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1、单元3 手动变速器,学习目的和要求,1变速器的变速传动机构的工作原理与构造,2同步器的工作原理与构造,3变速器的操纵机构的工作原理与构造,4手动变速器的维护与故障诊断,单元3 手动变速器,课题3.1 变速器的功用与工作原理,3.1.1 变速器的功用,在汽车传动系中设置了变速器， 其功用如下 :,(1) 改变传动比,(2) 倒向行驶,(3) 切断动力传动,3.1.2 变速器的分类,3.1.2.1 按传动比变化方式分类,有级式变速器,无级式变速器,综合式变速器,按传动比变化方式,3.1.2 变速器的分类,3.1.2.2 按操纵方式分类,按操纵方式,(1) 强制操纵式手动变速器,(2) 自动操纵式自
2、动变速器。,(3) 半自动操纵式变速器,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,3.1.3.1 普通齿轮变速器的变速原理,普通齿轮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。由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以变速，而且两齿轮的转速与其齿数成反比。,(a) 减速传动 (b) 增速传动 图3-1 齿轮传动的变速原理 输入轴；输出轴；1主动齿轮；2从动齿轮,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,3.1.3.2 换挡原理,一对齿轮传动只能得到一个固定的传动比，从而得到一种输出转速，并构成一个挡位。,图3-2 双级齿轮传动式变速器示意图 输入轴；输出轴；中间轴；1第一轴主动
3、齿轮；2中间轴从动齿轮；3、5中间轴主动齿轮；4、6第二轴从动齿轮,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,第一级齿轮传动中，小齿轮1为主动齿轮，其转速 为，齿数为；大齿轮2为从动齿轮，转速为，齿数 为。这对齿轮的传动比为,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,第二级齿轮传动中，齿轮3为主动齿轮，转速为，齿数为； 齿轮4为从动齿轮，转速为，齿数为。这对齿轮的传动比为,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,经过两对齿轮传动，总传动比为,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,因为齿轮2和齿轮3在同一根轴上，故 ，上式变为,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,因此，多级齿轮传动比为,3.1.3 普通
4、齿轮变速器的工作原理,因为，变速器传动比改变了，输出的 转速也随之改变。,将图3-2中的中间轴主动齿轮3、第二轴从动齿轮 4脱开，让中间轴主动齿轮5、第二轴从动齿轮6 进入啮合状态，获得传动比为,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,在齿轮传动中，如不计能量损失，根据能量守恒定律 ，输入功率等于输出功率，即,由 可得,同理可得,而,，,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,对于变速器，其各挡的传动比ik 就是变速器输入轴转速 n入（或输入轴扭距 M出 ）与输入轴转速 n出（或输入轴扭矩 M入 ）之比，即,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,三轴式,机械式齿轮变速器的变 速传动机构,两轴式,3
5、.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,普通齿轮变速器常见的 齿轮传动形式,双级齿轮传动,单级齿轮传动,3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理,单级齿轮传动式变速器如图,图3-3 单级齿轮传动式变速器示意图 输入轴；输出轴,课题3.2普通齿轮变速器的变速传动机构,变速传动机构是变速器的主体，主要由一系列相互啮合的齿轮副、同步器、支承轴以及作为基础件的壳体组成 。,变速器包括变速传动机构和操纵机构两部分。按变速器轴的数目分，有两轴式变速器和三轴式变速器。,3.2.1 三轴式变速传动机构,以东风EQ1092型汽车变速器为例介绍三轴式变速器结构,3.2.1.1 基本结构,图3-4 EQ1092型汽车五挡变
6、速器变速传动示意图,3.2.1 三轴式变速传动机构,以东风EQ1092型汽车变速器为例介绍三轴式变速器结构,1第一轴； 2第一轴常啮合传动齿轮； 3第一轴齿轮接合齿圈； 4、9接合套； 5四挡齿轮接合齿圈； 6第二轴四挡齿轮； 7第二轴三挡齿轮； 8三挡齿轮接合齿圈； 10二挡齿轮接合齿圈； 11第二轴二挡齿轮；12第二轴一、倒挡滑动 齿轮；,13变速器壳体； 14第二轴； 15中间轴； 16倒挡轴； 17、19倒挡中间齿轮； 18中间轴一、倒挡齿轮； 20中间轴二挡齿轮 21中间轴三挡齿轮； 22中间轴四挡齿轮； 23中间轴常啮合传动齿轮； 24、25花键毂,3.2.1 三轴式变速传动机构,
7、如图3-5所示为变速器结构图,1第一轴；2第一轴常啮合传动齿轮；3第一轴齿轮接合齿圈；4、9接合套；5四挡齿轮接合齿圈；6第二轴四挡齿 轮；7第二轴三挡齿轮；8三挡齿轮接合齿圈；10二挡齿轮接合齿圈；11第二轴二挡齿轮； 12第二轴一、倒挡滑动齿轮；13变速器壳体；14第二轴； 15中间轴；16倒挡轴；17、19倒挡中间齿轮；18中间轴一、倒挡齿轮；20中间轴二挡齿轮；21中间轴三挡齿轮；22 中间轴四挡齿轮；23中间轴常啮合传动齿轮；24、25花键毂；26第一轴承 盖；27轴承盖回油螺纹；28通气孔；29里程表传动齿轮；30中央制动器底盘,3.2.1 三轴式变速传动机构,3.2.1.2 各挡
8、传动路线及传动比,一挡传动比为,二挡传动比为,三挡传动比为,四挡传动比为,五挡传动比为,倒挡传动比为,3.2.2 防止自动脱挡的措施,减薄齿式,常见的防止自动脱挡的机构,齿端倒斜面式,3.2.2 防止自动脱挡的措施,3.2.2.1 齿端倒斜面式防止自动脱挡机构,图3-6 齿端倒斜面式防止自动脱挡机构 1、4接合齿圈；2接合套；3花键毂；F圆周力； N倒锥齿面正压力；Q防止脱挡的轴向力,3.2.2 防止自动脱挡的措施,3.2.2.2 减薄齿式防止自动脱挡机构,东风EQ1090E型汽车变速器采用的是减薄齿式防止自动脱挡机构,图3-7 减薄齿式防止自动脱挡机构 1、4接合齿圈；2接合套；3花键毂；F
9、圆周力；N凸台对接合套的总阻力；Q防止脱挡的轴向力,3.2.3 两轴式变速传动机构,我国常见的几种国产轿车均采用发动机前置前轮驱动,捷达,桑塔纳,奥迪,富康,3.2.3 两轴式变速传动机构,纵向布置,横向布置,3.2.3 两轴式变速传动机构,当纵置时，主减速器齿轮和差速器齿轮布置在离合器和变速器之间，主减速器齿轮为一对圆锥齿轮,图3-8 桑塔纳轿车四挡变速器传动示意图 1发动机；2离合器；3变速器；4主减速器；5差速器,1纵置发动机；2离合器；3变速器；4变速器输入轴；5主动齿轮轴；6半轴齿轮； 7差速器行星齿轮；8前轮；、一、二、三、四、五挡齿轮；R倒挡齿轮,3.2.3 两轴式变速传动机构,
10、当横置时，由于主减速器的主动齿轮和从动齿轮轴线平行，故采用一对圆柱齿轮,图3-10 捷达轿车四挡变速器传动示意图 1发动机；2离合器；3变速器；4主减速器；5差速器；6带等角速度万向节的半轴,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,3.2.4.1 一汽奥迪100型轿车变速器,如图3-11所示是一汽奥迪100型轿车变速器,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,1变速器前壳体； 2输入轴； 3分离轴承； 4分离杠杆； 5输入轴一挡齿轮； 6变速器后壳体； 7输入轴二挡齿轮； 8输入轴三挡齿轮； 9、16、23接合套； 10输入轴四挡齿轮； 11、18隔离套； 12输入轴五
11、挡齿轮；,13集油器； 14输入轴倒挡齿轮； 15输出轴倒挡齿轮； 17输出轴五挡齿轮； 19输出轴四挡齿轮； 20输出轴； 21输出轴三挡齿轮； 22输出轴二挡齿轮； 24输出轴一挡齿轮； 25主减速器主动圆锥齿轮；26倒挡中间轴； 27倒挡中间齿轮,3.2.4.2 各挡的传动过程,图3-12 一汽奥迪100型轿车五挡变速器传动示意图,1输入轴；2输入轴一挡齿轮；3输入轴二挡齿轮；4输入轴三挡齿轮；5、12、17接合套；6输入轴四挡齿轮；7输入轴五挡齿轮；8变速器壳体；9输入轴倒挡齿轮；10输出轴倒挡齿轮； 11倒挡中间齿轮；13输出轴五挡齿轮；14输出轴四挡齿轮；15输出轴三挡齿轮； 16
12、输出轴二挡齿轮；18输出轴一挡齿轮；19输出轴；20主减速器主动圆锥齿轮； 21主减速器从动圆锥齿轮；22半轴；23差速器壳,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,挡传动比为,挡传动比为,挡传动比为,挡传动比为,挡传动比为,倒挡传动比为,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,桑塔纳轿车变速器 目前主要有两个系 列产品,3.2.4.3 桑塔纳轿车变速器,普通型桑塔纳用的四挡变 速器，如图3-13所示,桑塔纳2000型用的五挡变 速器，如图3-14所示,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,图3-13 普通型桑塔纳轿车四挡变速器传动机构示意图,图3-14
13、桑塔纳2000型五挡变速器传动机构示意图,l输入轴；2输出轴；3三、四挡同步器；4一、二挡同步器；5倒挡轴倒挡齿轮；一挡齿轮；二挡齿轮；三挡齿轮；四挡齿轮；五挡齿轮；R倒挡齿轮,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,桑塔纳2000型轿车五挡变速器动力传递路线见表3-1。,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,桑塔纳2000型轿车五挡变速器动力传递路线见表3-1。,3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速传动机构,如图3-15所示是普通捷达轿车四挡变速器结构图,图3-15 普通捷达轿车四挡变速器结构图,1、3、4、5、7四、三、二、倒、一挡主动齿轮；2三、四挡同步器
14、接合套；6换挡选挡轴；8主减速器主动齿轮；9主减速器从动齿轮；10、11、12、13、15一、倒、二、三、四挡从动齿轮； 14速度表传动机构；16输出轴；17拨叉机构18输入轴；19差速器,3.2.5 发动机前置横向布置的两轴式变速传动机构,如图3-16所示是捷达王轿车五挡变速器结构图,图3-16 捷达王轿车五挡变速器结构图,1离合器壳体；2差速器；3输出轴；4、15、16、17、18一、五、四、三、二挡从动齿轮；5输入轴；6、7、8、9、11、12一、倒、二、三、四、五挡主动齿轮；10三、四挡同步器；13 五挡同步器；14变速器壳体盖；19一、二挡同步器,3.2.5 发动机前置横向布置的两轴
15、式变速传动机构,表3-2 捷达轿车四、五挡变速器速比,3.2.5 发动机前置横向布置的两轴式变速传动机构,如图3-17所示， 输入轴与一挡主动齿轮1、倒挡主动齿轮2及二挡主动齿轮3制成一体,图3-17 变速器输入轴,1一挡主动齿轮；2倒挡主动齿轮；3二挡主动齿轮；4四挡主动齿轮；5四挡滚针轴承； 6四挡锁环；7弹性挡圈；8三、四挡同步器接合套与花键毂；9接合套；10花键毂；11滑块； 12同步器弹簧；13三挡锁环；14三挡主动齿轮；15三挡滚针轴承；16变速器输入轴,3.2.5 发动机前置横向布置的两轴式变速传动机构,3.2.5 发动机前置横向布置的两轴式变速传动机构,输出轴与主减速器主动齿轮制成一体，如图3-18所示,图3-18 变速器输出轴,3.2.5 发动机前置横向布置的两轴式变速传动机构,1轴承内圈； 2轴承压盘 3螺栓； 4、6弹性挡圈； 5四挡从动齿轮； 7三挡从动齿轮； 8二挡从动齿轮； 9二挡滚针轴承； 10二挡滚针轴承内 11二挡同步器锁环； 12同步器弹簧；,
