汽车机械基础（第4版）课件 项目2 任务2.4 手动变速器各挡动力传递路线分析

李亚杰汽车机械基础项目2

汽车机械传动装置认知任务2.4手动变速器各挡动力传递路线分析汽车手动变速器采用的传动装置是轮系。轮系是机械传动系统中典型的传动形式，由多对相互啮合的齿轮组成。汽车手动变速器有不同的挡位，可使车辆有不同的行驶速度，以及随之发生变化的驱动力。【任务描述】汽车手动变速器一、轮系的类型一系列齿轮组成的齿轮传动系统称为轮系。

按轮系中各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定，可分为三类：定轴轮系周转轮系混合轮系1.定轴轮系：传动时轮系中所有齿轮的几何轴线都是固定的轮系。平面定轴轮系空间定轴轮系平面定轴轮系空间定轴轮系2.周转轮系：传动时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮轴线转动的轮系。3.混合轮系：既含有定轴线，又含有周转轮系。1.实现远距离传动二、轮系的功用2.获得大的传动比3.实现变速和换向传动实现换向4.实现分路传动轮系分路传动5.实现运动的分解与合成汽车差速器三、轮系的传动比计算

在轮系中，输入轴与输出轴的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，用iab表示。

轮系的传动比计算，包括计算传动比的大小和确定转向两个内容。

（一）定轴轮系的传动比计算1.定轴轮系中齿轮传动方向的确定箭头法判断方向：

例题

试找出简图绘制错误之处，并确定轮系中各轮的转向。2.定轴轮系的传动比计算（1）平面定轴轮系的传动比计算

齿轮4既是从动轮，又是主动轮，其存在不影响传动比，但改变了外啮合的次数，称为过桥齿轮或惰轮。轮系传动比的一般表达式：①对于圆柱齿轮组成的定轴轮系确定传动比正负的方法：

a.外啮合的次数；b.画箭头。②当轮系中包含圆锥齿轮、蜗杆蜗轮时，传动比的计算仍用上式计算，但各轮的转向必须画箭头确定。

a.当首末两轮轴线平行时，仍用正负表示两轮之间的关系。

b.当首末两轮轴线不平行时，不能用正负表示，只能依次画箭头。n表示外啮合的次数。（2）空间定轴轮系的传动比计算解：由公式因为齿轮1转动方向向下，所以齿轮6的转动方向向左。例2-4图示轮系中，各齿轮的齿数分别为

z1=z2=z3=25、z3′=25、z4=75、z4′=30、z5=60，求传动比i15。解：（1）由公式（2）用标注箭头的方法确定从动轮的转向，箭头如图所示。1.周转轮系的组成

一个基本周转轮系中，行星轮可有多个，太阳轮的数量不多于两个，行星架只能有一个。（二）周转轮系的传动比计算行星轮太阳轮行星架周转轮系机架轴线位置固定既自转又公转又称系杆行星轮太阳轮行星架太阳轮机架太阳轮与行星架几何轴线必须重合！差动轮系行星轮系定轴轮系周转轮系的分类差动轮系：太阳轮都能转动的周转轮系；行星轮系：有一个太阳轮固定不动的周转轮系。定轴轮系：行星架的转速为0。2.周转轮系传动比计算

用“反转法”，给整个轮系加上一个（-nH），各构件间的相对运动不变。构件原来的转速转化轮系中的转速1n1n1H=n1-nH2n2n2H=n2-nH3n3n3H=n3-nHHnHnHH=nH-nH=0转化轮系中，轮1、3间的传动比可以按定轴齿轮系传动比求解：各构件前、后的转速：对上式作以下说明：①

只适用于转化齿轮系的首末轮的回转轴线平行（或重合）的周转齿轮系；②

齿数比前一定有“+”或“-”号。其正负号判定，可将转臂H视为静止，然后按定轴齿轮系判别主从动轮转向关系的方法确定；③

注意n1、nk、nH应分别用正负号代入（推导时假定三者同向）；④n1、nk、nH三个量，须知其中任意两个角速度的大小和转向，才能确定第三个角速度的大小和转向。一般计算式:例2-5图示行星轮系中，已知z1

=

50、z2

=

30、z3

=

100，求传动比i1H。即解：根据转化轮系法，齿轮1、3和行星架轴线相重合解得由行星轮系例2-6图示的差动轮系中，已知z1=20、z2=30、z3=80，齿轮1和齿轮3的转速大小为10r/min，方向相反。求行星架H的转速及传动比iH1。解：设齿轮1转向为正，则即解得由负号表示行星架H与齿轮1的转向相反。因此差动轮系例题图示行星轮系中，已知z1=100、z2=101、z2’=100，z3=99，求传动比iH1。解：由式即解得行星轮系（三）混合轮系的传动比计算

混合轮系：由定轴轮系+周转轮系、或由几个单一的周转轮系组合而成的轮系。1.分析混合轮系的组成①划分轮系。首先，必须找出行星轮系，其关键在于找行星轮，即找出几何轴线不固定的齿轮，再依次找出与行星轮相啮合的太阳轮和支承行星轮的行星架。把周转轮系找出来，剩下的部分就是定轴轮系。②注意符号。传动比计算公式中的正负号不能弄错或遗漏。③联立求解。对每一个定轴轮系和周转轮系分别列传动比计算方程，最后联立求解。2.计算混合轮系传动比的方法和步骤例2-7图示轮系中，已知各轮齿数

z1=20，z2=40，z2’=20，z3=30，z4=80。计算传动比i1H。

周转轮系传动比：（3）联立以上两式，得（1）分解轮系解：周转轮系：轮2’，3，H，4定轴轮系：轮1，2