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1、底盘讲义之手动变速器底盘讲义之手动变速器作者：佚名 来源： 发布时间：2018年03月23日手动变速器课题3.1 变速器概述学习目标鉴定标准教案建议1. 掌握离合器的功用2. 了解变速器的分类3. 掌握普通齿轮传动的基本原理应知：变速器的功用；普通齿轮传动的基本原理建议：采用多媒体、录像等方式，提高学生的学习兴趣，并可进行讨论，最后教师总结想一想：汽车为什么要采用变速器？变速器有什么功用？提示：从变速器的名称，我们可以知道变速器应该具有变速的功能，但这还不全面，还应从发动机的特性来考虑。一、变速器的功用1实现变速、变矩汽车上所应用的发动机具有转矩变化范围小、转速高的特点，这与汽车实际的行驶状况

2、是不相适应的。如果没有变速器而直接将发动机与驱动桥连接在一起，首先因为发动机的转矩小，不能克服汽车的行驶阻力，使汽车根本无法起步；其次假使汽车行驶起来，也会因为车速太高而不实用，甚至无法驾控。所以必须改造发动机的转矩、转速特性，使发动机的转矩增大、转速下降以适应汽车实际行驶的要求。变速器中是通过不同的档位来实现这一功用。总结：一般把这一功用概括为降速、增矩，但降速和增矩实际上的含义是相同的，即降速必然带来增矩。2实现倒车发动机的旋转方向从前往后看为顺时针方向，且是不能改变，为了实现汽车的倒向行驶，变速器中设置了倒档。3实现中断动力传动在发动机起动和怠速运转、变速器换档、汽车滑行和暂时停车等情况

3、下，都需要中断发动机的动力传动，因此变速器中设有空档。二、变速器的类型现代汽车上所采用的变速器有多种结构形式，一般可以按照传动比和操纵方式进行分类。1按传动比的变化方式分变速器按传动比的级数可分为有级式、无级式和综合式三种。提示：传动比的概念见下面的普通齿轮传动的基本原理。(1有级式变速器有级式变速器采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。轿车和轻、中型货车变速器多采用35个前进档和一个倒档，每个档位对应一个传动比。重型汽车行驶的路况复杂，变速器的档位较多，可有820个档位。注意：变速器的档数都是指前进档的个数。如上海桑塔纳2000采用的是五档手动变速器是指其具有五个前进档。齿轮式变速器具有结构简

4、单、易于制造、工作可靠、传动效率高等优点。这种齿轮式的有级变速器按照结构不同又可以分为二轴式和三轴式变速器。二轴式变速器广泛用于发动机前置前轮驱动的轿车，而三轴式变速器可应用于其他各类型车辆。(2无级式变速器无级式变速器英文缩写为CVT，它的传动比的变化是连续的。目前的无级变速器一般都是采用金属带传动动力，通过主、从动带轮直径的变化实现无级变速。这种变速器在中、高级轿车的应用越来越多。(3综合式变速器综合式变速器是由液力变矩器和有级齿轮式变速器组成的，一般都是由电脑来自动实现换档，所以多把这种变速器称为自动变速器。这种变速器的传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较

5、多。2按变速器操纵方式分按变速器操纵方式可分为手动变速器、自动变速器和手动自动一体变速器三种。(1手动变速器手动变速器的英文缩写为MT，即Manual Transmission的缩写。它是通过驾驶员用手操纵变速杆来选定档位，并直接操纵变速器的换档机构进行档位变换。齿轮式有级变速器大多数都采用这种换档方式。(2自动变速器自动变速器的英文缩写为AT，即Automatic Transmission的缩写。这种变速器的自动控制系统根据发动机的负荷和车速的变化情况自动地选定档位，并进行档位变换，即自动地改变传动比。驾驶员只需要操纵加速踏板控制车速。(3手动自动一体变速器这种变速器可以自动换档，也可以手动

6、换档，比较典型的如奥迪A6的Tiptronic，上海帕萨特1.8T也装有手动自动一体变速器。本课题将介绍手动、有级、齿轮变速器，一般简称为手动变速器。三、普通齿轮传动的基本原理普通齿轮变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动来实现转矩和转速的改变。齿轮传动的基本原理如图31所示，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以实现变速，而且两齿轮的转速比与其齿数成反比。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。主动齿轮(即输入轴转速与从动齿轮(即输出轴转速之比值称为传动比，用字母i12表示。即由1传到2的传动比i12=n1/n2=z2/z1当小齿轮为主动齿轮，带动大齿轮转动时，输出转速降低，

7、即n21，如图31a所示；，大齿轮驱动小齿轮时，输出转速升高，即n2n1，称为增速传动，此时传动比i所示。这就是齿轮传动的变速原理。汽车变速器就是根据这一原理利用若干大小不同的齿轮副传动而实现变速的。图31 齿轮传动的基本原理a 减速传动 b 增速传动输入轴 输出轴1主动齿轮 2从动齿轮如图32所示为两级齿轮传动示意图，齿轮1为主动齿轮，驱动齿轮2转动，齿轮3与齿轮2固连在一起，再驱动齿轮4转动并输出动力，此时由1传到4的传动比为i14n1/n4(z2z4/(z1z3i12i34因此，可以总结为多级齿轮传动的传动比为i所有从动齿轮齿数的乘积/所有主动齿轮齿数的乘积各级齿轮传动比的乘积图32 两

8、级齿轮传动示意图1、3主动齿轮 2、4从动齿轮对于变速器，各档的传动比i就是变速器输入轴转速与输出轴转速之比。即in输入/n输出T输出/T输入当i1时，n输出T输入，此时实现降速增矩，为变速器的低档位，且i越大，档位越低；当i1时，n输出n输入，T输出T输入，为变速器的直接档；当i n输入，T输出可分为二轴式变速器和三轴式变速器。一、二轴式变速器的变速传动机构二轴式变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车，一般与驱动桥前桥）合称为手动变速驱动桥。目前，我国常见的国产轿车均采用这种变速器，如桑塔纳、捷达、富康、奥迪等。前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式，与其配用的二轴式变速器也有两种不同的结构形式

9、。发动机纵置时，主减速器为一对圆锥齿轮，如奥迪100、桑塔纳2000轿车，如图33所示；发动机横置时，主减速器采用一对圆柱齿轮，如捷达轿车，如图34所示。图33 发动机纵置的二轴式变速器传动示意图桑塔纳2000）1纵置发动机 2离合器 3变速器 4变速器输入轴 5变速器输出轴主减速器主动锥齿轮） 6差速器 7主减速器从动锥齿轮 8前轮、一、二、三、四、五档齿轮 R倒档齿轮图34 发动机横置的二轴式变速器传动示意图 结构该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴，二轴平行布置，输入轴也是离合器的从动轴，输出轴也是主减速器的主动锥齿轮轴。该变速器具有五个前进档和一个倒档，全部采用锁环式惯性同步器换档。

10、输入轴上有一五档主动齿轮，其中一、二档主动齿轮与轴制成一体，三、四、五档主动齿轮通过滚针轴承空套在轴上。输入轴上还有倒档主动齿轮，它与轴制成一体。三、四档同步器和五档同步器也装在输入轴上。输出轴上有一五档从动齿轮，其中一、二档从动齿轮通过滚针轴承空套在轴上，三、四、五档齿轮通过花键套装在轴上。一、二档同步器也装在输出轴上。在变速器壳体的右端还装有倒档轴，上面通过滚针轴承套装有倒档中间齿轮。2 各档动力传动路线 拆装和检修变速传动机构包括输入轴、输出轴及其上的齿轮。输入轴和输出轴的分解分别见图37和图38所示。图37 输入轴分解图1后轴承的罩盖 2挡油圈 3卡环 4输入轴后轴承 5变速器后盖 6

11、五档同步套管 7五档同步环 8五档同步器和齿轮 9五档齿轮滚针轴承 10五档齿轮滚针轴承内座圈 11固定垫圈 12卡环 13中间轴承 14轴承支座 15中间轴承内座圈 16卡环 17四档齿轮 18四档同步环 19四档齿轮滚针轴承 20卡环 21三档和四档同步器 22三档同步环 23三档齿轮 24三档齿轮滚针轴承 25输入轴 26输入轴滚针轴承图38 输出轴分解图1五档齿轮 2输出轴外后轴承 3轴承保持架 4后轴承外圈 5调整垫片 6轴承支座 7输出轴内后轴承 8一档齿轮 9一档齿轮滚针轴承 10一档齿轮滚针轴承内座圈 11一档同步环 12一档和二档同步器 13二档同步环 14二档齿轮 15二档

12、齿轮滚针轴承 16挡环 17三档齿轮(凸缘应转向四档齿轮 18挡环 19四档齿轮(凸缘应转向主动锥齿轮 20输出轴前轴承 21输出轴 22圆柱销 23输出轴前轴承外圈(1整套齿轮的拆卸拆卸变速器。拆下变速器后盖。拆下轴承支座。拆下整套齿轮。(2输入轴的拆卸拆下四档齿轮的卡环。取下四档齿轮、同步环和滚针轴承，拆下同步器锁环。取下三档和四档同步器、三档同步环和齿轮，取下三档齿轮的滚针轴承，取下输入轴的中间轴承内座圈。(3输出轴的拆卸拆下输出轴内后轴承和一档齿轮。取下滚针轴承和一档同步环，取下滚针轴承的内座圈、同步器和二档齿轮。取下二档齿轮的滚针轴承，拆下三档齿轮的卡环、三档齿轮。拆下四档齿轮的卡环

13、、四档齿轮。拆下输出轴的前轴承。(4检修a. 检查所有齿轮和轴承的损坏情况。齿面有轻微斑点，在不影响使用的情况下可以用油石修磨。当齿厚磨损超过0.2mm，齿长磨损超过原齿长的15%，或斑点面积超过齿面15%，以上，则应更换齿轮。装好滚针轴承和内座圈后，用百分表检查齿轮与内座圈之间的间隙，如图39所示。标准间隙为0.0090.060mm，极限间隙为0.15mm，超过极限应更换轴承。注意：齿轮应成对更换图39 检查齿轮与内座圈之间的间隙b. 检查输入轴和输出轴，不应有裂纹，轴径及花键不应有严重磨损，轴上的齿轮不应有断齿和严重磨损，否则应更换。检查轴的径向圆跳动，如图310所示，不应超过0.05mm

14、，否则应更换或校正。图310 检查轴的径向圆跳动c. 检查同步器。将同步环压在各自齿轮的锥面上，按压转动同步环时要有阻力，用塞尺测量环齿与轮齿之间的间隙a，如图311所示。间隙a的规定值见表33。如果不符合规定，应更换同步环。图311 检查同步器间隙表33 同步器环齿与轮齿之间的间隙a 单位：mm(5 装配装上中间轴承的内座圈。将预先润滑过的三档齿轮滚针轴承装上，把油槽转向二档齿轮。组装三档、四档同步器。装上三档齿轮和三档、四档同步器，装上卡环。装上同步环、滚针轴承和四档齿轮，再装卡环。用2kN的力将三档齿轮、同步器和四档齿轮紧紧压卡环上，把总成固定好。将前轴承装在输出轴上。装上四档齿轮。用手

15、扶住前轴承，齿轮有凸缘的一边应朝向轴承。用卡环将四档齿轮固定好，卡环的厚度有2.35mm、2.38mm、2.41mm、2.44mm、2.47mm等几种。安装三档齿轮，凸缘应朝向四档齿轮。用塞尺测量卡环的厚度，根据测量结果，选择适当的卡环装上。安装滚针轴承、齿轮和二档同步环。装配一档和二档同步器。装上一档和二档同步器，同步器壳体的槽应朝一档齿轮。装上一档齿轮滚针轴承的内座圈。装上一档同步环、一档齿轮、一档齿轮滚针轴承。装上内后轴承，将输入轴和输出轴装在轴承支座上，将轴承支座装在变速器壳体上。将变速器后盖装在变速器轴承支座上。2发动机横向布置的二轴式变速器1结构发动机横向布置的二轴式变速器结构如图

16、312所示，所有前进档齿轮和倒档齿轮都采用常啮合斜齿轮，并采用锁环式同步器换档。图312 发动机横向布置的二轴式变速器结构图1输出轴 2输入轴 3四档齿轮 4二档齿轮 5二档齿轮；6-倒档齿轮 7倒档惰轮 8一档齿轮 9主减速器主动齿轮 10差速器油封 11等速万向节轴 12差速行星齿轮 13差速半轴齿轮 14主减速器从动齿轮 15一、二档同步器 16三、四档同步器2动力传动路线(1一档如图313所示，一、二档同步器使一档齿轮与主减速器主动齿轮轴接合，将变速齿轮锁定到主减速器主动齿轮轴上。输入轴齿轮的一档主动齿轮顺时针转动，逆时针地驱动一档从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，顺时针驱动主减速器从动齿

17、轮。图313 一档动力传动路线(2二档从一档向二档换档时，一、二档同步器分离一档从动齿轮，并接合二档从动齿轮，动力传动路线如图314所示。图314 二档动力传动路线(3三档当二档同步器接合套返回空档后，将三、四档同步器锁定到主减速器主动齿轮轴上的三档齿轮上。动力传动路线如图315所示。图315 三档动力传动路线(4四档将三、四档同步器接合套从三档齿轮移开，移向四档齿轮，将其锁定在主减速器主动齿轮轴上。动力传动路线如图316所示。图316 四档动力传动路线(5倒档变速杆位于倒档时，倒档惰轮换入与倒档主动齿轮和倒档从动齿轮啮合。倒档从动齿轮同时又是一、二档同步器接合套，同步器接合套带有沿其外缘加工

18、的直齿。倒档惰轮改变变速齿轮的转动方向，汽车就可以倒车。动力传动路线如图317所示。图317 倒档动力传动路线二、三轴式变速器的变速传动机构三轴式变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。下面以东风EQ1092中型货车的变速器为例进行介绍，其结构简图如图318所示，有三根主要的传动轴，一轴、二轴和中间轴，所以称为三轴式变速器。另外还有倒档轴。图318 东风EQ1092中型货车的三轴式变速器l一轴 2轴常啮合齿轮 3轴常啮合齿轮接合齿圈 4、9接合套；5四档齿轮接合齿圈 6二轴四档齿轮 7二轴三档齿轮 8三档齿轮接合齿圈 10二档齿轮接合齿圈 11二轴二档齿轮 12二轴一、倒档直齿滑动齿轮 13变速器

19、壳体 14二轴 15中间轴 16倒档轴 17、19倒档中间齿轮 18中间轴一、倒档齿轮 20中间轴二档齿轮 21中间轴三档齿轮 22中间轴四档齿轮 23中间轴常啮合齿轮 24、25花键毂 26一轴轴承盖 27回油螺纹该变速器为五档变速器，各档传动情况如下：(1空档二轴上的各接合套、传动齿轮均处于中间空转的位置，动力不传给第二轴。(2一档前移一倒档直齿滑动齿轮12与中间轴一档齿轮18啮合。动力经一轴齿轮2、中间轴常啮合齿轮23、中间轴齿轮18、二轴一倒档齿轮12，传到第二轴使其顺时针旋转(与第一轴同向。(3二档后移接合套9与二轴二档齿轮11的接合齿圈10啮合。动力经齿轮2、23、20、11、10

20、、9、24，传到二轴使其顺时针旋转。(4三档前移接合套9与二轴三档齿轮7的接合齿圈8啮合。动力经齿轮2、23、21、7、8、9、24，传到二轴使其顺时针旋转。(5四档后移接合套4与二轴四档齿轮6的接合齿圈5啮合。动力经齿轮2、23、22、6、5接、4、25，传到二轴使其顺时针旋转。(6五档前移接合套4与一轴常啮合齿轮2的接合齿圈3啮合。动力直接由一轴、2、3、4、25，传到二轴，传动比为1。因为二轴的转速与一轴相同，故此档称为直接档。(7倒档后移二轴上的一、倒档直齿滑动齿轮12与倒档齿轮17啮合。动力经齿轮2、23、18、19、17、12，传给二轴使其逆时针旋转，汽车倒向行驶。倒档传动路线与其他档位相比较，因为多了倒档中间齿轮的传动，所以改变了二轴的旋转方向。测试卷：1照实物或图片说明桑塔纳2000轿车二轴、五档手动变速器和东风EQ1092三轴、五档手动变速器的各档动力传动情况包括如何换档及动力传动路线）。2如何检查变速器各轴和齿轮？