第十五章 变速器与分动器

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、同步器的原理本章难点：同步器构造和工作原理1概述一、变速器的功用

1.改变传动比2.实现倒车3.利用空档中断动力二、变速器的组成变速传动机构、操纵机构组成第十五章变速器与分动器2

轴线固定式（普通齿轮式）有级式轴线旋转式（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3四、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，改变传动比2.换档原理通过改变不同的啮合齿轮副，从而改变传动比

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2i=主动齿轮齿数从动齿轮齿数4第一节变速器的变速传动机构一、普通齿轮式变速器1．变速传动机构的组成

主要由齿轮、轴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；（2）增设惰轮，以实现倒档。53．常见的换档方式（1）直齿滑动齿轮换档（2）接合套换档（3）同步器换档6二、两轴式变速器组成：第一轴（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两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴7桑塔纳轿车两轴式变速器1、两轴式四档轿车变速器:8910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。112、两轴式五档轿车变速器12奥迪100型轿车变速器简图131.组成第一轴

输入，常啮合齿轮三、三轴式变速器

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。14中间轴

常啮合齿轮及各档齿轮第二轴

输出轴，各档齿轮15倒档轴

倒档齿轮162.变速器各档动力传动路线1711一轴中间轴二轴18Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i2=（z6/z5）×（z3/z8）i3=（z6/z5）×

（z2/z9）2档和3档的传动比是多少？3、变速原理195、变速器工作情况206、各档换档过程一档21二档22三档23四档24五档25倒档26三轴式变速器CA1040变速器换挡过程

1—第一轴2—第一轴常啮合齿轮3—第一轴齿轮接合齿圈4—四挡同步器锁环5、12、20—接合套6—五挡同步器锁环7—五挡齿轮接合齿圈8—第二轴五挡齿轮9—第二轴三挡齿轮10—三挡齿轮接合齿圈11—三挡同步器锁环13、24、35——花键毂14—二挡同步器锁环15—二挡齿轮接合齿圈16—第二轴二挡齿轮17—第二轴一挡齿轮18—一挡齿轮接合齿圈19—一挡同步器锁环21—倒挡齿轮接合齿圈22—第二轴倒挡齿轮23—第二轴25—中间轴倒挡齿轮26—中间轴27—倒挡轴28—倒挡中间齿轮29—中间轴一挡齿轮30—中间轴二挡齿轮31—中间轴三挡齿轮32—中间轴四挡齿轮33—中间轴常啮合传动齿轮34—变速器壳体挡27欲挂上一档，可操纵拨叉使接合套20左移，与一档同步器锁环19的结合齿圈和一档接合齿圈18接合后，动力可从第一轴依次经齿轮2ˎ33，中间轴26，齿轮29ˎ17，接合齿圈18，接合套20以及花键毂24，传给第二轴23输出。欲脱开一档，可通过拨叉使接合套20右移，与接合齿圈18脱离啮合，则变速器退回空档位置。一档传动比：28欲挂上二档，可操纵拨叉使接合套12右移，与二档同步器锁环14的结合齿圈和二档齿轮接合齿圈15接合后，动力可从第一轴依次经齿轮2ˎ33，中间轴26，齿轮30ˎ16，接合齿圈15，接合套12以及花键毂23，传给第二轴23输出。二档传动比：29欲挂上三档，可操纵拨叉使接合套12左移，与三档同步器锁环11的接合齿圈和三档齿轮接合齿圈10接合后，动力可从第一轴依次经齿轮2ˎ33，中间轴26，齿轮31ˎ9，接合齿圈10，接合套12以及花键毂23，传给第二轴23输出。三档传动比：30若使接合套5左移到与接合齿圈3接合，则换入第四档，此时动力从第一轴经齿轮2ˎ接合齿圈3ˎ接合套5和花键毂35直接传给第二轴，而不再经过中间齿轮传动，故这种档位为直接档，其传动比为1.31欲挂上五档，可操作变速杆，通过拨叉使接合套5右移，使之穿过同步器锁环6与五档齿轮接合齿圈7接合，动力可以从第一轴依次经齿轮2ˎ33，中间轴，齿轮32ˎ8，接合齿圈，接合套5及花键毂35，最后传给第二轴。五档传动比为：五档经济性好，称为超速档32

三轴变速器CA1091输入轴中间轴输出轴1档2档3档4档5档6档a.传动链b.支撑方式c.操纵方式d.润滑方式与密封33润滑和密封为减少内摩擦引起的零件磨损及公路损耗，须知壳内注入润滑油，采用飞溅润滑方式润滑各齿轮副ˎ轴与轴承等零件工作表面。因此，壳体一侧有加油口，底部有放油螺栓。第一轴常啮合齿轮和第二轴齿轮钻有径向油孔，以便润滑所在部位滚针轴承。为防止润滑油从第一轴与轴承盖之间间隙流入离合器而影响摩擦性，轴承盖内安装了油封总成。在变速器后端轴承盖装有油封总成。34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35（2）花键毂齿端的齿厚切薄36（3）接合套的齿端制成凸肩

37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)增加档位数副低+主1~4=1~4档

副高+主1~4=5~8档主1+副低、高=1~2档

主2+副低、高=3~4档，……

主4+副低、高=7~8档分段式配档：插入式配档：特点：四、组合式变速器目的：3839后置副变速器40前置副变速器(副变速器i较小时)41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——依赖驾驶员的经验进行操作直接档为4档（左齿轮），右齿轮为5档低档换高档（4→5）高档换低档（5→4）42（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同步时间4344（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不可能出现无换档最佳时刻接离合器，加速V2>V34546二、同步器作用、组成和分类1.作用缩短换档时间，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：锁环式和锁销式4748491.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）Cd三、同步器构造断续的短花键齿50花键毂：外花键齿，滑块、定位销、弹簧（推动件）滑块定位销51接合套（接合装置）：带内花键齿，有凹槽a（空档定位）a52接合齿圈：外锥面，外花键齿53同步器装配图（剖视图）5455锁环式惯性同步器的工作过程锁环式惯性同步器适用于轿车和轻型货车566档5档（2）工作原理（5档换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57b）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。58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

M159c)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。

M260d)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）6162锁环式同步器的特点结构紧凑；径向尺寸小；锥面间产生摩擦力不大；结合齿端面作为锁止面，容易磨损而失效；适用于转矩不大的高速档或者轿车和轻型车辆。63中型货车以上的变速器常用锁销式惯性同步器642.锁销式惯性同步器（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65摩擦锥环：外锥面，由三个定位销和锁销连接定位销锁销66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67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68（2）工作原理(45档)a）空档，n2>n3=n5

b）接合套左移，钢球、销带锥环左移，摩擦面接触。69c）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。7071

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72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