类型1、按变速规律分类（1

4、）无级变速器 无级变速器传动比能在一定的范围内持续无级地变化。 液力变矩器是一种无级变速器，其泵轮与涡轮的转速比能随行驶阻力的变化自动、连续、无级地变化。液力变矩器通常与有级齿轮变速器串联使用。（2）有级变速器 有级变速器有数个变速档位，每一个档位都有一个不变的传动比。这种变速器由数对变速齿轮组成，改变齿轮的啮合关系，可以得到不同的传动比。 在汽车上使用的变速器通常是指有级齿轮变速器。哈尔滨工业大学出版社图 有级齿轮变速器装置 哈尔滨工业大学出版社2、按操纵方式分类 （1）人力换档变速器人力换档变速器用于机械式传动系，即所谓的手动变速器，需用人力通过杠杆和拨叉改变变速器中齿轮的啮合关系实现换档

5、。这种变速器必须与离合器配合动作才能顺利换档。哈尔滨工业大学出版社按照传动轴的数目手动变速器分为二轴式和三轴式两种。 二轴式只有两个轴，分别是输入轴和输出轴；三轴式除了输入轴和输出轴外，还有中间轴，中间轴主要用来固定安装各挡位的变速传动齿轮。哈尔滨工业大学出版社图 二轴式手动变速器 哈尔滨工业大学出版社图 三轴式手动变速器 哈尔滨工业大学出版社图3-1 人力换档示意图 a)拨动移动齿轮换档；b)拨动接合套换档按照操纵方式手动变速器分为拨动移动齿轮换档和拨动接合套换档两种方式。哈尔滨工业大学出版社图3-2 动力换档示意图（2）动力换档变速器 动力换档变速器即所谓自动变速器，用于液力机械式传动系，

6、通过操纵多片湿式摩擦式换档离合器进行换档。这种变速器与液力变矩器组合，换档时不需切断动力。换档离合器采用液压操纵，离合器分离或接合的动力来自于油泵提供的压力油，油泵由发动机驱动，如图3-2所示。 哈尔滨工业大学出版社3、按齿轮轮系型式分类（1）定轴齿轮变速器 定轴齿轮变速器工作时齿轮轴线是固定的，其换档方式就是前述的人力换档和动力换档两种。图 定轴齿轮变速器哈尔滨工业大学出版社（2）行星齿轮变速器 行星齿轮变速器由行星齿轮系组成，工作时行星齿轮轴线是旋转的。行星齿轮变速器采用动力换档方式。图 行星齿轮变速器哈尔滨工业大学出版社图 行星齿轮变速器哈尔滨工业大学出版社3.1.3 手动变速器基本工作

7、原理和特点1、基本工作原理 变速器是通过齿轮传动系统工作的，是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。 手动变速器（又称机械式变速器，简称MT）必须用手拨动变速杆（俗称“档把”）改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。哈尔滨工业大学出版社（1）齿轮传动的基本原理 两轴的单级齿轮传动 利用主、从动齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。 哈尔滨工业大学出版社传动比：也称速比，机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比，用i表示。齿轮传动是依靠改变传动比来改变速度和扭矩大小的。哈尔滨工业大学出版社i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1 z1 ，n1 ， M1为主

8、动齿轮的参数。 z2 ，n2 ， M2为从动齿轮的参数。 主动轮1从动轮2i=主动齿轮齿数从动齿轮齿数哈尔滨工业大学出版社多级齿轮传动指由多根轴上的齿轮啮合传动方式图3-4 多级齿轮传动示意图哈尔滨工业大学出版社对于多级齿轮传动：1.每两轴之间的传动比按照上面的公式计算。 2.从第一轴到第n轴的总传动比按照下面公式计算: i =i12i34i56=（Z2/Z1）（Z4/Z3）(Z6/Z5)=（n1/n2）（n3/n4）(n5/n6) 。Z1 Z3 Z5，n1 n3 n5为主动齿轮1,3,5的参数，Z2 Z4 Z6，n2 n4 n6为从动齿轮2,4,6的参数。哈尔滨工业大学出版社（2）手动变速箱

9、工作原理 手动变速箱就是依靠人力拨动变速杆改变变速器内的齿轮啮合位置改变传动比，从而达到变速、变矩、变向等目的。最常见的手动变速器多为35个前进档和1个倒档，在重型载货汽车用的组合式变速器中，则有更多的档位。 所谓的变速器档数是指前进挡位数。图3-5所示为常见的五档手动变速器工作的原理示意图。 哈尔滨工业大学出版社图3-5 五档变速器齿轮传动示意图哈尔滨工业大学出版社当档位分别卡在1，2，3，4，5档位位置时，从发动机发出的动力经过主动轴、副轴，再通过副轴和从动轴上不同位置的齿轮啮合，达到输出不同传动比的目的。变速箱上还有一个倒挡，其中倒挡齿轮是由一个“惰轮”来操控。所谓“惰轮”是两个不互相接

10、触的传动齿轮中间起传递作用的齿轮，同时跟这两个齿轮啮合，用来改变被动齿轮的转动方向，使之与主动齿轮相同。它的作用只是改变转向并不能改变传动比。哈尔滨工业大学出版社2、特点 （1）优点： 手动变速器结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉，且传动效率高；若驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油；若以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性及手排的高效率。另外，由于是纯机械控制，换挡反应快，可以更直接的表现驾驶者的意愿，因此更富驾驶乐趣。（2）缺点： 手动变速器要频繁控制离合器换档，操作麻烦，且在挡位切换时手感有顿挫明显的劣势；若操作不熟练，易在马路上熄火；上坡操作不当

11、会导致引擎和变速箱的损坏。哈尔滨工业大学出版社3.1.4 典型手动变速器构造与动力传递 按照传动轴的数目手动变速器分为二轴式和三轴式两种；按照换挡操作方式手动变速器分为拨动移动齿轮换档和拨动接合套换档两种。哈尔滨工业大学出版社1、按照传动轴的数目二轴式典型汽车手动变速器的构造和动力传递三轴式典型汽车手动变速器的构造和动力传递哈尔滨工业大学出版社（1）二轴式汽车手动变速器二轴式手动变速器只有两个轴，分别是输入轴和输出轴。它具有结构简单，尺寸小的优势，同时其中间挡位传动效率高，噪音较小，因此更适合一般的发动机前置且前轮驱动的车辆，它也是目前使用最广泛的轿车变速器形式。 典型变速器桑塔纳2000轿车

12、变速器哈尔滨工业大学出版社图3-6 SANTANA2000型汽车变速器 1-四档齿轮；2-三档齿轮；3-二档齿轮；4-倒档齿轮；5-一档齿轮；6-五档齿轮；7-五档运行齿环；8-换档机构壳体；9-五档同步器；10-齿轮箱体；11-一、二档同步器；12-变速器壳体；13-三、四档同步器；14-输出轴；15-输入轴；16-差速器。桑塔纳2000手动变速器构造。哈尔滨工业大学出版社桑塔纳2000动力传动线路图。 图3-7 SANTANA2000型汽车变速器动力传递示意图1-输入轴；2-输出轴；3-三四档同步器；5-倒档中间齿轮 I-一档齿轮；II-二档齿轮；III-三档齿轮；IV四档齿轮；V-五档齿

13、轮；R-倒档齿轮哈尔滨工业大学出版社桑塔纳2000动力传动线路一档，变速器操作杆从空挡向左、向前移动实现：输入轴输入轴一档齿轮输出轴一档齿轮输出轴上一、二档同步器输出轴，传动比i13.455。二档，变速器操作杆从空挡向左、向后移动实现：输入轴输入轴二档齿轮输出轴二档齿轮输出轴上一、二档同步器输出轴，传动比i21.994。三档，变速器操作杆从空挡向前移动实现：输入轴输入轴三、四档同步器输入轴三档齿轮输出轴三档齿轮输出轴，传动比i31.286。四档，变速器操作杆从空挡向后移动实现：输入轴输入轴三、四档同步器输入轴四档齿轮输出轴四档齿轮输出轴，传动比i40.969。五档，变速器操作杆从空挡向右、向前

14、移动实现：输入轴输入轴五档同步器输入轴五档齿轮输出轴五档齿轮输出轴，传动比i50.800。倒档，变速器操作杆从空挡向右、向后移动实现：输入轴输入轴倒档齿轮倒档轴倒档齿轮输出轴倒档齿轮输出轴动力反向输出，传动比i倒3.176。哈尔滨工业大学出版社（2）三轴式汽车手动变速器三轴式手动变速器除了输入轴和输出轴外，还有中间轴，而中间轴主要用来固定安装各挡位的变速传动齿轮。由于三轴式变速器的每个挡位都是由两对齿轮传动的，因此输入轴和输出轴的旋转方向相同，这种传统的变速器通常更适合发动机前置且后轮驱动的车辆。 典型变速器东风EQ1092货车变速器 哈尔滨工业大学出版社东风EQ1092货车变速器构造图3-8

15、 EQ1092型汽车变速器哈尔滨工业大学出版社 1-输入轴；2-输入轴常啮合齿轮；3-输入轴接合齿圈；4、9-接合套；5-四档齿轮接合齿圈；6-输出轴四档齿轮；7-输出轴三档齿轮；8-三档齿轮接合齿圈；10-二档齿轮接合齿圈；11-输出轴二档齿轮；12-输出轴一、倒档移动齿轮；13-变速器壳； 14-输出轴；15-中间轴；16-倒档轴；17、19-倒档轴惰齿轮；18-中间轴一、倒档齿轮；20-中间轴二档齿轮；2l-中间轴三档齿轮；22-中间轴四档齿轮；23-中间轴常啮合传动齿轮；24、25-花键毂；26-输入轴轴承盖；27-回油螺纹；28-通气塞；29-车速里程表传动齿轮；30-驻车制动器底座

16、哈尔滨工业大学出版社东风EQ1092货车变速器动力传递。 图3-9 EQ1092型变速器动力传动图 哈尔滨工业大学出版社 l-轴；2-轴常啮合齿轮；3-轴常啮合齿轮接合齿圈；4、9-接合套；5-四档齿轮接合齿圈；6-二轴四档齿轮；7-二轴三档齿轮；8-三档齿轮接合齿圈；10-二档齿轮接合齿圈；11-二轴二档齿轮；12-二轴一、倒档直齿滑动齿轮；13-变速器壳体；14-二轴；15-中间轴；16-倒档轴；17、19-倒档中间齿轮；18-中间轴一、倒档齿轮；20-中间轴二档齿轮；21-中间轴三档齿轮；22-中间轴四档齿轮；23-中间轴常啮合齿轮；24、25-花键毂；26-轴轴承盖；27-回油螺纹哈尔

17、滨工业大学出版社东风EQ1092货车变速器动力传递 (1)空档：二轴上的各接合套、传动齿轮均处于中间空转的位置，动力不传给第二轴。(2)一档：前移一倒档直齿滑动齿轮12与中间轴一档齿轮18啮合。动力经一轴齿轮2、中间轴常啮合齿轮23、中间轴齿轮18、二轴一倒档齿轮12，传到第二轴使其顺时针旋转(与第一轴同向)，传动比i17.31。(3)二档：后移接合套9与二轴二档齿轮11的接合齿圈10啮合。动力经齿轮2、23、20、11、10、9、24，传到二轴使其顺时针旋转，传动比i24.31。 (4)三档：前移接合套9与二轴三档齿轮7的接合齿圈8啮合。动力经齿轮2、23、21、7、8、9、24，传到二轴使

18、其顺时针旋转，传动比i22.45。(5)四档：后移接合套4与二轴四档齿轮6的接合齿圈5啮合。动力经齿轮2、23、22、6、5接、4、25，传到二轴使其顺时针旋转，传动比i21.54。 (6)五档：前移接合套4与一轴常啮合齿轮2的接合齿圈3啮合。动力直接由一轴、2、3、4、25，传到二轴，由于二轴的转速与一轴相同，故此档称为直接档，传动比i51。(7)倒档:后移二轴上的一、倒档直齿滑动齿轮12与倒档齿轮17啮合。动力经齿轮2、23、18、19、17、12，传给二轴使其逆时针旋转，汽车倒向行驶。倒档传动路线与其他档位相比较，由于多了倒档中间齿轮的传动，所以改变了二轴的旋转方向，传动比i倒7.66。

19、哈尔滨工业大学出版社2、按照换挡方式拨动移动齿轮换档典型手动变速器的构造和动力传递拨动接合套换档的典型手动变速器的构造和动力传递 哈尔滨工业大学出版社（1）拨动齿轮换档的变速器这种换挡型式结构简单，但是移动齿轮只能是直齿轮，因而传动噪音响、平稳性差而且换档冲击大，多用在一些装卸搬运车辆上。 典型变速器NJ130型汽车变速器哈尔滨工业大学出版社NJ130型汽车变速器构造。图3-11 NJl30型汽车变速器哈尔滨工业大学出版社 1-输入轴；2、18-球轴承；3、6-滚针轴承；4-中间轴；5-变速器壳；7-中间轴常啮合从动齿轮；8-中间轴三档齿轮；9-中间轴二档齿轮；10-倒档轴；11、12-倒档齿

20、轮；13-锁片；14-螺钉；15-中间轴一档齿轮；16-车速里程表传动蜗轮；17-车速里程表传动蜗杆；19-输出轴；20-输出轴二档齿轮；21-输出轴-档齿轮；22-变速器盖；23-变速杆；24-一、二档拨叉；25-三、四档拨叉；26-输出轴三、四档齿轮；27-输入轴常啮合主动齿轮；28-输入轴轴承盖；29-倒档拨叉；30-固定螺栓；31-定位销钉；32-定位弹簧；33-碗形球头哈尔滨工业大学出版社NJ130型汽车变速器动力传递。图3-12 NJ130型汽车变速器动力传递示意图哈尔滨工业大学出版社 1-输入轴；2、18-球轴承；3、6-滚针轴承；4-中间轴；5-变速器壳；7-中间轴常啮合从动齿

21、轮；8-中间轴三档齿轮；9-中间轴二档齿轮；10-倒档轴；11、12-倒档齿轮；13-锁片；14-螺钉；15-中间轴一档齿轮；16-车速里程表传动蜗轮；17-车速里程表传动蜗杆；19-输出轴；20-输出轴二档齿轮；21-输出轴一档齿轮；22-变速器盖；23-变速杆；24-一、二档拨叉；25-三、四档拨叉；26-输出轴三、四档齿轮；27-输入轴常啮合主动齿轮；28-输入轴轴承盖；29-倒档拨叉；30-固定螺栓；31-定位销钉；32-定位弹簧；33-碗形球头哈尔滨工业大学出版社空档（图3-12a）：输出轴各移动齿轮均不与其他齿轮啮合，输入轴1上的主动齿轮27带动中间轴4上的四联齿轮空转，输出轴19

22、没有动力输出。若要进入其他档位均需经过空档转换。一档（图3-12b）：通过变速杆推动一、二档拨叉，使输出轴一、二档双联齿轮右移，一档齿轮21与中间轴一档齿轮15啮合，动力从输入轴1经齿轮27、7、15、21传至输出轴19。传动比i16.4。二档（图3-12c）：推动一、二档拨叉，使输出轴一、二档双联齿轮左移，二档齿轮20与中间轴二档齿轮9啮合，动力从输入轴1经齿轮27、7、8、26传至输出轴19。传动比i23.09。三档（图3-12d）：推动三、四档拨叉，使输出轴三、四档齿轮26右移，与中间轴三档齿档8啮合。动力从输入轴1经齿轮27、7、8、26传至输出轴19。传动比i31.69。四档（图3-

23、12e）：推动三、四档拨叉，使输出轴三、四档齿轮26左移，其内齿圈与输入轴齿轮27的外齿圈套合。动力从输入轴1经齿轮27、26传至输出轴19。传动比i41。倒档（图3-12f）：推动倒档拨叉，使倒档双联齿轮11、12左移，齿轮11与输出轴一档齿轮21啮合，齿轮12与中间轴一档齿轮15啮合。动力从输入轴1经齿轮27、7、15、12、11、21传至办理出轴19，输出轴的转向与输入轴相反。i倒7.82。哈尔滨工业大学出版社（2）拨动接合套换档的变速器这种换挡装置由于其接合齿短，换挡时拨叉移动量小，故操作较轻便；且换挡元件受冲击的工作面增加，使换挡冲击减小，换挡元件的寿命增长。大部分手动变速箱均采用这

24、种换挡装置。 典型变速器CA15型汽车变速器哈尔滨工业大学出版社CA15型汽车变速器构造。图3-14 CAl5型汽车变速器哈尔滨工业大学出版社 1-输入轴；2-常啮合主动齿轮；3-花键毂；4-接合套；5、16-五档常啮合齿轮；6、15-三档常啮合齿轮；7-二、三档移动齿轮；8-、倒档移动齿轮；9-输出轴；10-一档齿轮；11-倒档齿轮；12-二档齿轮；13、14-倒档常啮合齿轮；17-取力齿轮；18-常啮合从动齿轮；19-中间轴；A-二、三档拨叉轴；B-四、五档拔叉轴；C-倒档拨叉轴；a-二、三档拨叉；b -四、五档拨叉；c-一、倒档拨叉哈尔滨工业大学出版社CA15型汽车变速器动力传递。图3-

25、15 CAl5型汽车变速器动力传递示意图哈尔滨工业大学出版社空档：输出轴上的移动齿轮和接合套均处于中间位置，只有常啮合齿轮处于啮合状态，由于它们都空套在输出轴上，故只能空转，动力不能传给输出轴。一档（图3-15a）：输出轴一、倒档齿轮8右移，与中间轴一档齿轮10啮合。动力经输入轴1、齿轮2、18，中间轴19，齿轮10、8传至输出轴9。传动比i16.24。二档（图3-15b）：输出轴二、三档齿轮7右移，与中间轴二档齿轮12啮合。动力从输入轴1经齿轮2、18，中间轴19，齿轮12、7传至输出轴9。传动比i23.32。三档（图3-15c）：输出轴二、三档齿轮7左移，其内齿圈与输出轴三档常啮合齿轮6的

26、外齿圈套合。动力从输入轴1经齿轮2、18，中间轴19，齿轮15、6、7传至输出轴9. 传动比i31.90。四档（图3-15d）：接合套4左移，与输入轴常啮合主动齿轮2后端的外齿圈套合。动力从输入轴1经齿轮2、接合套4、花键毂3传至输出轴9。传动比i41，这个档位输出轴转速与输入轴转速相等，称为直接档。五档（图3-15e）：接合套4右移，与输出轴五档常啮合齿轮5的外齿圈套合。动力从输入轴1经齿轮2、18，中间轴19，齿轮16、5，接合套4、花键毂3传至输出轴9。传动比i50.81。这个档位输出轴转速超过输入轴转速，称为超速档。倒档（图3-15f）：输出轴一、倒档齿轮8左移，与倒档轴倒档齿轮11啮

27、合。动力从输入轴经齿轮2、18，中间轴19，齿轮13、14、11、8传至输出轴9。传动比i倒6.70哈尔滨工业大学出版社项目3.2 同步器情境导入客户报修 某驾驶员反应其驾驶的捷达轿车存在异响和挂档困难现象，故障出现过程如下：在冷车怠速时不响，跑上几百米开始有异响，最初听到是金属干磨的沙沙声的噪音，行进中和停车时都响，把档把往四档一靠声音消失，现在还感觉四档挂挡难入。故障原因分析 异响和挂档困难是汽车变速器常出现的故障，异响原因非常多如齿面、同步器环的磨损、撞击以及各处轴承磨损松旷等都能引起异响，但如果异响发展后伴随有挂档困难，就一般是同步器环磨损造成的，故本故障的诊断重点是同步器。哈尔滨工业

28、大学出版社理论引导 3.2.1 同步器的作用 无论是拨动移动齿轮换档还是拨动接合套换档，都必须使待啮合的齿轮副或内外齿圈的圆周速度相同，即所谓同步，才能平顺地进入啮合，倘若未同步即强行挂档，轮齿的端部势必产生冲击，使轮齿磨损加剧甚至折断。 同步器的作用就是：使结合套准备套入的齿圈之间迅速同步，以缩短换挡时间；阻止它们在达到同步之前进行啮合，减小齿轮冲击，以达到平稳换挡的目的。哈尔滨工业大学出版社理论引导 3.2.2 同步器的构造与原理（摩擦式） 锁止机构则有常压式和惯性式和自动增力式三类，其中惯性式同步器因工作可靠而得到广泛应用。 车辆上常用的惯性式同步器有锁环式和锁销式两类，这两种同步器一般

29、都有同步装置（包括推动件、摩擦件）、锁止装置和结合装置三部分组成。哈尔滨工业大学出版社（1）锁环式惯性同步器 锁环式惯性同步器尺寸小、结构紧凑、摩擦力矩也小，多用于轿车和轻型车辆。哈尔滨工业大学出版社构造图3-16 锁环式惯性同步器1-轴套；2-定位销；3、6-锁环；4-弹簧圈；5-花键毂；7、11-齿轮；8-衬套；9-接合套；10-滑块； 12-轴哈尔滨工业大学出版社细牙螺旋槽滑块哈尔滨工业大学出版社原理图3-17 锁环式惯性同步器的工作原理示意图1-轴套；2-定侮销；3、6-锁环；4-弹簧圈；5-花踺毂；7、11-齿轮；8-衬套；9-接合套；10-滑块；12-轴哈尔滨工业大学出版社10定位

30、销、滑块3锁环11结合齿圈1齿厚齿轮9结合套哈尔滨工业大学出版社从低速档退出，进空档时。因为接合套通过滑块10推动 锁环3一起旋转，n3=n9,高速档齿轮转速高于低速档齿轮，n11n9 ，n11n3。要换入高速档，拨动接合套9左移，接合套则带动滑块10插入锁环缺口底部，并推动锁环左移与齿轮子1锥面接触。齿轮带动锁环超前于接合套9转过一个角度。直到锁环缺口靠在滑块的另一侧为止，M1M2 。继续加力，齿轮减速与锁环同步旋转，锁止作用惯性力消失。锁环相对于接合套后倒转一个角度，滑块又处于锁环缺口中央。实现接合套与锁环的外齿圈套合。哈尔滨工业大学出版社原理分析关键点：（1）锥面和倒角：锥面保证有摩擦力

31、矩，倒角保证有拨环力矩。（2）锁环开口宽度：保证倒角相抵，起锁止作用。（3）挂档时力矩分析： 不同步时锁环受两个力矩：摩擦力矩、倒角拨环力矩；同步后受一个力矩：拨环力矩。 哈尔滨工业大学出版社（2）锁销式惯性同步器 锁销式同步器的优点是零件数量少，摩擦锥面平均半径较大，使转矩容量增加。这种同步器轴向尺寸长是它的缺点。锁销式同步器多用于中、重型货车的变速器中。哈尔滨工业大学出版社构造图3-18a) 锁销式惯性同步器零件图1-输入轴齿轮；2-摩擦锥盘；3-摩擦锥环；4-定位销；5-接合套；6-输出轴四档齿轮；7-输出轴；8-锁销；9-花键毂；l0-钢球；11-弹簧哈尔滨工业大学出版社图3-18b)

32、 锁销式惯性同步器剖视图1-输入轴齿轮；2-摩擦锥盘；3-摩擦锥环；4-定位销；5-接合套；6-输出轴四档齿轮；7-输出轴；8-锁销；9-花键毂；l0-钢球；11-弹簧哈尔滨工业大学出版社原理 锁销式惯性同步器的工作原理与锁环式惯性同步器相似。当接合套5受到拨叉向左的轴向推力作用时，通过钢球10和定位销4带动摩擦锥环3轴向移动，使之与相应的摩擦锥盘接触。转速不同的锥环和锥盘一经接触，摩擦锥面的摩擦作用便使锥环连同锁销一起相对于接合套接过一个角度，于是锁销与接合套的销孔不再同心，锁销中部倒角便与接合套销孔端部倒角相抵。只要选择适当的倒角，就能使同步前作用在摩擦锥面上的摩擦力矩大于倒角上的切向分力

33、F1作用在锁销上的反转力矩，接合套被锁止在锁销中部的倒角上不能继续前移，从而防止接合套在同步前与齿圈套合。等到锥环与锥盘同步时，摩擦锥面上的摩擦力消失，接合套作用在锁销倒角上的切向分力拨动锁销，摩擦锥环、摩擦锥盘和对应的齿轮相对于接合套转过一个角度，使锁销与销孔对中。于是接合套只需克服弹簧11的张力，压下钢球10，沿锁销继续前移与待啮合的外齿圈套合，完成无冲击换档。哈尔滨工业大学出版社项目3.3 变速操纵机构 情境导入客户报修 某驾驶员反应其驾驶的桑塔纳2000轿车在挂档时，变速换档杆稍偏离一点位置，就会挂上不需要的档位。故障原因分析 上述客户反映的情况应该属于变速器乱档故障，多是由于换档杆拨

34、动端工作面磨损过大所致。跳档、乱档、挂档困难是手动变速器经常出现的故障，原因有很多，但一般与变速器换挡操纵机构有关，若出现此类故障，变速器操纵机构应是检查的重点。 哈尔滨工业大学出版社理论引导 3.3.1 操纵机构的要求 操纵机构用来拨动齿轮或接合套使变速器挂上某个档位或退回空档。为保证变速器可靠地工作，操纵机构须满足下列要求：防止自动挂档和自动脱档，要有自锁装置 。不能同时挂入两个档位，要有互锁装置 防止误挂倒档，要有倒档锁。哈尔滨工业大学出版社理论引导 3.3.2 操纵机构的构造按照操纵杆与变速器的相互位置分类：远距离操纵式直接操纵式哈尔滨工业大学出版社1、远距离操纵式在有些汽车上，受总体

35、布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。这种操作机构多用于发动机前置前轮驱动的轿车或发动机后置后轮驱动汽车。典型变速器桑塔纳2000轿车五档手动变速器 哈尔滨工业大学出版社桑塔纳2000轿车的五档手动变速器操纵机构图3-19 桑塔纳2000轿车五档手动变速器的远距离操纵机构1-支撑杆；2-内换档杆；3-换档杆接合器；4-外换档杆；5-倒档保险档块；6-换档手柄座；7-变速杆；8-换档标记哈尔滨工业大学出版社在变速器壳体上具有类似于直接操纵式的内换挡机构，如图3-20所示。

36、 图3-20 桑塔纳2000轿车五档手动变速器的内换档机构1-五、倒档拨叉轴；2-三、四档拨叉轴；3-定位拨销；4-倒档保险档块；5-内换档杆；6-定位弹簧；7-一、二档拨叉轴哈尔滨工业大学出版社2、直接操纵式当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。近年来，单轨式操纵机构应用较多，其优点是减少了变速叉轴，各挡同用一组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各挡换挡行程相等。 典型变速器NJl30汽车五档手动变速器 哈尔滨工业大学出版社图3-21 NJl30

37、型汽车变速器操纵机构1-拨叉轴； 2-三、四档拨叉；3-一、二档拨叉；4-倒档拨叉导向轴；5-倒档拨叉；6-变速杆哈尔滨工业大学出版社五、六档拨叉三、四档拨叉一、二档拨叉倒档拨叉变速杆换档轴叉形拨杆倒档拨叉轴一、二档拨叉轴五、六档拨叉轴自锁钢球互锁销五、六档拨块三、四档拨叉轴哈尔滨工业大学出版社变速器操纵机构哈尔滨工业大学出版社各拨叉的叉口卡在对应齿轮的环槽中。拨叉轴两端支承于变速器盖座孔中，并可在孔中轴向滑动。拨叉2、3和倒档拨叉轴上的拨块顶部或顶部侧面开有凹槽，当变速器位于空档时，三个拨块顶部的凹槽互相对齐，同时变速杆下端球头正好位于拨叉2顶部的凹槽内，前后扳动变速杆即可拨动拨叉轴和拨叉，

38、带动移动齿轮轴向移动实现换档。哈尔滨工业大学出版社理论引导 3.3.3 操纵机构的构造按照操纵杆与变速器的相互位置分类：远距离操纵式直接操纵式哈尔滨工业大学出版社理论引导 3.3.3 锁止定位装置 自锁装置互锁装置 倒档锁 哈尔滨工业大学出版社1、自锁装置图3-22 变速器的自锁装置和互锁装置 1-变速器盖；2-自锁弹簧；3-自锁钢球； 4-互锁钢球；5-互锁顶销；6-拨叉轴哈尔滨工业大学出版社自锁钢球互锁钢球互锁销拨叉轴自锁弹簧哈尔滨工业大学出版社当变速器位于空档或其他档位时，自锁钢球被自锁弹簧压入拨叉轴的相应凹槽内，起到自锁定位作用。当驾驶员通过变速杆施加于拨叉轴上的轴向力大到足以克服弹簧

39、与钢球的自锁力时，便迫使钢球克服弹簧的压力而升起，拨叉轴就可滑过钢球而移动。当拨叉轴移至另一凹槽处与钢球对准时，钢球又被弹簧压下落入槽中，驾驶员能感觉到操作变速杆的阻力变化，因而具有“手感”。哈尔滨工业大学出版社为防止直接档脱档，CA15型汽车变速器采用了如图3-23所示的直接档防脱档结构。 图3-23 CAl5型汽车变速器的直接档防脱档结构l-结合套； 2-输入轴主动齿轮的外齿圈； 3-花键毂哈尔滨工业大学出版社当需要摘下四档时，驾驶员先分离离合器。此时主动齿轮因失去动力而减速，而花键毂却因车辆前进的惯性仍保持原来的转速。于是花键毂成为主动件，带动接合套和主动齿轮沿图3-23c）箭头所示的方向转动。花键毂外齿圈左段以未减薄的一侧与接合套接触，接合套便可顺利拨回空档。哈尔滨工业大学出版社2、互锁装置图3-24 CAl5型汽车变速器的互锁装置和倒档锁1-二、三档拨叉轴；2-四、五梢拨叉；3-四、五档拨叉轴14-一、倒档拨叉轴；5-