机械式变速器.PDF

机械式变速器 第十章 机械式变速器 1、教学目的： 掌握变速器的动力传递路线，传动比的计算；同步器的作用及结构原理；变速器的 操纵机构；分动器的操纵原则。 2、教学内容： （1）概述 （2 ）齿轮变速器结构 （3 ）同步器 （4 ）操纵机构 （5 ）分动器 3 、教学方法： 课堂教学、作业练习、课后答疑 4、教学过程： 一、变速器概述 1、功用 由于汽车上广泛采用活塞式发动机，其转矩和转速变化的范围较小，而汽车行驶条 件非常复杂，要求驱动力和行驶速度能在相当大的范围内变化。另外，活塞式发动机的 旋转方向是一定的，而实际运行过程中除前驶外，还需要倒向行驶。为此在传动系中设 置了变速器。变速器的主要功用有：变速变扭；在发动机旋转方向不变的条件下，使汽 车能倒向行驶；利用空挡，使发动机与传动系中断动力传递，以利于发动机起动、怠速 和变速换挡或进行动力输出。在多轴驱动的汽车上，还装有分动器，把转矩分配到各个 驱动桥。 2、变速器的分类 现代汽车上所采用的变速器有多种结构形式，通常可作如下分类： 1）按变速器传动比 分为有级式、无级式和综合式。有级式应用最广泛，采用齿轮 传动，具有若干个定值传动比。无级式的传动比可在一定数值范围内无限多级变化。综 合式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。 2 ）按变速器操纵方式 分为强制操纵式、半自动操纵式和自动操纵式变速器三种。 二、普通齿轮变速器的工作原理 1、变速原理 120 机械式变速器 由齿轮传动的原理（图 10-1）可知，一对齿数不同的齿轮因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 。传动比即是主动轮（即输入轴）转速与从动轮（即输出轴）转速的 比值，用字母 i1 、i2 表示。即 i1/i 2= n1/n2= z2/z1 。 图 10-1 图 10-2 若小齿轮 z1 为主动轮，其转速经大齿轮 z2 传出时就降低了，即 n1n2 ，称为减 速传动，此时传动比 i1 ；若大齿轮 z2 为主动轮，其转速经小齿轮 z1 传出时就升高了， 即 n1 n2 ，称为增速传动，此时传动比 i1 。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来实现变速的。 一对齿轮传动只能得到一个固定的传动比，构成一个挡位。为了扩大变速器输出转 速的变化范围，通常都采用多组大小不同的齿轮啮合传动，构成了不同的挡位，从而可 得到不同的输出转速。一般轿车和轻、中型客货车辆的变速器通常有 3～ 6 个前进挡和 一个倒挡。 所谓变速器挡数就是指其前进挡数。传动比值 i 1 的挡位称为降速挡，其输出轴 转速低于发动机转速，而且传动比越大则输出转速越低； i= 1 的挡位称为直接挡，其 输出轴转速与发动机转速相等； i1 的挡位称为超速挡，其输出轴转速超过发动机转速。 变速器就是通过挡位变换来改变传动比，实现多级变速的。 2、变向原理 外啮合的一对齿轮旋向相反，每经一传动副，其轴便改变一次转向，所以，二轴式 变速器的倒挡是在输入轴与输出轴之间加装了一根倒挡轴和倒挡齿轮（此为惰轮），使 其输出轴与前进挡时的旋向相反，从而可以使汽车倒向行驶。三轴式变速器前进挡的输 入轴与输出轴转向相同，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，使输出轴与输入轴转向相反，从而可使汽车倒驶，如图 10-2。 3、变速器换挡结构形式 121 机械式变速器 普通齿轮式变速器的换挡装置常见的有直接滑动齿轮式、接合套式和同步器式三种 结构形式。 1）直接滑动齿轮式换挡装置（图 10-3 ） 采用直齿轮传动的挡