华科大汽车构造课件13变速器与分动器

2026/7/281第十三章变速器与分动器2026/7/282变速器的功用改变汽车的行驶速度和牵引力（传动比：输入轴转速与输出轴转速的比值。）改变驱动轮的旋转方向实现空挡驱动其他机构2026/7/283变速器的分类有级式变速器：变速器档数—前进档的位数。采用齿轮传动，一般汽车采用3~5个前进档和一个倒档。

无级式变速器：采用液力变矩器传动，传动比可在一定的数值范围内连续变化。

综合式变速器：由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。

2026/7/284变速器输入轴中间轴输出轴倒档轴变速齿轮结合套2026/7/285传动基本原理主动轮1从动轮2i=主动齿轮齿数从动齿轮齿数i12=n1/n2=z2/z1=M2/M1z1，n1，M1为主动齿轮的参数。 z2，n2，M2为从动齿轮的参数。2026/7/286变速原理Z6Z5Z7Z8Z3Z4Z9Z2i2=（z6/z5）X（z2/z9）i3=（z6/z5）X（z3/z8）2档和3档的传动比是多少？2026/7/287换档原理一轴中间轴二轴2026/7/288换向原理相啮合的一对齿轮旋向相反，因此每经一对齿轮传动副，动力方向改变一次。2026/7/289变速器的变速传动机构变速器传动机构：改变转速比、改变转矩、改变方向操纵机构：实现换档传动机构三轴式齿轮变速传动两轴式齿轮变速传动2026/7/2810三轴式变速器2026/7/2811三轴式变速器结构图2026/7/2812变速器结构分析1、轴的支承滚动轴承中心孔二轴支承滚动轴承滚动轴承滚动轴承2026/7/28132、齿轮换档形式采用常啮合斜齿轮。利用同步器、结合套换档。2026/7/2814挂档方向传动方向结合齿圈结合套齿花键毂跳档方向3、防止自动脱档机构1）切薄齿式2026/7/28152）斜面齿式结合齿圈结合套齿花键毂结合齿圈传动方向2026/7/28164、齿轮的轴向定位利用止推环对斜齿轮轴向限位。5、润滑与密封 采用飞溅润滑 在1、2轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶油封6、变速器壳 材料：铸铁、铸铝 底部有放油螺塞。2026/7/2817两轴式变速器应用：FFRR特点：

输入轴与输出轴平行，无中间轴。组成：输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮2026/7/2818桑塔纳轿车两轴式变速器结构分析：

一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承空套轴上。 二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。2026/7/2819一、二档传动路线2026/7/2820三、四档传动路线2026/7/2821倒档传动路线2026/7/2822同步器无同步器时变速器的换档过程五档齿轮四档齿轮中间轴结合套花键毂结合齿圈1、从低档换入高档脱离瞬间：V4=VJ

V5>VJ、V4保持空档片刻V5降低，VJ、V4变化不大在VJ与V5相等时挂入五档2026/7/28232、从高档换入低档脱离瞬间：V5=VJ

V4<VJ、V5抬起离合器踏板，踩一下油门踏板，V4升高，VJ变化不大在VJ与V4相等时挂入四档五档齿轮四档齿轮中间轴结合套花键毂结合齿圈2026/7/2824同步器1、功用：使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档时间，同时防止啮合时齿间冲击。2、结构： 同步装置、锁止装置、结合装置3、分类： 锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器2026/7/2825锁环式惯性同步器细牙螺旋槽滑块2026/7/2826结构滑块锁环结合齿圈2026/7/2827原理定位销、滑块锁环结合齿圈0.5齿厚2026/7/2828结构示意图2026/7/2829锁销式惯性同步器摩擦锥盘摩擦锥环定位销结合套钢球定位销锁销2026/7/2830锁销受力锁止角2026/7/2831变速器操纵机构功用： 保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。要求： 自锁功能：防止自动换档、脱档。 互锁功能：保证变速器不会同时换入两个档位。 倒档锁：防止误换倒档。分类： 直接操纵式 远距离操纵式2026/7/2832直接操纵式变速器操纵机构的构造五、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2026/7/28332、锁止机构1）自锁装置自锁钢球互锁钢球互锁销拨叉轴自锁弹簧2026/7/28342）互锁装置工作原理拨叉轴互锁钢球互锁销空档状态2026/7/28353）倒档锁倒档锁销倒档拨块驾驶员在换倒档时要克服倒档锁弹簧弹力，变大的换档阻力，可提醒驾驶员倒档锁弹簧2026/7/2836变速器操纵机构2026/7/2837分动器功用： 将变速器输出的动力分配到各驱动桥。构造：输入轴中间轴中桥输出轴前桥输出轴后桥输出轴2026/7/2838分动器操纵机构轴支承臂换档操纵杆前桥操纵杆分动器操纵原则：非先接上前桥，不得换入低档。非先退出低档，不得摘下前桥。2026/7/2839桑塔纳轿车变速器结构简图2026/7/2840自动变速器2026/7/2841自动变速器的特点１）使驾驶操作简便省力，提高了行车的安全性。２）提高了发动机和传动系的寿命，因采用液力传动，发动机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，有利于延长相关零件的寿命。３）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现自动换档，提高了汽车的动力性和经济性。４）提高了乘车的舒适性。５）可避免因外界负荷突增而造成过载和发动机熄火现象，并且可以降低排放污染2026/7/2842自动变速器的构成液力变矩器、（行星）齿轮变速器、自动换档控制系统（液压控制系统）或电子控制系统液力变矩器液压控制系统行星齿轮机构车速信号节气门开度信号连接曲轴2026/7/2843液力传动装置功用：利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输出的动力传给变速器。

分类：液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。 液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩相等。

2026/7/2844液力变矩器2026/7/2845液力变矩器结构图飞轮涡轮导轮泵轮变矩器壳2026/7/2846nw＝0，nB＞0，nw＜＜

nB（导轮固定）；Mw=MB+MD

；起步之前2026/7/2847当nw＝0.85nB

时（导轮固定），Mw=MB液流的方向与导轮叶片平行时，变矩器由变矩变为偶合工况起步后中间状态2026/7/2848高速运行Mw=MB＋（－MD）当nw＝nB

时，液力变矩器失去传递动力的能力2026/7/2849液力变矩器工作特性a.泵轮、涡轮和导轮三个工作轮是转换能量，传递动力和变扭的基本元件；

b.液体同时绕工作轮轴线作旋转运动和沿循环圆作轴面循环运动；

c.变矩器输出转矩随涡轮的转速而变化

a.转速比：iWB=nw/nBb.变矩系数K：涡轮与泵轮的转矩之比，K=Mw/MBc.效率η:涡轮输出功率与泵轮输入功率之比。η=KiWB

2026/7/2850行星齿轮传动机构行星轮齿圈行星架太阳轮行星齿轮2026/7/2851行星齿轮机构变速原理运动方程式：n1+αn2－（1+α）n3=0n1：太阳轮转速；

n2：齿圈转速；n3：行星架转速；α=Z2/Z1；Z1：太阳轮的齿数；Z2：齿圈的齿数2026/7/2852行星齿轮机构的传动规律1）齿圈2固定，太阳轮1主动，行星架3从动，减速同向运动；i13=n1/n3=Z3/Z1=1+Z2/Z1＞1（图13-27a，b图相反）◆2）太阳轮1固定，齿圈2主动，行星架3从动，减速同向传动i23=n2/n3=Z3/Z2=1+Z1/Z2

＞1（图c，常用于三档变速器中的二档；）3）行星架3固定，太阳轮1主动，齿圈2从动，减速反向传动

i12=n1/n2=－Z2/Z1，Z2/Z1＞1（e图，倒档）1+Z2/Z1=(Z1+Z2

)/Z1=Z3

/Z12026/7/28534）齿圈2固定，行星架3主动，太阳轮1从动，超速同向传动

i31=n3/n1=Z1/Z3=Z1/(Z1+Z2)＜1

5）太阳轮1固定，行星架3主动，齿圈2从动，超速同向传动i32=n3/n2=Z2/Z3=Z2/(Z1+Z2)＜1（d图相反，用于四档变速器的四档超速档）6）行星架3固定，齿圈2主动，太阳轮1从动，超速反向传动i21=n2/n1=－Z1/Z2＜1

（d图相反，超速倒档）2026/7/2854行星齿轮机构变速原理方案主动件被动件固定件传动比备注1太阳轮行星架齿圈1+α减速增扭2齿圈行星架太阳轮（1+α）/α3太阳轮齿圈行星架－α4行星架齿圈太阳轮

α/（1+α）增速减扭5行星架太阳轮齿圈1/（1+α）6齿圈太阳轮行星架－1/α7任意两个连成一体1直接档8无任意元件制动又无任二元件连成一体三元件自由转空档2026/7/2855行星齿轮换档执行元件离合器、制动器和单向离合器基本作用：连接、固定和锁止。2026/7/2856离合器连接作用（驱动元件）离合器鼓离合器活塞弹簧座卡环钢片（外花键）摩擦片（内花键）卡环止推轴承离合器毂密封圈回位弹簧2026/7/2857离合器工作原理分离时，压力油液压作用下使所有主从动片压紧，离合器结合，该元件成为输入元件。压力撤除后，离合器分离，动力传递被切断。2026/7/2858制动器片式制动器钢片（外花键）摩擦片（内花键）制动器毂变速器壳（制动器鼓）2026/7/2859帯式制动器制动鼓转动方向制动带推杆活塞制动鼓2026/7/2860制动带刚性：不能产生与制动鼓相适应的变形。挠性：可与制动鼓完全贴合，价格低廉。低倒档制动带：用金属摩擦材料做内表面镀层，以保证足够的制动力矩。高档制动带：用有机耐磨材料做内表面镀层，防止制动带过度磨损。2026/7/2861单向离合器功用：依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，其连接和固定也只能是单方向的。结构：楔块外环内环楔块式单向离合器2026/7/2862行星齿轮变速器（两轴两速式液力机械变速器）2026/7/2863液压自动换档操纵机构滤网油泵主油路调压阀倒档制动器手控阀选挡手柄节气门节气门阀加速踏板换档阀速控阀低档制动器2026/7/28641、动力源：油泵功用：向变矩器、控制机构、齿轮系统、冷油器等提供足够的油液，实现传扭、控制、润滑、和降温。结构：内齿圈月牙形隔板主动齿轮吸油腔压油腔0.05-0.10mm0.1-0.3mm2026/7/2865工作原理：

依靠容积的变化，进油和出油，又称为容积泵。 注意：

a.装用自动变速器的汽车不能利用推车起动的方法使发动机运转；

b.装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车V<30km/h，S<80km。2026/7/28662、执行机构：离合器和制动器3、控制机构：1）主油路调压阀：功用：稳定主油路油压PH

的高低取决于弹簧的预紧力2026/7/28672）手控阀功用：驾驶员通过手控阀实现油路的转换来改变自动变速器的工作范围。2026/7/2868万向传动装置功用：在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转轴之间继续传递动力。组成：万向节传动轴中间支承万向节中间支承主传动轴中间传动轴驱动桥2026/7/2869万向传动装置工作演示2026/7/2870应用：1）变速器与驱动桥之间2）变速器与分动器之间3）驱动桥的半轴4）断开式驱动桥的半轴5）转向轴2026/7/2871万向节分类：普通万向节 准等速万向节 等速万向节刚性万向节 柔性万向节2026/7/2872十字轴式刚性万向节结构十字轴万向节叉轴承盖安全阀万向节叉滚针轴承2026/7/2873十字轴式刚性万向节2026/7/2874十字轴润滑油道油封油封挡盘注油嘴采用橡胶油封，当十字轴内腔油压过大时，多余的润滑油会从橡胶油封内圆表面与轴颈接触处溢出。2026/7/2875十字轴刚性万向节的工作特性 单个万向节在输入轴与输出轴之间有夹角的情况下，两轴的角速度不相等。w1w2w1w2vA=w1r=w2rcosavB=w1rcosa=w2r2026/7/2876实现两轴间等角速度传动措施第一万向节两轴间夹角