2-3第三节--普通齿轮变速器解析

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1、第三节 普通齿轮变速器及分动器 学习目标应知：1普通齿轮变速器的功用、组成和结构形式；2传动原理和传动比；3三轴式变速器各挡位动力传递线路；4操纵装置的型式和安全锁定机构的作用；5惯性式同步器类型、结构和同步原理；6分动器的作用和基本结构。应会：1对照变速器的实物说出各零件的名称；2三轴式变速器拆卸和正确装配； 第三节 普通齿轮变速器及分动器 一、普通齿轮变速器的功用、组成、工作原理和结构型式（一）功用变速器的功用是：改变汽车行驶速度，改变驱动扭矩的大小，即变速变扭；改变汽车行驶方向，实现前进和后退；在发动机工作，离合器又接合的情况下，能实现停车（即空挡）。变速分为有级变速、无级变速和综合变速

2、三种。有级变速通常采用普通齿轮变速器，它一般有36 个前进挡和12个倒挡；无级变速通常采用主、从动带轮直径可相应改变的V形带传动，或采用液力变矩器；综合变速一般为液力变矩器（或偶合器）与行星齿轮变速器组合，实现负载换挡（不踩离合器）和自动换挡，使汽车有具有高的动力性、经济性和操纵轻便等优点。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （二）组成 目前广泛使用的齿轮有级式变速器，由箱体与箱盖、齿轮传动机构、操纵机构和操纵安全装置组成。齿轮传动机构包括若干轴和轴上的齿轮副及轴端的轴承等；操纵机构有直接操纵和远距离操纵方式；操纵安全装置包括自锁机构、互锁机构、倒挡锁及同步器等。 第三节 普通齿轮变速器及分动器

3、 （三）齿轮传动的变速原理 1实现转速和扭矩改变（变速变扭）的原理 由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮副啮合传动时可以变速，而且两齿轮的转速与其齿数成反比。设主动齿轮转速为n1、齿数为z1，从动齿轮转速为n2、齿数为z2，则主动齿轮(即输入轴)转速与从齿动轮(即输出轴)转速之比值（称为传动比），为：如图2-22a所示，当以小齿轮1为主动齿轮，其转速经大齿轮传出时就降低了，即，称为减速传动，此时传动比；如图2-22b所示，当以大齿轮1为主动齿轮(即)其转速经小齿轮传出时就升高了，即，称为增速传动，此时传动比。这就是齿轮传动的变速原理。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-22 齿轮传动的

4、基本原理 1-主动齿轮（齿数为z1) 2-从动齿轮（齿数为z2 ） 第三节 普通齿轮变速器及分动器 一般轿车和轻、中型客货车的变速器通常有36个前进挡和一个倒挡，每个前进挡对应一个传动比。所谓几挡变速器是指其前进挡数，前进挡一般为降速挡，传动比；传动比的挡位称为直接挡；少数汽车具有超速挡，即。 变速器传动比小的挡位称为高挡；传动比大的挡位称为低挡。变速器每次只能以一个挡位工作。挡位的改变称为换挡，由低挡向高挡变换称为加挡；由高挡变换成低挡称为减挡。根据齿轮传动的原理，齿轮传动的扭矩与其转速成反比，由此可见，齿轮式变速器在改变转速的同时，也相应改变了输出扭矩，挡位越低、传动比越大，输出转速越低、

5、相应输出转矩越大；反之，挡位越高，传动比越小，输出转速越高、相应输出转矩越小。汽车变速器就是通过变换各挡的传动比来改变输出转矩，以适应汽车行驶阻力的变化。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 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。为了增加变速器输出转速的变化范围，普通齿轮变速器通常都采用多组大小不同的齿轮啮合副传动，这样就构成了多个不同传动比的挡位，从而可得到多种不同的输出转速。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2实现前进、后退、空挡和停车的原理 见图2-24所示，如图中a、b、c、d、e的各对齿轮副分别啮合时，为前进的1、2、3、4、5挡；如图f中所示，将齿

6、轮8与齿轮11啮合时，第一轴1传给中间轴19的动力经齿轮14、11才能传到第二轴9上，使第二轴的转向与前述各挡相反，这样便可使汽车倒退行驶，这个挡位称为倒挡，齿轮14、11称为倒挡齿轮。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-24实现前进、后退、空挡的原理1-第一轴 2-常啮主动齿轮 3-花键毂 4-结合套 5、16-四挡齿轮 6、15-三挡齿轮 7-二、三挡齿轮 8-一、到挡齿轮 9-第二轴 10-一挡齿轮 11、14-到挡齿轮 12-二挡齿轮 13-中间轴倒挡齿轮 17-功率输出齿轮 18-常啮齿轮 19-中间轴 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-24中所示的各挡位齿轮副都不进入啮合而

7、处于分离状态时（叫空挡），则发动机虽然工作，但传递给输出轴的动力终断，汽车停驶。此时，便可通过动力输出装置（有的汽车有该装置）将发动机动力对外输出，从事其它固定作业。第三节 普通齿轮变速器及分动器 （三）普通齿轮变速器的结构型式1两轴式变速器如图2-25所示，它由输入轴(也称为第一轴)和输出轴(也称为第二轴)两根基本轴及轴上各齿轮副组成。所有各前进挡都由一对齿轮副啮合传动，其主动齿轮都安装在输入轴上，从动齿轮都安装在输出轴上，各挡的传动比都等于该挡从动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比值，输出轴旋转方向与输入轴旋转方向相反；倒挡则是在输入轴与输出轴之间加装了一根倒挡轴和倒挡齿轮(惰轮)，使其输出轴旋转

8、方向与前进挡时的旋转方向相同，从而可以使汽车倒向行驶。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-25 两轴式变速器的结构-输入轴 -输出轴 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2三轴式变速器如图2-26所示，其前进挡由输入轴、输出轴和中间轴三根基本轴及其轴上的齿轮副组成。输入轴上只有一个齿轮，图中的1，为主动齿轮，与中间轴上的齿轮2为常啮合，构成第一级齿轮传动；中间轴上的其他齿轮均作为主动轮，与第二轴上对应的齿轮构成第二级传动，即每一挡位都由两对齿轮啮合副实现不同的传动比。 图2-26三轴式变速器-输入轴 -输出轴 -中间轴1-输入轴主动齿轮 2-中间轴从动齿轮 3、5-中间轴主动齿轮 4、6-输出

9、轴从动齿轮 第三节 普通齿轮变速器及分动器 三轴式变速器，前进挡的输入轴与输出轴转向相同，且在同一轴线，其倒挡则是在中间轴与输出轴之间加装一根倒挡轴和倒挡齿轮（图2-24中14、11），使输出轴与输入轴转向相反，从而可使汽车逆向行驶。二、普通齿轮变速器传动机构实例（一）解放CA1092型汽车三轴式变速器的齿轮传动机构1基本结构 如图2-27、28所示。图2-27为六挡变速器传动机构示意图，图2-28为变速器的结构图，整个变速器有三根基本轴：第一轴1、中间轴30和第二轴26、此外还有一根倒挡轴31。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-27 解放CA1092型汽车变速器结构简图第三节 普通齿轮

10、变速器及分动器 （1）第一轴1（输入轴）。前端用向心球轴承支撑在曲轴后端的中心孔内，其花键部分安装离合器的从动盘，以接受发动机的动力；后端则用圆柱滚子轴承支撑在变速器壳体前壁的轴承孔内，并进行轴向定位。后端的齿轮2与轴制成一体，与中间轴上的齿轮38构成一对常啮合齿轮，将动力传递给中间轴，作为变速器各挡(除直接挡)的第一级齿轮传动。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （2）中间轴30。两端均由圆柱滚子轴承支撑在变速器壳体上，轴上的齿轮37、38用半圆键与之固定，齿轮29、33、34、35和36则与中间轴制成一体，其中齿轮29、33合二为一，构成一个较长的中间轴一、倒挡齿轮。除齿轮38外，中间轴上的

11、其他齿轮都为主动齿轮，分别与第二轴上相应的齿轮啮合，构成变速器各挡的二级齿轮传动。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 3）第二轴26（输出轴）。前端轴颈用滚针轴承支撑在第一轴后端的轴承孔内，后端轴颈则由圆柱滚子轴承支承在壳体后壁的轴承孔内；后端轴承外圈也装有弹性挡圈，对第二轴进行轴向定位。后端轴颈伸出部分通过凸缘盘与万向传动装置相连，将动力输出。第二轴上的各挡齿轮都通过衬套或滚针轴承空套在轴上，与中间轴上的各挡齿轮均为常啮合。为了使这些空套的齿轮与第二轴联接起来传递动力，在各齿轮的一侧均制有接合齿圈，并在第二轴相应的位置装有花键毂和接合套(或同步器)等换挡机构。为了防止各挡齿轮的轴向移动，在第二

12、轴与齿轮端面之间装有卡环对齿轮进行轴向定位。另外，第二轴后轴承盖内还装有车速里程表驱动蜗杆42及蜗轮。第三节 普通齿轮变速器及分动器 （4）倒挡轴31。它安装在中间轴的一侧，为固定式轴，其轴端与壳体上的轴承孔为过盈配合以防止漏油；轴外端还用锁片固定在壳体上，防止其转动和轴向移动。倒挡中间齿轮32通过滚针轴承空套在倒挡轴上，它同时与第二轴上的倒挡齿轮25及中间轴上的倒挡齿轮29常啮合。它作为惰轮置于齿轮25与29之间，可使第二轴的旋转方向与第一轴方向相反，即可实行倒车行驶。整个变速器总成由壳体前端的四个螺栓固定到离合器壳上，并以第一轴轴承盖的外圆与离合器壳相应的承孔配合定位，以保证变速器第一轴与

13、曲轴轴线的同轴度。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-28 解放CA1092型汽车变速器结构图 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2各挡的齿轮传动情况（见图2-27）空挡：如图2-27所示，为变速器空挡位置，发动机旋转、离合器接合时，动力通过第一轴常啮合齿轮副2、38传递给中间轴。第二轴上的齿轮在中间轴齿轮的带动下空转。一挡：动力从第一轴依次经齿轮2、38、中间轴、齿轮33、接合齿圈21、接合套20、花键毂28，再通过花键齿传给第二轴，一挡传动比轧为7.640。二挡：动力从第一轴依次经过齿轮2、38、中间轴、齿轮34、17、接合齿圈18、接合套20、花键毂28，再通过花键齿传给第二轴，其传动

14、比为4835。三挡：将接合套12右移与接合齿圈15接合，其传动比为2.857。第三节 普通齿轮变速器及分动器 四挡：使接合套12左移与接合齿圈10接合，其传动比为1.895。五挡：使接合套5右移与接合齿圈7接合，其传动比为1.337。六挡：使接合套5左移与接合齿圈3接合，此时动力从第一轴经齿轮2、接合齿圈3、接合套5和花键毂40直接传给第二轴，（中间轴及轴上齿轮空转），故称为直接挡，传动比等于1。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 由上可知各挡传动比： 。有些轿车和轻、中型货车的变速器在直接挡之后，还加设一个超速挡()，超速挡主要用于在良好路面上轻载或空车行驶的场合，以提高汽车的燃油经济性。如果

15、要挂倒挡，使接合套23右移与接合齿圈24接合。此时动力从第一轴依次经过齿轮2,38、中间轴、齿轮29、32、25接合齿圈24、接合套23、花键毂27传到第二轴。由于增加了一个中间齿轮32，故第二轴的旋转方向与第一轴相反，汽车便逆向行驶。倒挡的传动比为7.107，其数值一般较大，这是从安全的角度考虑，为了使倒车速度尽可能低些。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2.变速器的换挡装置其结构型式有直齿滑动式、接合套式和同步器式三种。（1）直齿滑动式换挡 是在换挡时通过直接移动一个齿轮与另外一齿轮啮合，齿轮轮齿所受的冲击大、噪声大、承载能力低；因此，用得较少，一般只在变速器的一、倒挡中采用。第三节 普通

16、齿轮变速器及分动器 （2）接合套式换挡 这种换挡用于常啮合的斜齿轮传动的挡位，如图2-28 所示，解放CA1092型汽车变速器的一、倒挡采用的是这种形式。其中间轴上的一、倒挡主动齿轮与轴固定在一起，第二轴上的一挡齿轮22和倒挡齿轮25空套在轴上。为了这些齿轮在挂挡后与第二轴联接起来传递动力，在各齿轮的一侧分别制有接合齿圈21和24，靠近接合齿圈的一侧安装了花键毂27和28，它的内花键齿与第二轴花键相结合可传递动力；其外花键齿则套着接合套20和23，接合套的内齿与花键毂的外花键及接合齿圈三者之间的齿形和齿数都相同。欲挂某一挡时，拨动接合套使之与花键毂及接合齿圈同时啮合，即可挂入该挡。 接合套式换

17、挡装置由于其接合齿短，换挡时拨叉移动量小，故操作较轻便；且换挡承受冲击的面积增加，使换挡时冲击减小，换挡元件的寿命长。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （3） 同步器式换挡 同步器式换挡装置是在接合套式换挡装置的基础上加装了同步元件而构成的一种换挡机构。它可以保证在换挡时使接合套与待啮合齿圈的圆周速度迅速相等，即迅速达到同步状态，并防止二者在同步之前进入啮合，从而可消除换挡时的冲击，并使换挡操纵简单。其结构和工作原理将在后面详细介绍。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 3润滑与密封：解放CA1092型汽车变速器与其它普通齿轮变速器一样，采用飞溅润滑（有少数重型汽车采用压力润滑），在壳体内注入一定

18、量的润滑油，依靠齿轮旋转将润滑油甩到各运动零件的工作表面。壳体一侧有加油口，润滑油液平面高度应保持与加油口的下沿平齐；壳体底部有放油螺塞。为了润滑第二轴的前轴承和各个空套齿轮的衬套或轴承，有的齿轮钻有径向油孔，或在齿轮毂端面开有径向油槽，以便使润滑油进入各衬套和轴承表面。 为了防止润滑油泄漏，变速器盖与壳体以及各轴承盖与壳体的结合面装有密封垫或用密封胶密封；第一轴和第二轴与轴承盖之间则用自紧油封或回油螺纹密封。在轴承盖下部一般制有回油凹槽，在壳体的相应部位开有回油孔，使润滑油流回壳体内。装配时应使凹槽与油孔对准，为了防止变速器工作时由于油温升高，使气压过大而造成润滑油渗漏，在变速器盖上装有通气

19、塞。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （二）轿车上配置的两轴式变速器在发动机前置前轮驱动(FF型)或发动机后置后轮驱动(RR型)的传动系中，由于总体布置的需要，通常采用两轴式传动机构的变速器，如帕萨特、捷达、奥迪、富康等轿车。根据前置发动机的布置方式，有纵向布置和横向布置两种形式，与其配用的两轴式变速器的结构形式也有所不同。发动机纵置如图2-31所示，因为要改变力的传递方向，布置在离合器和变速器之间的主减速器齿轮为一对圆锥齿轮。第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-31 发动机纵向布置前驱两轴式变速器1-发动机 2-离合器 3-半轴 4-万向节 5-变速器 6-主减速器 7-差速器 第三节 普

20、通齿轮变速器及分动器 发动机横置如2-32所示，动力经离合器传入变速器，经各挡位变换后，传给主减速器，再由差速器将动力传给左右半轴。由于该变速器输入轴与输出轴平行，主减速器的主动齿轮为一对圆柱齿轮，如帕萨特、捷达等多种类型的轿车采用这种型式。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-32 发动机横向布置前驱两轴式变速器1-发动机 2-离合器 3-变速器4-主减速器 5-差速器 6-半轴第三节 普通齿轮变速器及分动器 三、变速器的操纵机构、操纵安全装置 (一)操纵机构变速器操纵机构根据变速操纵杆(简称变速杆)与变速器的相互位置不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。 直接操纵式：大多数汽车的

21、变速器布置在驾驶员座位附近，变速杆由驾驶室底板伸出，驾驶员可直接操纵变速杆来拨动变速器盖内的换挡操纵装置，这称为直接操纵式变速器操纵机构。它一般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及安全装置等组成，多集装于变速器上盖或侧盖内，结构简单，操纵方便。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图图2-33 解放解放CA1091型汽型汽车六挡变速器操纵机构车六挡变速器操纵机构1-变速杆变速杆 2-换挡轴换挡轴 3-倒挡倒挡拨叉轴拨叉轴 4- 一、二挡拨叉轴一、二挡拨叉轴 5-三、四挡拨叉轴三、四挡拨叉轴 6-五、五、六挡拨叉轴六挡拨叉轴 7-轴倒挡拨叉轴倒挡拨叉 8- 一、二挡拨叉一、二挡拨叉 9-五、六五、六挡拨

22、块挡拨块 10- 一、二挡拨块一、二挡拨块11-三、四挡拨叉三、四挡拨叉 12-五、五、六挡拨叉六挡拨叉13-互锁柱销互锁柱销 14-自锁钢球自锁钢球15-自锁弹簧自锁弹簧 16-倒挡拨块倒挡拨块 17-叉形拨杆叉形拨杆 第三节 普通齿轮变速器及分动器 不同变速器其挡位数和操纵机构的结构与布置都可能不同，从而相应于各挡位的变速杆上端手柄位置排列，即挡位排列也不相同。因此，通常在汽车驾驶室仪表板上(或变速器操纵手柄上)标有该车变速器挡位排列图(如图2-33左上方所示)。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2远距离操纵式：在有些汽车上，由于变速器离驾驶员座位较远，则需要在变速杆与拨叉之间加装一些辅助

23、杆件或一套传动机构，构成远距离操纵。这种操纵机构应有足够的刚度，且各连接件间隙不能过大，否则换挡时手感不明显。由于布置上的原因，它多用在轿车和轻型汽车上，如奥迪100型、桑塔纳轿车等。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-34 奥迪100型轿车变速器操纵机构a)变速器外操纵机构 b)变速器内操纵机构1-内换挡轴 2、3、4-换挡拨叉轴及拨叉5-挡位锁止机构 6-选换挡横轴 7-倒挡锁止机构 第三节 普通齿轮变速器及分动器 如图2-34所示，它的外操纵机构(图中a)由驾驶员座位附近的变速操纵杆、铰链、限位及防护装置、中间连接杆件(直通到变速器壳体外)构成。变速杆以球形铰链为支点，可以直接前后、

24、左右摆动，且通过一系列中间连接杆件操纵变速器的内操纵机构，以进行选挡、换挡。各连接杆具有足够的刚度，且连接点处间隙小，否则将影响换挡时的手感。内操纵机构(图中b)由内换挡轴1，选换挡横轴6，换挡拨叉轴及拨叉2、3、4，挡位锁止机构(自锁装置)5，倒挡锁止机构7组成。内换挡轴1与选换挡横轴6用球铰链连接，在外操纵机构作用下，使内换挡轴l作轴向移动或转动。当它轴向移动时，给选换挡横轴6以回转力矩，从而推动所选挡位的拨叉轴作轴向移动，拨叉轴上的拨叉推动同步器接合套进行换挡。第三节 普通齿轮变速器及分动器 当内换挡轴l转动时，使选换挡横轴6作轴向移动，可选择不同挡位的拨叉轴，实现选挡动作。选换挡横轴6

25、上有换挡拨爪，用于推动换挡拨叉轴作轴向移动，进行选挡。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （二）操纵安全装置为保证变速器在任何情况下都能准确地挂入所选定的挡位并能安全、可靠地工作；为防止变速器自动挂挡或自行脱挡，并保证各挡传动齿轮以全齿长啮合；为保证变速器不同时挂入两个挡，以免使同时啮合的两挡齿轮因其传动比不同而互相卡住，造成运动干涉或零件损坏；为防止在汽车起步时误挂倒挡而造成安全事故。因此，在变速器操纵机构中设置有自锁、互锁和倒挡锁。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 1自锁装置 它是用来防止自动脱挡或自动挂挡，并保证工作齿轮以全齿宽啮合的装置。 图2-35 东风EQ1092型汽车变速器的自锁和

26、互锁装置1-自锁钢球 2-自锁弹簧 3-变速器盖(前端) 4-互锁钢球 5-互锁销 6-拨叉轴 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2互锁装置 它防止变速杆同时拨动两根拨叉轴而挂上两个挡，使变速器产生机械干涉损坏变速器零件，保证在换挡时只能移动一根拨叉轴并同时自动地锁住其余拨叉轴，才能挂上一个挡位。 互锁装置的结构形式较多，但在汽车上用得最广泛的是钢球(或柱销)式互锁装置 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-36 互锁装置工作示意图1、2、3-拨叉轴 4、6-互锁钢球 5-互锁销 每根拨叉轴在朝向互锁钢球的侧表面上均制出一个深度相等的凹槽，拨叉轴处于空挡位置时，其侧面凹槽都正好对准钢球4和6。两

27、个互锁钢球的直径之和正好等于相邻两轴表面之间的距离加上一个凹槽的深度。中间拨叉轴上两个侧面凹槽之间有孔相通，孔中有一根可以滑移的互锁销5，销的长度等于拨叉轴的直径减去一个凹槽的深度。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 当变速器处于空挡时，所有拨叉轴的侧面凹槽同钢球、互锁销都在一条直线上。当移动中间拨叉轴2时(图2-36a)，轴2两侧的内钢球从凹槽中被挤出，把钢球6和4则分别挤入拨叉轴1和轴3的侧面凹槽中，因而将它们刚性地锁定在其空挡位置。若欲移动拨叉轴3，则应先将拨叉轴2退回到空挡位置(图2-36b)，才能使之移动，而在移动拨叉轴3时，钢球4便从轴3的凹槽中被挤出，同时通过互锁销5和其他钢球将轴

28、2和轴1均锁定在空挡位置。同理，当移动拨叉轴1时，则轴2和轴3被锁止在空挡位置(图2-36c)。由此可知，互锁装置的作用是，只有在空挡时，才能拨动某一拨叉轴，而在任一挡位时，将自动锁住其余拨叉轴。第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-37所示为挡位较少（三个前进挡，一个倒退挡）汽车挡位锁止装置，它是将自锁装置和互锁装置合为一体。由于变速器的挡位较少，故只需两根拨叉轴，两个空心锁销1套在弹簧2的两端，两个锁销长度之和等于两拨叉轴表面间距离加上一个凹槽深度。其工作原理同上所述，即两个锁销的长度保证换挡时只能移动一根拨叉轴,而在该轴移动的同时，凹槽中的锁销被挤出，顶压另一锁销而将另一拨叉轴锁止。 第

29、三节 普通齿轮变速器及分动器 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-37 自锁、互锁一体式锁止装置1一锁销 2一锁止弹簧第三节 普通齿轮变速器及分动器 3倒挡锁装置 它防止汽车前进时，误挂倒挡而损坏传动系有关零件；也防止汽车起步时，误挂倒挡而造成安全事故。倒挡锁的结构形式有多种，如弹簧锁销式、锁片式、扭簧式、锁簧式等。但应用最多的是弹簧锁销式。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-38 东风EQl092型汽车变速器倒挡锁装置 1-倒挡锁销 2-倒挡锁弹簧3-倒挡拨块4-变速杆 第三节 普通齿轮变速器及分动器 四、同步器四、同步器同步器的作用是在换挡时使接合套与待啮合的齿圈先迅速同步器的作用是

30、在换挡时使接合套与待啮合的齿圈先迅速达到同步之后，再进入啮合，实现无冲击、无声换挡。目达到同步之后，再进入啮合，实现无冲击、无声换挡。目前所采用摩擦式惯性同步器，主要由同步装置前所采用摩擦式惯性同步器，主要由同步装置(包括推动包括推动件、摩擦件件、摩擦件)、锁止装置和接合装置三部分组成。由于锁、锁止装置和接合装置三部分组成。由于锁止装置的不同，惯性式同步器有锁环式和锁销式两种。止装置的不同，惯性式同步器有锁环式和锁销式两种。（一）锁环式惯性同步器（一）锁环式惯性同步器各型汽车变速器所采用的锁环式惯性同步器的具体结构型各型汽车变速器所采用的锁环式惯性同步器的具体结构型式略有差异，但基本结构和工作

31、原理相同。现以六挡变速式略有差异，但基本结构和工作原理相同。现以六挡变速器中的五、六挡同步器为例说明其构造和工作原理。器中的五、六挡同步器为例说明其构造和工作原理。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 1主要构造：如图2-39所示，它由花键毂7、接合套8、锁环(也称同步环) 5和9以及三个滑块2及弹簧圈6等组成，同步器安装在第二轴上，其装配关系也如图所示。图2-39 锁环式惯性同步器1-六挡接合齿圈 2-滑块 3-拨叉 4-五挡接合齿圈 5、9-锁环（同步环） 6-弹簧圈 7-花键毂 8-接合套 10-环槽 11-轴向滑槽 12-缺口 第三节 普通齿轮变速器及分动器 花键毂7以其内花键套装在第二轴

32、的外花键上，并用卡环轴向固定。锁环5和9分别装在花键毂7的两端与六挡接合齿圈1和五挡接合齿圈4之间，锁环具有内锥面，齿圈1和4的端部具有相同的外锥面，两者之间通过锥面相接触。为了增加其接触锥面之间的摩擦力，在锁环内锥面上加工有细密的螺纹槽，以使两锥面接触后能够破坏锥面间的油膜，提高摩擦因数。锁环上还有断续的短花键齿圈，其花键齿的断面形状和尺寸与齿圈1、4及花键毂上的外花键齿均相同，两个齿圈和锁环上的花键齿在对着接合套8的一端都制有倒角（称为锁止角），它与接合套8内花键齿齿端的倒角相同。两个锁环的端部沿圆周相间均布着三个缺口12。三个滑块2分别安装在花键毂的三个均布的轴向槽11内，并可沿槽轴向移

33、动；三个滑块2的两端伸入到两个锁环上的缺口12中，滑块的宽度小于缺口12的宽度，其差值等于齿圈轮齿宽度。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2工作过程（1）空挡位置。如图2-39、2-40a所示，当接合套和滑块都处于花键毂的中间位置，锁环轴向处于自由状态时，为空挡位置。（2）换挡摩擦力矩形成与锁止过程。如图2-40b、c所示，（结合图2-39结构）当要挂入六挡时，通过变速器操纵机构推动接合套8向左，同时带动滑块2一起向左移动。当滑块2左端面与锁环9的缺口的端面接触后，将锁环9推向齿圈1，使两者锥面相接触。由于齿圈1与锁环9转速不相等（即），所以两者一旦接触便在其锥面之间产生摩擦力矩。齿圈1在摩擦

34、力矩的作用下带动锁环9相对于接合套8及花键毂7转动一个角度，直到锁环的缺口与滑块的另一侧面相接触后，锁环便与花键毂及接合套同步旋转。由于锁环缺口和滑块的宽度以及接合套的花键齿的厚度等尺寸设计精确，使此时接合套的齿与锁环的齿相互错开约半个齿厚，即使得接合套的齿端倒角与锁环齿端的倒角恰好互相抵住，因而接合套不能再向左移动进入啮合。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 图2-40 锁环式惯性同步器工作过程A）空挡位置 b）换挡位置 c）锁止位置 d）同步位置 第三节 普通齿轮变速器及分动器 此时如果要使接合套齿圈与锁环齿圈进入啮合，则必须使锁环相对于接合套顺时针转一个角度，使它的缺口中心与滑块中心对齐处

35、于花键毂7通槽的中央位置。由于在接合套与锁环齿端倒角相抵触时，驾驶员始终对接合套施加一个轴向推力FP1，此轴向力通过接合套作用于锁环齿端倒角面上，形成倒角斜面上的法向正压力FN，并产生切向分力FP2 (见图2-40b中受力分析图)。切向力FP2便形成一个力图拨动锁环相对于接合套顺时针转动的力矩，将该力矩称为拨环力矩。但是，轴向力则进一步压紧锁环9与齿圈1的锥面，产生摩擦力矩，迫使待啮合的齿圈1相对于锁环9迅速减速以尽早与锁环同步。由于齿圈1及与其相联系的第一轴等零件的减速旋转，根据惯性原理，便产生一个与其旋转方向相同的惯性力矩，此惯性力矩通过摩擦锥面以摩擦力矩的形式作用到锁环上，阻止锁环相对于

36、接合套顺时针转动。在待接合齿圈1与锁环9未达到同步之前，摩擦锥面的摩擦力矩在数值上就等于此惯性力矩。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （3） 同步啮合。如图同步啮合。如图2-40c所示，由于驾驶员继续对接所示，由于驾驶员继续对接合套施加推力，摩擦锥面之间的摩擦力矩就会使齿圈合套施加推力，摩擦锥面之间的摩擦力矩就会使齿圈1的的转速迅速降低，直至齿圈转速迅速降低，直至齿圈1与锁环与锁环9的相对角速度为零，因的相对角速度为零，因而其惯性力矩也就消失。此时由于轴向推力而其惯性力矩也就消失。此时由于轴向推力FP1的作用，的作用，使两个摩擦锥面之间靠静摩擦作用紧密地结合在一

37、起使两个摩擦锥面之间靠静摩擦作用紧密地结合在一起(两两者之间的相对摩擦力矩等于零者之间的相对摩擦力矩等于零)，于是在拨环力矩的作用，于是在拨环力矩的作用下，锁环下，锁环9连同齿圈连同齿圈1及与其相联系的第一轴等零件都一起及与其相联系的第一轴等零件都一起相对于接合套顺时针转动一个角度，使锁环的缺口转到对相对于接合套顺时针转动一个角度，使锁环的缺口转到对齐滑块的中间位置，接合套齐滑块的中间位置，接合套8与锁环的花键齿不再相抵触，与锁环的花键齿不再相抵触，锁环不再起锁止作用，接合套便在驾驶员所施加的轴向推锁环不再起锁止作用，接合套便在驾驶员所施加的轴向推力作用下，压下滑块继续向左移动，与锁环的花键齿

38、圈进力作用下，压下滑块继续向左移动，与锁环的花键齿圈进入啮合。入啮合。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 接合套与锁环进入啮合后，轴向力不再作用于锁环上，因此，接合套与锁环进入啮合后，轴向力不再作用于锁环上，因此，锁环与齿圈锥面不再被压紧，它们之间的静摩擦力矩也就消失；锁环与齿圈锥面不再被压紧，它们之间的静摩擦力矩也就消失；此时驾驶员还要继续向前拨动接合套，使接合套最终与待啮合此时驾驶员还要继续向前拨动接合套，使接合套最终与待啮合的六挡接合齿圈的六挡接合齿圈1进入啮合。但是，如果此时接合套的花键齿恰进入啮合。但是，如果此时接合套的花键齿恰好与齿圈好与齿圈1的花键齿发生抵触的花键齿发生抵触(见图见

39、图2-40c)，则作用于接合套上，则作用于接合套上的轴向力在齿圈的轴向力在齿圈1的倒角面上也将会产生一个切向分力，靠此切的倒角面上也将会产生一个切向分力，靠此切向分力便可拨动齿圈向分力便可拨动齿圈1及其相联系的零件相对于接合套转过一个及其相联系的零件相对于接合套转过一个角度，从而使接合套角度，从而使接合套8与齿圈与齿圈1进入啮合进入啮合(见图见图2-40d)，即最终，即最终完成换入六挡的过程。完成换入六挡的过程。由于六挡换入五挡（即由高挡换入低挡）时，接合套、滑块、由于六挡换入五挡（即由高挡换入低挡）时，接合套、滑块、锁环向右移动，工作过程与前述基本相同。但由于齿圈锁环向右移动，工作过程与前述

40、基本相同。但由于齿圈4以及与以及与之联系的中间等零件，加速到与锁环之联系的中间等零件，加速到与锁环12同步之后，才能使锁环同步之后，才能使锁环逆时针转动一个角度，使齿槽处于花键毂通槽的中间位置，接逆时针转动一个角度，使齿槽处于花键毂通槽的中间位置，接合套才能与锁环、齿圈进入啮合。锁环式惯性同步器多用于轿合套才能与锁环、齿圈进入啮合。锁环式惯性同步器多用于轿车、越野车和微型汽车上。但近年来也用于中、轻型卡车变速车、越野车和微型汽车上。但近年来也用于中、轻型卡车变速器中、高挡位的变换。器中、高挡位的变换。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （二）锁销式惯性同步器（二）锁销式惯性同步器1基本构造基本构

41、造 如图如图2-41所示，为东风所示，为东风EQl090E型汽车变速型汽车变速器的四、五挡同步器。器的四、五挡同步器。 图2-41 锁销式惯性同步器1-五挡接合齿圈 2-摩擦锥盘 3-摩擦锥环 4-定位销 5-接合套6-四挡接合齿圈 7-第二轴 8-锁销 9-花键毂 10-定位钢球 11-弹簧第三节 普通齿轮变速器及分动器 (2)工作过程：见图2-41所示，接合套5由四挡退入空挡时，便被定位销4和定位钢球10限定在中间位置。当要挂入五挡时，驾驶员通过变速操纵机构向左拨动接合套，对它施加一轴向推力F2，接合套5便通过定位钢球10和定位销4推动左侧摩擦锥环3向左移动，使之与左侧摩擦锥盘2相接触。由

42、于此时锥环3与锥盘2转速不相等，所以两者一经接触，便在其摩擦锥面之间的摩擦力矩作用下使锥环3连同锁销8一起相对于接合套5转过一个角度，使锁销与接合套相应销孔的中心线相对偏移，于是锁销中部环槽偏向接合套上销孔的一侧，锁销中部环槽倒角便与接合套销孔端面倒角的锥面互相抵触，从而使锁销产生锁止作用，阻止接合套向左移动(见锁销放大图)。与锁环式同步器一样，在锁止倒角上的切向分力F1也形成一个拨环力矩而力图使锁销及锥环倒转，但在锥盘与锥环未达到同步前，由锥盘2及与其相联系的旋转零件的惯性力矩所形成的摩擦力矩总是大于拨环力矩，因而可以阻止接合套5与齿圈1在未同步之前进入啮合。而只有当达到同步后，惯性力矩消失

43、，拨环力矩便可拨动锁销及摩擦锥环、锥盘和齿圈1等一起相对于接合套转过一个角度，重新使锁销轴线与接合套的销孔轴线重合，接合套便在轴向推力的作用下，压下定位钢球10而沿定位销和锁销向左移动，与五挡接合齿圈1进入啮合，即完成挂入五挡的换挡过程。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 五、分动器多轴驱动的越野汽车，在传动系中均装有分动器，其主要功用是将变速器输出的动力分配到各个驱动桥。另外，由于大多数分动器都有两个挡位，所以它还兼起副变速器的作用。分动器一般单独安装在车架上，其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器第二轴相连，其输出轴则有若干个，分别经万向传动装置与各驱动桥连接，它与变速器一样，也由齿轮传动机

44、构和操纵机构两部分组成。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （一）齿轮传动机构： 图2-42 东风EQ2080型三轴越野汽车分动器1-输入轴 2-分动器壳 3、5、6、9、10、13、15-齿轮 4-换挡接合套 7-分动器盖 8-通往后驱动桥的输出轴11-中间轴门 12-通往中驱动桥的输出轴 14-换挡拨叉轴 16-前桥接合套 17-通往前驱动桥的输出轴 第三节 普通齿轮变速器及分动器 （二）操纵机构分动器的操纵机构由操纵杆、传动杆件、拨叉、拨叉轴以及自锁和互锁装置等组成。分别见图2-43、图2-44，其操纵杆包括高低挡换挡操纵杆和前桥分离、结合操纵杆，自锁装置的结构原理与变速器的自锁装置相同。

45、这里着重介绍分动器互锁装置的作用和结构原理。由于分动器在挂入低挡工作时的输出转矩较大，为了避免中、后驱动桥超负荷，必须使前桥参加驱动，让前桥分担一部分载荷。因此，要求分动器操纵机构必须保证：先挂上前桥后，再挂入低速挡；先退出低速挡后，再切断前桥动力，分动器互锁装置的作用就是保证实现这一要求。常见的分动器互锁装置有螺钉式和球销式两种形式。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 1螺钉式互锁装置 图2-43 分动器操纵机构及螺钉式互锁装置 1-换挡操纵杆 2-前桥操纵杆 3-螺钉 4、7-传动杆 5-换挡拨叉 6-前桥接合套拨叉 8-摇臂 9-轴 10-支撑臂 第三节 普通齿轮变速器及分动器 2球销式互

46、锁装置。 图2-44 分动器球销式互锁装置1-螺塞 2-弹簧3-钢球 4-高低挡变速叉轴 5-互锁销 6-前桥接合叉轴 第三节 普通齿轮变速器及分动器 六、变速器的故障分析 （一）变速器常见故障及分析1变速器异响 由于轴承磨损松旷和齿轮间不正常的啮合而引起的噪声称为变速器的异常声响。大致表现在空挡发响和挂挡后发响。（1）空挡发响 故障现象：发动机怠速运转，变速器处于空挡位置有异响，踏下离合器踏板响声消失。产生原因：变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同轴，或变速器壳变形；第二轴前轴承磨损松旷、脏污、毛刺。变速器常啮齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮轮齿破裂；啮合齿轮未成对更换，啮合不

47、良；轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙大；拨叉与接合套间隙过大。第三节 普通齿轮变速器及分动器 （2）挂挡后发响故障现象：变速器挂入挡位后，当汽车以40km/h以上车速行驶时，发出一种不正常声响，且车速愈高、声响越大；而当滑行或低速时响声减小或消失。产生原因：轴弯曲变形，轴的花键与滑动齿轮毂配合松旷；齿轮啮合不当，或轴承松旷；操纵机构各联接处松动，变速拨叉变形；主从动锥齿轮配合间隙过大。第三节 普通齿轮变速器及分动器 2变速器自动脱挡故障现象：汽车在中等以上负荷行驶时，当负荷突然变化或剧烈振动，变速杆自动跳入空挡位置。产生原因：由于齿轮磨损形成锥形，啮合时产生轴向力，加上工作过程振动颤抖、转速变化，

48、迫使啮合齿轮沿变速器轴向脱开。第三节 普通齿轮变速器及分动器 3挂挡困难故障现象：挂挡时，不能顺利挂入挡位，常发生齿轮撞击声。产生原因：变速拨叉轴弯曲变形，自锁或互锁钢球破裂、毛糙卡滞，变速联接杆件调整不当或损坏，同步器耗损或有缺陷；变速器轴弯曲变形或花键损坏。除了变速器故障外，离合器分离不彻底，齿轮油规格不符，也会造成挂挡困难。第三节 普通齿轮变速器及分动器 4变速器乱挡故障现象：汽车起步挂挡或行驶中换挡，所挂挡与欲挂挡位不符，或虽然挂入所需挡位但不能退回空挡，或一次挂入两个挡位。 产生原因：换挡滑杆与衬套、变速杆端部及拨叉凹槽磨损过大，互锁装置弹簧弹力达不到规定的要求； 换挡滑杆上定位凹槽

49、与互锁销磨损过大，失去互锁作用。 5变速器发热故障现象：汽车行驶一段路程后，用手触摸变速器壳体时，有烫手的感觉。产生原因：轴承装配过紧；齿轮啮合间隙过小；缺少齿轮油或齿轮油粘度太小。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 6变速器漏油故障现象：变速器内的齿轮油从轴承盖或接合部位渗漏出来。产生原因：变速器各部密封衬垫密封不良、油封损坏，或紧固螺栓松动；变速器壳破裂；齿轮油过多；变速器通气孔堵塞。 第三节 普通齿轮变速器及分动器 思考与练习1什么是传动比？传动比对转速、扭矩有什么影响？2变速器的作用是什么？有哪些类型？3三轴式变速器有什么特点？4变速器换挡装置有哪些结构形式？防止自动脱挡的机构有哪些 ？5简述惯性式同步器的工作原理。6变速器常见故障有哪些？ 第三节 普通齿轮变速器及分动器