手动变速器传动原理

第二节手动变速器的变速传动机构

结合挂图、教具演示

变速传动机构主要由一系列相互啮合的齿轮副及其支承轴以及壳体组成，其主要作用是改变发动机曲轴输出的转速、转矩和转动方向。下面分别介绍三轴式和二轴式变速器的结构和工作原理。

一、三轴式变速器

三轴式变速器广泛用于发动机前置、后轮驱动的汽车上，其特点是传动比的范围大；具有直接档，使传动效率提高。其变速传动机构包括壳体、第一轴(输入轴)、第二轴(输出轴)、中间轴、倒档轴、各档齿轮和轴承等。

1、基本结构

图4-4所示为解放CAl092型汽车六档变速器的结构图，它有三根轴：第一轴1、中间轴20和第二轴26，其传动机构示意图如图4-5所示。

①第一轴1为输入轴，前端用向心球轴承支承在曲轴后端的中心孔内，后端则利用圆柱滚子轴承在变速器壳体上，并进行轴向定位。第一轴前面花键部分安装离合器的从动盘，以接受发动机的动力。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，作为变速器各档(除直接档)的第一级齿轮传动。

②中间轴30的两端均由圆柱滚子轴承支承在壳体上、轴上的所有齿轮都与之固定。除齿轮38外，中间轴上的其他齿轮都为主动齿轮，与第二轴上相应的齿轮啮合，构成变速器各档的二级齿轮传动。

③第二轴26为变速器的输出轴，其后端通过凸缘43与万向传动装置相连，将动力输出，其前端轴颈用滚针轴承支承在第一轴后端的轴承孑L内，后端轴颈则由圆柱滚子轴承支承在壳体后壁的轴承孑L内。后端轴承外圈也装有弹性挡圈，对第二轴进行轴向定位。第二轴上的各档齿轮都通过衬套或滚针轴承空套在轴上，与中间轴上的各档齿轮均为常啮合。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)等到换档机构，为了防止各档齿轮的轴向移动，在第二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。

④除了上述三根主要轴外，在中间轴的一侧，还装有一根很短的倒档轴31。它是固定式轴，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。倒档中间齿轮32通过滚针空套在倒档轴上，它同时与第二轴上的倒档齿轮25和中间轴上的倒档齿轮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，即实行倒车行驶。整个变速器总成由壳体前的四个螺栓固定到飞轮壳53上，并以第一轴轴承盖46的外圆面与飞轮壳相应的承孔配合定心，以保证变速器第一轴与曲轴轴线的同轴度。

2．各档的传动过程

图4-5即为变速器空档位置。

①空档位置:发动机旋转、离合器接合时，第一轴旋转动力通过常啮合齿轮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。此时，各档接合套5、12、20,23处于中间位置，第二轴不转。

②要挂上一档，使接合套20右移，与一档齿轮接合齿圈21接合后，动力便可以从第一轴依次经齿轮2、38、中间轴、齿轮33、32、接合齿圈21、接合套20、花键毂28，再通过花键齿传给第二轴。第一档的传动比i1为7.640。

欲脱开一档，将接合套20左移，使接合套与接合齿圈套21脱离啮合，则变速器退回到空档。若将接合套20继续左移使之与二档同步器锁环19的接合齿圈和二档齿轮接合齿圈18接合后，变速器就从一档换X-档。此时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。第二档的传动比i2为

4.835。

③同理，欲挂上三档，使接合套12右移与接合齿圈15接合，其传动比，i3为2.857。

④欲挂上四档，使接合套12左移与接合齿圈10接合，其传动比i4为1.895。

⑤欲挂上五档，使接合套5右移与接合齿圈7接合，其传动比i5为1．337。

⑥欲挂上六档，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，而不再经过中间轴齿轮传动，故这种档位称为直接档，传动比i6等于1。

由上可知各档传动比：i

1>i

2

>i

3

>i

4

>i

5

>i

6

=1

有些轿车和轻、中型货车的变速器在直接档之后，还加设一个超速档(i<1)。超速档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。

如果欲挂上倒档，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一轴相反，汽车便倒向行驶。倒档的传动比iR为

7.107。它的数值一般较大，这是考虑到安全，使倒车速度尽可能低些。

3．变速器的换档装置

手动变速器的换档装置有直齿滑动式、接合套式和同步器式三种。

1)直齿滑动式换档装置

直齿滑动式有于直齿轮传动的档位，换档齿轮与轴通过花键相联接。在空档情况下，与另一齿轮并不啮合。挂档时，通过直接移动换档齿轮与另一个齿轮啮合即可，如图4-6所示。

EQl090E型汽车的一档和倒档就是采用这种变速换档装置。

2)接合套式换档装置

这种换档装置用于斜齿轮传动的档位。图4-5所示的解放CAl092型汽车变速器的一、倒档采用这种形式。其中间轴上的一、倒档主动齿轮都与轴固定在一起，而第二轴上的一档从动齿轮X和倒档从动齿轮25都空套在轴上。为了这些齿轮在挂档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28和27。花键毂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。欲挂某一档时，拨动接合套使之与花键毂及接合齿圈同时啮合，即挂人该档。

接合套式换档装置由于其接合齿短，换档时拨叉移动量小，故操作较轻便，且换档承受冲击的面积增加，使换档时冲击减小，换档元件的寿命长。

3)同步器式换档装置

同步器式换档装置是在接合套式换档装置的基础上又加装了同步元件而构成的一种换档装置。它可以保证在换档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