汽车手动变速器课件

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1、Date1汽车传动系第一章第一章 汽车传动系汽车传动系 授课内容： 第一节 概述 第二节 离合器 第三节 手动变速器 第四节 万向传动装置 第五节 驱动桥Date2汽车传动系第三节 手动变速器 一、变速器概述 二、齿轮式变速器的变速传动原理 三、齿轮式变速器的构造 四、变速器常见故障与诊断Date3汽车传动系一、变速器概述 1.变速器的功用 (1)改变传动比： 通过改变传动比扩大汽车驱动力和速度的变化范围，以适 应经常变化的行驶条件，同时，使发动机在最有利的条件 下工作。 (2)设置倒挡： 在发动机旋转方向不变的条件下，使汽车能倒向行驶。 (3)设置空挡： 中断发动机向驱动桥的动力传递，以使发

2、动机能够起步、 怠速，满足汽车暂时停车的需要。Date4汽车传动系2.变速器的性能要求 (1)具有合理的挡数和适当的传动比。 (2)具有倒挡和空挡。 (3)传动效率高，操纵轻便，工作可靠，无噪声。 (4)结构简单，体积小，重量轻，维修方便。Date5汽车传动系3.变速器的形式 (1)(1)按传动比的变化方式划分按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无级式和综，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。合式三种。 (a)(a)有级式变速器有级式变速器有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：有几个可选择的固定传动比，采用齿轮传动。又可分为：普通齿轮变速器普通齿轮变速器( (齿轮轴线均

3、固定齿轮轴线均固定) )行星齿轮变速器行星齿轮变速器( (部分齿轮部分齿轮( (行星齿轮行星齿轮) )轴线不固定轴线不固定) )。 (b)(b)无级式变速器无级式变速器传动比可在一定范围内连续变化传动比可在一定范围内连续变化, ,常见的有液力式常见的有液力式, ,机械式和电力式机械式和电力式 等。等。 (c)(c)综合式变速器综合式变速器由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值由有级式变速器和无级式变速器共同组成的，其传动比可以在最大值 与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。与最小值之间几个分段的范围内作无级变化。Date6汽车传动系 (2)(2)按按操纵方式划分操纵方式

4、划分，变速器可以分为强制操纵式、自动操纵式变速器可以分为强制操纵式、自动操纵式 和半自动操纵式三种。和半自动操纵式三种。 (a)(a)强制操纵式变速器强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档。靠驾驶员直接操纵变速杆换档。 (b)(b)自动操纵式变速器自动操纵式变速器 传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变传动比的选择和换档是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，变 速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档速器就可以根据发动机的负荷信号和车速信号来控制执行元件，实现档 位的变换。位的变换。 (c)(c)半自动操纵式变速器半自动操纵式变速器可分为两类：可分

5、为两类：一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；一类是部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；另一类是预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板另一类是预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板 时，由执行机构自行换档。时，由执行机构自行换档。Date7汽车传动系二、齿轮式变速器的变速传动原理 1.变速及变扭原理 普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传 动实现转速和转矩的改变。 在一对齿轮逐齿啮合传动中，相同时间内，两个 齿轮参加啮合的齿数一定相等，即 n1Z1 = n2Z2 。 传动比：输入轴转速与输出轴转速 之比或被动齿轮齿数与主动齿轮齿数 之比。即： i

6、12=n1/n2=Z2/Z1。Date8汽车传动系至传动轴来自发动机 在齿轮系传动中，总传动比等于各级齿轮 传动的传动比的连乘积。 在图示二级传动中，其传动比为: i14 = n1/n4= i12i34= (Z2/Z1)(Z4/Z3)Date9汽车传动系 根据能量守恒定律，齿轮传动中，输入轴功 率P1应等于输出轴功率P2，即 P1=P2 因为：P1=M1n1/9550千瓦， P2=M2n2/9550 千瓦 所以：M1n1=M2n2， 则传动比：i12 = n1 / n2 = M2 / M1。 上式表明 若 n2 M1，得到降 速增扭目的，速度降低越多，扭矩增加越大 。Date10汽车传动系 2

7、.变向原理 由于相啮合的一对齿轮旋向相反，所以每经过一 对外啮合齿轮副则改变一次转向。图示即为三轴 式变速器倒车时的传动情况。 归纳： i =1，直接挡； i1，超速挡； i1，低速挡Date11汽车传动系三、齿轮式变速器的构造 变速器由变速传动机构、变速操纵机构组成。Date12汽车传动系(一)变速传动机构 普通有级式变速器的传动机构有二轴式和三轴式 两种。 1.二轴式变速器 发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的汽 车，由于受总体布置的影响，一般广泛采用二轴式 变速器，如我国常见的桑塔纳、捷达、夏利、奥迪 和富康等轿车，均采用此变速器。即只设有输入 轴、输出轴和倒挡轴，而不设中间轴。图示

8、为桑塔纳2000型轿车五挡手动变速器Date13汽车传动系Date14汽车传动系(1)变速器的构造Date15汽车传动系1)、轴总成Date16汽车传动系2)输入轴总成Date17汽车传动系3)输出轴总成Date18汽车传动系(2)动力传动路线Date19汽车传动系空挡：一、 二挡和三、四同步器接合套均位于中间位置。Date20汽车传动系一挡：一、二挡同步器接合套12右移与二挡齿轮14接合齿圈接合。输入轴 - 输入轴二挡齿轮4 - 输出轴二挡齿轮14 - 一、二挡同 步器接合套12 - 一、二挡同步器齿轮毂19 - 输出轴。 i1 =3.455Date21汽车传动系二挡：一、二挡同步器接合套1

9、2左移与一挡齿轮11接合齿圈接合。输入轴 - 输入轴一挡齿轮6 - 输出轴一挡齿轮11 - 一、二挡同 步器接合套12 - 一、二挡同步器齿轮毂19 - 输出轴。 i2 =1.944Date22汽车传动系三挡：三、四挡同步器接合套2左移与三挡齿轮3接合齿圈接合。输入轴三、四挡同步器齿轮毂18 - 三、四挡同步器接合套2-输入轴三挡齿轮3 - 输出轴三挡齿轮15 - 输出轴。 i3 =1.286Date23汽车传动系四挡：三、四挡同步器接合套2左移与四挡齿轮1接合齿圈接合。输入轴三、四挡同步器齿轮毂18 - 三、四挡同步器接合套2-输入轴四挡齿轮1 - 输出轴四挡齿轮16 - 输出轴。 i4 =

10、0.969Date24汽车传动系 五挡：五挡同步器接合套8右移与五挡齿轮 7接合齿圈接合。输入轴五挡同步器齿环9五挡同步器接合套8-输入轴五挡齿轮7 - 输出轴五挡齿轮10 - 输出轴。五挡传动比：i4 =0.80Date25汽车传动系倒挡：倒挡滑移齿轮13右移，分别与输入轴倒挡齿轮5和一、二挡同步器接合套12外齿圈啮合。输入轴输入轴倒挡齿轮5倒挡滑移齿轮13一、二挡同步器接 合套12一、二挡同步器齿轮毂19输出轴。i倒 =3.167Date26汽车传动系(3)传动路线动画没有直接挡两轴五当变速 器传动简图： 1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被动 齿轮

11、 7-差速器壳 8-半轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速器主动齿轮 13-花键毂 Date27汽车传动系2.三轴式变速器 对于客车或中重型载货汽车，在传动系 中，要求输出更大的扭矩和实现较大的速 度变动范围，一般广泛采用三轴式变速器。 即变速器除了输入轴、输出轴、倒挡轴外， 还设有中间轴(如图示)。Date28汽车传动系三轴示意图至传动轴来自发动机轴(输入轴)轴(输出轴) 倒挡轴中间轴Date29汽车传动系 与二轴式相比： a.在相同的径向尺寸下，可获得较大的传 动比； b.可获得高传动效率的直接挡。 (1)变速器构造 东风EQ1092型汽车五挡变速器。Date30汽车传动

12、系东风EQ1092型汽车变速器结构图Date31汽车传动系 变速传动机构输入轴中间轴输出轴倒档轴变速齿轮结合套Date32汽车传动系(2)动力传递示意图五挡接合齿圈 四、五挡接合套 四、五挡固定齿座 四挡接合齿圈三挡接合齿圈 二、三挡接合套 二、三挡固定齿座 二挡接合齿圈 Date33汽车传动系(3)变速器工作情况Date34汽车传动系(3)各挡的传动路线及传动比 一档：第一轴-第一轴常啮合齿轮-中间轴常啮合齿轮-中间轴-中间轴 一、倒挡齿轮-第二轴一、倒挡滑动齿轮-第二轴；i1=7.31。Date35汽车传动系二档：第一轴-第一轴常啮合齿轮-中间轴常啮合齿轮-中间轴-中间轴 二挡齿轮-第二轴

13、二挡齿轮-二、三挡接合套组件-第二轴； i2=4.31 。Date36汽车传动系三档：第一轴-第一轴常啮合齿轮-中间轴常啮合齿轮-中间轴-中间 轴三挡齿轮-第二轴三挡齿轮-二、三挡接合套组件-第二轴； i3=2.45。Date37汽车传动系四档：第一轴-第一轴常啮合齿轮-中间轴常啮合齿轮-中间轴-中间轴四 挡齿轮-第二轴四挡齿轮-四、五挡接合套组件-第二轴； i4=1.54。Date38汽车传动系五档：第一轴-四、五挡接合套组件-第二轴； i5=1。 (直接挡)Date39汽车传动系倒档：第一轴-第一轴常啮合齿轮-中间轴常啮合齿轮-中间轴-中间 轴一、倒挡齿轮-倒挡常啮合中间齿轮-倒挡中间齿轮

14、-第二轴一、倒 挡滑动齿轮-第二轴； i倒=7.66。 Date40汽车传动系(4)切诺基车三轴式 4/5挡变速器Date41汽车传动系 与东风EQ1092型汽车五挡变速器相比： a.前者壳体采用整体式,后者采用三段式，即由前 壳体、中间连接器(中间支承板)和后壳体(或二轴后 轴承盖)组成。 b.前者每根轴采用二点支承，后者采用三点支 承，提高了轴的刚性。 c.五挡、倒挡采用桑塔纳二轴式五挡变速器的结 构形式，使轴的跨度减小，刚度提高。 d.前者采用部分同步的换挡方式，后者采用全同 步换挡方式。Date42汽车传动系各挡动力传动路线示意图Date43汽车传动系 3.变速器的换挡装置(1)直接滑

15、动式(即滑移齿轮) 换挡装置：直接滑动式用于直齿 轮传动的挡位，换挡齿轮和轴通 过花键联接。常用于一挡、倒挡 ，如东风EQ1092型汽车五挡变速 器。(2)接合套式(即同步器)换挡装 置：这种换挡装置用于斜齿轮传 动的挡位，如左边示意图所示。Date44汽车传动系一、倒挡齿轮 直接滑移式四、五挡同步 器 接合套式换挡装置的两种类型Date45汽车传动系 根据换挡装置的不同，变速器又可分为全 同步式变速器和部分同步式变速器。 部分同步式变速器 即变速器中既有滑移齿轮式换挡装置，又 有接合套式换挡装置。 全同步式变速器 即变速器中的各挡(除倒挡)均采用同步器 (接合套式)换挡机构。Date46汽车传动系三轴五挡全同步 变速器传动简图1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环 5-输出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮 Date47汽车传动系4.同步器的构造及其工作原理 同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。 这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。 惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其 上面