第十五章变速器及分动器
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2、两轴式五档轿车变速器。
15
奥迪100型轿车变速器简图
1
16
17
三、三轴式变速器（中、轻型货车上广泛采用）
三轴是指汽车前进时，传递动力的轴有第一轴、 中间轴和第二轴，直接档除外。
三轴式+倒档轴的 四档变速器
（轻型汽车）
1. 组成
第一轴(primary shaft)，输入， 常啮合齿轮 (constant-mash gear)
第十五章 变速器与分动器
本章内容：普通齿轮式变速器、组合式变速器和分动器。 本章重点：变速原理，动力传递路线，二轴式与三轴式
变速器的结构特点，同步器的原理。 本章难点：同步器构造和工作原理。
1
第十二章 变速器与分动器
第一节 概述
一、变速器的功用 1. 改变传动比 2. 倒档 3. 空档 4. 取力
i3= （z6/z5）X（z3/z8） 22
4、换档原理
一轴
中间轴
二轴
23
5、变速器工作情况
24
6、各档换档过程
一档
25
二档
26
三档
27
四档
28
五档
29
倒档
30
CA1091六档变速器传动示意图
32
防止自动跳档的结构措施
（1）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面
（2）花键毂齿端的齿厚切薄
按摩擦锁止元件不同惯性式分为：锁环式和锁销式
三、同步器构造
1.锁环式惯性同步器 （1）组成
C
断续的短 花键齿
d
锁环：带锁止角的外花键齿
（锁止装置） ，缺口c，凸起d，
带螺纹槽的内锥面（摩擦件）
滑块 定位销
花键毂：外花键齿，滑块、定位销、弹簧（推动件）
45
a
接合套（接合装置） ：带内花键齿，有凹槽a（空档定位）
四、普通齿轮变速器 的基本工作原理
1. 变速原理
多级齿轮传动，改变传 动比
2. 换档原理
通过改变不同的啮合齿 轮副，从而改变传动比
3. 变向原理（倒档）
安装惰轮，增加一级传 动副。
主动轮1
i12=n1/n2= z2/z1
i = 从动齿轮齿数 主动齿轮齿数
从动轮2
第二节 变速器的变速传动机构
一、有级式变速器变速传动机构的组成、工作原理 和常见的换档方式
变速传动机构主要由第一轴（即动力输入轴）、 第二轴（即动力输出轴）、倒档轴、各档齿轮及 变速器壳体所构成。 两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴。
8
9
1、两轴式四档轿车变速器:
21 43
10
桑塔纳轿车两轴式变速器
11
12
13
结构分析：
输入轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通 过轴承连接。 输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮 与轴一体。
接合齿圈：外锥面，外花键齿
同步器装配图（剖视图）
49
琐环式惯性同步器的工作过程
琐环式惯性同步器适用于 轿车和轻型货车
50
（2）工作原理（5 挂6档）
a）5档进入 空档， n3>n4=n7
锁环凸起接 触花键毂通槽后 端
6 档 5档
b）接合套左移， 锁环左移，摩擦 产生，接触花键 毂通槽前端，接 合套与锁环错开 半个齿，齿尖接 触但不啮合，锁 止作用产生。
37
54
32 1R
后置副变速器
前置副变速器(副变速器i较小时)
39
第三节 同步器
一、无同步器时的换档过程 用滑动齿轮或接合套换档时，必须待啮合
的轮齿的圆周速度须相等，方可平顺挂档—— 依赖驾驶员的操作。
以CA141为例： 直接档为4档（左 齿轮），右齿轮为5档。 ▪ 低档换高档（4 5）
▪ 高档换低档（5 4）
（3）接合套的齿源自文库制成凸肩
35
四、组合式变速器 由主、副变速器串联而成。 主变速器有4~5档+倒档， 副变速器有2档 (低、高) 目的：增加档位数，适用于重型货车。
分段式配档：副低+主1~4=1~4档 副高+主1~4=5~8档
插入式配档：主1+副低、高=1~2档 主2+副低、高=3~4档，…… 主4+副低、高=7~8档
中间轴(lay shaft)，常啮合齿轮及各档齿轮 第二轴(main shaft) ， 输出轴， 各档齿轮
倒档轴 (Reverse shaft) 倒档齿轮
2. 四档变速器工作原理和各档传动路线
3、变速原理
Z5
Z4 Z3
2档和3档的传 动比是多少？
Z2
Z9
Z8
Z7 Z6
i2= （z6/z5）X（z2/z9）
n3下降较慢 使得 n2=n3不可能出现
无换档的最佳时刻
二、同步器作用、组成和分类 1. 作用 使接合套与待接合齿圈之间迅速同步，并阻
止在同步前接合。缩短换档时间，防止冲击。 2. 组成 同步装置（推动件、摩擦件） 锁止装置、 接合装置 3. 分类 按工作原理：常压式、自动增力式、
惯性式(广泛采用)
1．变速传动机构的组成 主要由齿轮、轴及变速器壳体等零部件组成。
2．变速传动机构的工作原理 （1）利用不同齿数的 齿轮对相互啮合， 以改变变速器的 传动比； （2）增设惰轮，以实现 倒档。
5
6
3．常见的换档方式
（1）直齿滑动齿轮换档 （2）接合套换档 （3）同步器换档
7
二、两轴式变速器（大部分轿车都采用两轴式变速器。）
（1）自低速档换入高速档
4档接合时：n3=n2； n4>n2
分离瞬间：n3=n2； n4>n3
分离一段时间：n4下降较快 n3下降较慢
惯性越 小，下 降越快
在某一时刻： n4=n3 同步时间
（2）自高速档换入低速档
5档接合时：n3=n4； n4>n2
分离瞬间：n3=n4； n3>n2 分离一段时间：n2下降较快
M1
c) 同步并实现结合
同步后，
n n 3= 4,惯性力
矩消失， M2 将锁环后拨，
拨环力（矩）
锁环上作用着两个力矩：拨环力矩M2 和惯性力矩M1，只有M2>M1,才能结合。
M2正比于F2，取决于锁止角。M1正比 于摩擦锥角。通过设置合理的锁止
角和锥角，可以保证在未达到同步
前，无论驾驶员施加多大的力，均
为M2<M1，使结合套与锁环不能结合。
M2
因为这个锁止作用是由惯性力矩造
成的，因此称之为惯性同步器。
二、变速器的组成 由变速传动机构和操纵机构组成
三、变速器的分类
变速器档数（？）
1. 按传动比变化方式分
有级式
轴线固定式
普通齿轮式 组合式
轴线旋转式 （行星齿轮）
液力式(动液式)
无级式
电力式
本章介绍的是手动操纵式有级变速器， 以普通齿轮式变速器为主
综合式（液力机械式）
2. 按操纵方式分 手动操纵式、自动操纵式、半自动操纵式
2、两轴式五档轿车变速器。
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奥迪100型轿车变速器简图
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三、三轴式变速器（中、轻型货车上广泛采用）
三轴是指汽车前进时，传递动力的轴有第一轴、 中间轴和第二轴，直接档除外。
三轴式+倒档轴的 四档变速器
（轻型汽车）
1. 组成
第一轴(primary shaft)，输入， 常啮合齿轮 (constant-mash gear)
第十五章 变速器与分动器
本章内容：普通齿轮式变速器、组合式变速器和分动器。 本章重点：变速原理，动力传递路线，二轴式与三轴式
变速器的结构特点，同步器的原理。 本章难点：同步器构造和工作原理。
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第十二章 变速器与分动器
第一节 概述
一、变速器的功用 1. 改变传动比 2. 倒档 3. 空档 4. 取力
i3= （z6/z5）X（z3/z8） 22
4、换档原理
一轴
中间轴
二轴
23
5、变速器工作情况
24
6、各档换档过程
一档
25
二档
26
三档
27
四档
28
五档
29
倒档
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CA1091六档变速器传动示意图
32
防止自动跳档的结构措施
（1）接合套和接合齿圈的齿端制成倒斜面
（2）花键毂齿端的齿厚切薄
按摩擦锁止元件不同惯性式分为：锁环式和锁销式
三、同步器构造
1.锁环式惯性同步器 （1）组成
C
断续的短 花键齿
d
锁环：带锁止角的外花键齿
（锁止装置） ，缺口c，凸起d，
带螺纹槽的内锥面（摩擦件）
滑块 定位销
花键毂：外花键齿，滑块、定位销、弹簧（推动件）
45
a
接合套（接合装置） ：带内花键齿，有凹槽a（空档定位）
四、普通齿轮变速器 的基本工作原理
1. 变速原理
多级齿轮传动，改变传 动比
2. 换档原理
通过改变不同的啮合齿 轮副，从而改变传动比
3. 变向原理（倒档）
安装惰轮，增加一级传 动副。
主动轮1
i12=n1/n2= z2/z1
i = 从动齿轮齿数 主动齿轮齿数
从动轮2
第二节 变速器的变速传动机构
一、有级式变速器变速传动机构的组成、工作原理 和常见的换档方式
变速传动机构主要由第一轴（即动力输入轴）、 第二轴（即动力输出轴）、倒档轴、各档齿轮及 变速器壳体所构成。 两轴是指汽车前进时，传递动力的轴只有第一轴和第二轴。
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1、两轴式四档轿车变速器:
21 43
10
桑塔纳轿车两轴式变速器
11
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结构分析：
输入轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通 过轴承连接。 输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮 与轴一体。
接合齿圈：外锥面，外花键齿
同步器装配图（剖视图）
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琐环式惯性同步器的工作过程
琐环式惯性同步器适用于 轿车和轻型货车
50
（2）工作原理（5 挂6档）
a）5档进入 空档， n3>n4=n7
锁环凸起接 触花键毂通槽后 端
6 档 5档
b）接合套左移， 锁环左移，摩擦 产生，接触花键 毂通槽前端，接 合套与锁环错开 半个齿，齿尖接 触但不啮合，锁 止作用产生。
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54
32 1R
后置副变速器
前置副变速器(副变速器i较小时)
39
第三节 同步器
一、无同步器时的换档过程 用滑动齿轮或接合套换档时，必须待啮合
的轮齿的圆周速度须相等，方可平顺挂档—— 依赖驾驶员的操作。
以CA141为例： 直接档为4档（左 齿轮），右齿轮为5档。 ▪ 低档换高档（4 5）
▪ 高档换低档（5 4）
（3）接合套的齿源自文库制成凸肩
35
四、组合式变速器 由主、副变速器串联而成。 主变速器有4~5档+倒档， 副变速器有2档 (低、高) 目的：增加档位数，适用于重型货车。
分段式配档：副低+主1~4=1~4档 副高+主1~4=5~8档
插入式配档：主1+副低、高=1~2档 主2+副低、高=3~4档，…… 主4+副低、高=7~8档
中间轴(lay shaft)，常啮合齿轮及各档齿轮 第二轴(main shaft) ， 输出轴， 各档齿轮
倒档轴 (Reverse shaft) 倒档齿轮
2. 四档变速器工作原理和各档传动路线
3、变速原理
Z5
Z4 Z3
2档和3档的传 动比是多少？
Z2
Z9
Z8
Z7 Z6
i2= （z6/z5）X（z2/z9）
n3下降较慢 使得 n2=n3不可能出现
无换档的最佳时刻
二、同步器作用、组成和分类 1. 作用 使接合套与待接合齿圈之间迅速同步，并阻
止在同步前接合。缩短换档时间，防止冲击。 2. 组成 同步装置（推动件、摩擦件） 锁止装置、 接合装置 3. 分类 按工作原理：常压式、自动增力式、
惯性式(广泛采用)
1．变速传动机构的组成 主要由齿轮、轴及变速器壳体等零部件组成。
2．变速传动机构的工作原理 （1）利用不同齿数的 齿轮对相互啮合， 以改变变速器的 传动比； （2）增设惰轮，以实现 倒档。
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3．常见的换档方式
（1）直齿滑动齿轮换档 （2）接合套换档 （3）同步器换档
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二、两轴式变速器（大部分轿车都采用两轴式变速器。）
（1）自低速档换入高速档
4档接合时：n3=n2； n4>n2
分离瞬间：n3=n2； n4>n3
分离一段时间：n4下降较快 n3下降较慢
惯性越 小，下 降越快
在某一时刻： n4=n3 同步时间
（2）自高速档换入低速档
5档接合时：n3=n4； n4>n2
分离瞬间：n3=n4； n3>n2 分离一段时间：n2下降较快
M1
c) 同步并实现结合
同步后，
n n 3= 4,惯性力
矩消失， M2 将锁环后拨，
拨环力（矩）
锁环上作用着两个力矩：拨环力矩M2 和惯性力矩M1，只有M2>M1,才能结合。
M2正比于F2，取决于锁止角。M1正比 于摩擦锥角。通过设置合理的锁止
角和锥角，可以保证在未达到同步
前，无论驾驶员施加多大的力，均
为M2<M1，使结合套与锁环不能结合。
M2
因为这个锁止作用是由惯性力矩造
成的，因此称之为惯性同步器。
二、变速器的组成 由变速传动机构和操纵机构组成
三、变速器的分类
变速器档数（？）
1. 按传动比变化方式分
有级式
轴线固定式
普通齿轮式 组合式
轴线旋转式 （行星齿轮）
液力式(动液式)
无级式
电力式
本章介绍的是手动操纵式有级变速器， 以普通齿轮式变速器为主
综合式（液力机械式）
2. 按操纵方式分 手动操纵式、自动操纵式、半自动操纵式