第十五章变速器及分动器
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#第十五章 变速器与分动器
第十五章变速器和分动器前已述及，现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。
为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。
它的功用是：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起步、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。
变速器有变速传动机构和操纵机构组成，根据需要，还可加装动力输出器。
按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。
1）有级式变速器使用最为广泛。
它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。
按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。
目前，轿车和轻中型货车变速器的传动比通常有3~5各前进挡和一个倒挡；在重型货车用的组合式变速器中，则有更多挡位。
所谓变速器挡数，均指前进挡位数。
2）无级变速器的传动比在一定范围内可按无限多级变化，常用的有电力式和液力式（动液式）两种。
电力式的在传动系中也有广泛采用的趋势，其变速传动部分为直流串励电动机。
液力式的传动部分为液力变矩器。
3）综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小式之间的几个阶段范围内作无级变化，目前使用较多。
按操纵方式，变速器又可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三钟。
1）强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡，为大多数汽车所采用。
2）自动操纵式变速器的传动比选择（换挡）的自动进行的。
驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。
3）半自动操纵式变速器有两种形式。
一种是常见的几个挡位自动操纵，其余挡位由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换挡。
变速器和分动器
摇臂钻是效率很高的孔加工机床，由于 它的主 轴可以 在加工 范围内 快速的 任意移 动，而 工件固 定。因 此加工 大型箱 体零件 上的不 同位置 的孔， 螺孔等 ，效率 很高。
编辑本段立式铣床的日常保养
班前保养 (1)开车前检查各油池是否缺油，并按照 润滑图 所示， 使用清 净的机 油进行 一次加 油。
结构形式 特点
结构 工作噪声 中间挡传递效率 传动比范围
直接挡 应用
两轴式
简单 低 高 小
没有 轿车
中间轴式
复杂 高 低 大 有
所有汽车
二、组合式变速器：
主要用于重型货车上，要保证重型车有良好的动力性，经济性，加速性，
则必须扩大传动比的范围并增加档数。
1、组成：由四个档位的主变速器 + 两个档位（高速档、低速档）
(2)检查电源开关外观和作用是否良好 ，接地 装置是 否完整 。
(3)检查各部件螺钉、像目、手柄、 手球及 油杯等 有无松 动和丢 失，如 发现应 及时拧 紧和补 齐。
(4)检查传动皮带状况。 钻铣床
[1](5)检查电器安全装置是否良好。
及其功用。
❖5、同步器在变速器中所起的作用是什么？ ❖6、试说明锁环式同步器的工作原理和工作过程。 ❖7、分动器的功用？使用分动器低速档时有何要求？
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钻床和铣床的区别
钻床和铣床的区别
钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的 机床。 通常钻 头旋转 为主运 动，钻 头轴向 移动为 进给运 动。钻 床结构 简单， 加工精 度相对 较低， 可钻通 孔、盲 孔，更 换特殊 刀具， 可扩、 锪孔， 铰孔或 进行攻 丝等加 工。铣 床是用 铣刀对 工件进 行铣削 加工的 机床。 铣床除 能铣削 平面、 沟槽、 轮齿、 螺纹和 花键轴 外，还 能加工 比较复 杂的型 面，效 率较刨 床高， 在机械 制造和 修理部 门得到 广泛应 用。
第15章变速器与分动器
缺点:驾驶员操纵变速杆用力过 猛时,很可能未达到同步前,接 合套便克服弹簧压力,压下定 位销->接合齿圈接触->齿间产 生冲击
汽车构造
22
汽车构造
惯性式同步器-锁环式
普通齿轮式变速器在换档挂齿过程中，必须在待啮合的主、从动齿轮的线速 度相等对进行，否则会出理打齿现象甚至挂不进档。当高档换低档时，司机需 踩下踏板挂空档，空档加油至发动机响声低沉后，即挂入低档。此操作较难把 握挂入低档的时刻，司机易紫张、疲劳。汽车采用惯性同步器解决上述问题。
汽车构造
1. 变速器的功用
第十五章 变速器与分动器
（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶 条件，同时使发动机在最有利的工况下工作。 （2）在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车实现倒向行驶。 （3）利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换 档或进行动力输出变速器挡数即指其前进挡位数。
5当转速？
3
三轴式变速器（六挡变速器工作原理）
汽车构造
变速器各个工作 挡位的接入（挂挡） 和脱开（摘挡）方 式有三种：利用接 合套（一、倒挡）、 利用锁销式同步器 (二挡）、利用锁环 式同步器（三、四、 五、六挡)。
4
轻型载货汽车变速器结构
汽车构造
5
轻型载货汽车变速器结构（5档）
汽车构造
6
轻型载货汽车变速器传动
汽车构造
28
锁环式同步器工作过程示意图
汽车构造
14-第二轴，15-花键毂 16-弹簧 17-中间轴5档齿轮 20-挡圈
25
汽车构造
锁环式同步器 两个锁环上的花键齿，在对着接合套的一端都有倒角（锁止角），且与接 合套齿端的倒角相同 锁环具有与齿圈上的锥形面 相同的内锥面，锥面上制出 细牙的螺旋槽，以便两锥面 接触后能破坏油膜
汽车构造
22
汽车构造
惯性式同步器-锁环式
普通齿轮式变速器在换档挂齿过程中，必须在待啮合的主、从动齿轮的线速 度相等对进行，否则会出理打齿现象甚至挂不进档。当高档换低档时，司机需 踩下踏板挂空档，空档加油至发动机响声低沉后，即挂入低档。此操作较难把 握挂入低档的时刻，司机易紫张、疲劳。汽车采用惯性同步器解决上述问题。
汽车构造
1. 变速器的功用
第十五章 变速器与分动器
（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶 条件，同时使发动机在最有利的工况下工作。 （2）在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车实现倒向行驶。 （3）利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换 档或进行动力输出变速器挡数即指其前进挡位数。
5当转速？
3
三轴式变速器（六挡变速器工作原理）
汽车构造
变速器各个工作 挡位的接入（挂挡） 和脱开（摘挡）方 式有三种：利用接 合套（一、倒挡）、 利用锁销式同步器 (二挡）、利用锁环 式同步器（三、四、 五、六挡)。
4
轻型载货汽车变速器结构
汽车构造
5
轻型载货汽车变速器结构（5档）
汽车构造
6
轻型载货汽车变速器传动
汽车构造
28
锁环式同步器工作过程示意图
汽车构造
14-第二轴，15-花键毂 16-弹簧 17-中间轴5档齿轮 20-挡圈
25
汽车构造
锁环式同步器 两个锁环上的花键齿，在对着接合套的一端都有倒角（锁止角），且与接 合套齿端的倒角相同 锁环具有与齿圈上的锥形面 相同的内锥面，锥面上制出 细牙的螺旋槽，以便两锥面 接触后能破坏油膜
第15章 变速器与分动器
第15章 变速器与分动器
（2）利用接合套换挡
第15章 变速器与分动器
（3）利用同步器换挡
第15章 变速器与分动器
4 三轴式变速器 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，直接挡除外。
第15章 变速器与分动器
第15章 变速器与分动器
（2）空档： （1）一档： 3
齿 常 轮 啮 3 齿 2 4 齿 轮 3 接 合 套 4
第15章 变速器与分动器
15.1 变速器的功用与类型 1．变速器的功用 改变传动比， （1）改变传动比，从而改变传递给驱动轮的 转矩和转速； 转矩和转速； 实现倒车； （2）实现倒车； 利用空挡中断动力的传递。 （3）利用空挡中断动力的传递。
第15章 变速器与分动器
2．变速器的组成 （1）变速传动机构； （2）变速操纵机构。
第15章 变速器与分动器
互锁原理： 互锁原理：当变速器处于空档时，所有拨叉轴的侧面凹槽同钢球、顶销都在同 一直线上。移动中间拨叉轴3时，轴3两侧的钢球从其侧面凹槽中被挤出，钢球 2、4被挤嵌入拨叉轴1、5的侧面凹槽中，将轴1、5锁定在空档位置。若要移动 拨叉轴5，必须先将拨叉轴3退回至空档位置，拨叉轴5移动时钢球4从凹槽中挤 出，通过顶销推动另一侧钢球移动，拨叉轴1、3被锁止在空档位置。
第15章 变速器与分动器
（2）工作原理 P
接合套受到轴向推力P作用—通过钢球 10、定位销—推动摩擦锥环前移 因摩擦锥环与锥盘有转速差—接触后 摩擦作用下—使锥环和锁销相对接合套 — 转过一个角度—锁销与接合套上相应孔 不再同心—锁销中部倒角与接合套孔端 锥面相抵触
同步前：作用在摩擦面上的摩擦力矩总大于切向分力F2形成的拨销力矩， 接合套被锁止不能前移 同步后：惯性力消失，拨销力矩使锁销、摩擦锥盘和相应齿轮相对接合套转 过一个角度，锁销与接合套对中，接合套克服弹簧力压下钢球沿锁销继续前 移，换入五档
变速器与分动器
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）通过增加齿轮传动的对数，以实现倒档。
2.3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
1．变速传动机构的组成
成。
2．变 （1） （2）
比；
3．常见的换档方式 （1）利用滑动齿轮换档
3．常见的换档方式 （1）利用滑动齿轮换档 （2）利用接合套换档
输入轴动力——输入轴齿轮/中间轴齿轮——输出轴齿轮—— 输出轴动力 有三种类型的轴：输入轴、中间轴、输出轴
2.2 两轴式变速器
两轴式变速器 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。
力式、液力式（动液式）。
➢ 综合式变速器： 由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机
械变速箱。其传动比可在几个间断的内连续变化。
1.3变速器的类型：
按操纵方式分类： ❖ 强制操纵式： 驾驶员直接操纵变速杆换档。
❖ 自动操纵式： 换档与传动比的选择是自动进行的。
❖ 半自动操纵式： 固定式：几个常用的档位自动，其余由驾驶员
锁销式同步器在结构上允许采用较大的摩擦面，摩擦 锥面之间可以产生较大的摩擦力矩，并缩短同步时间，减 少驾驶员的疲劳。
3.2 同步器的构造和原理 3.2.6 自行增力式同步器的构造和原理
3.2 同步器的构造和原理 3.2.6 自行增力式同步器的构造和原理
弹簧片的变形使得摩擦力矩大大提高，使得换档更省力、 更迅速，提高了换档的效率。
分离一段时间：V4下降较快 V3下降较慢
使得 V4=V3
2.3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
1．变速传动机构的组成
成。
2．变 （1） （2）
比；
3．常见的换档方式 （1）利用滑动齿轮换档
3．常见的换档方式 （1）利用滑动齿轮换档 （2）利用接合套换档
输入轴动力——输入轴齿轮/中间轴齿轮——输出轴齿轮—— 输出轴动力 有三种类型的轴：输入轴、中间轴、输出轴
2.2 两轴式变速器
两轴式变速器 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。
力式、液力式（动液式）。
➢ 综合式变速器： 由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机
械变速箱。其传动比可在几个间断的内连续变化。
1.3变速器的类型：
按操纵方式分类： ❖ 强制操纵式： 驾驶员直接操纵变速杆换档。
❖ 自动操纵式： 换档与传动比的选择是自动进行的。
❖ 半自动操纵式： 固定式：几个常用的档位自动，其余由驾驶员
锁销式同步器在结构上允许采用较大的摩擦面，摩擦 锥面之间可以产生较大的摩擦力矩，并缩短同步时间，减 少驾驶员的疲劳。
3.2 同步器的构造和原理 3.2.6 自行增力式同步器的构造和原理
3.2 同步器的构造和原理 3.2.6 自行增力式同步器的构造和原理
弹簧片的变形使得摩擦力矩大大提高，使得换档更省力、 更迅速，提高了换档的效率。
分离一段时间：V4下降较快 V3下降较慢
使得 V4=V3
第十五章变速器与分动器
第十五章变速器与分动器第十五章变速器与分动器第一节变速器的功用与类型1．变速器的功用（1）改变传动比，从而改变传递给驱动轮的转矩和转速；（2）实现倒车；（3）利用空档中断动力的传递。
2．变速器的组成（1）变速传动机构；（2）变速操纵机构。
3．变速器的类型（1）按传动比变化方式的不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式3种。
（2）按换档操纵方式的不同，变速器可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式3种。
第二节变速器的变速传动机构本节主要介绍有级式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1．变速传动机构的组成变速传动机构主要由齿轮、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；变速传动机构的工作原理(点击查看动画)（2）通过增加齿轮传动的对数，以实现倒档。
前进档时，动力由第一轴直接传给第二轴，只经过一对齿轮传动，两轴转动方向相反。
倒档时，动力由第一轴传给倒档轴、再由倒档轴传给第二轴，经过两对齿轮传动，第一轴与第二轴转动方向相同。
实现倒档的工作原理(点击查看动画)3．常见的换档方式（1）利用滑动齿轮换档（动画演示下图左）点击查看动画点击查看动画（2）利用接合套换档（动画演示上图右）（3）利用同步器换档点击查看动画二、两轴式变速器两轴式变速器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。
大部分轿车都采用两轴式变速器。
点击放大点击放大点击放大点击放大点击放大点击放大点击放大点击查看动画三、三轴式变速器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。
四、防止自动跳档的措施利用接合套换档的变速器，由于接合套与齿圈的接合长度较短，同时汽车行驶时需要经常换档，频繁拨动接合套将使齿端发生磨损。
汽车底盘构造与维修3(变速器与分动器)
积 积
各级齿轮传动比的连乘
积
从上述公式可知：
当i>1时，为降速增扭传动，其档位称为降速档； 当i<1时，为增速降扭传动，其档位称为超速档； 当i=1时，为等速等扭传动，其档位称为直接档。
习惯上把变速器传动比值较小的档位称为高 档，传动比值较大的档位称为低档；变速器档位 的变换称为换档，由低档向高档变换称为加档 （或升档），反之称为减档（或降档）。变速器 就是通过档位变换来改变传动比，从而实现多级 变速的。
操纵变速杆，使接合套13左移与齿轮4的接合齿圈接合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、 中间轴18、齿轮14、4，再经过齿圈、接合套13、花键毂传给第二轴8。
操纵变速杆，使接合套16右移与齿轮3的接合齿圈接合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、 中间轴18、齿轮15、3，再经过齿圈、接合套16、花键毂传给第二轴8。
一汽宝来MQ200—02T各档 齿轮动力传递路线：
五档：操纵换档装置使五 档同步器右移，发动机动力 经五档主动齿轮、五档从动 齿轮、同步器接合套和花键 毂传至输出轴输出。五档传 动五比档n传5=动3比6/小43于=01.，83所7，以由产于生 超速效果，输出转速增加， 转矩减小。见图4-12。
一汽宝来MQ200—02T各档齿 轮动力传递路线：
三档：操纵换档装置使三、 四档同步器左移，发动机动 力经三档主动齿轮、三档从 动齿轮，同步器接合套和花 键毂传至输出轴输出。三档 传产动生比减n速3=增3扭4/效26果=1，.3但08相。对仍 于二档车速较快，有利于汽 车升速。
一汽宝来MQ200—02T各档齿轮 动力传递路线：
四档：操纵换档装置使三、四 档同步器右移，发动机动力经四 档主动齿轮、四档从动齿轮、同 步器接合套和器花键毂传至出轴 输出。四档传动比 n比4=接3近5/13，4=所1.以02近9，似由直于接四档档效传果动。 见图4-11。
第十五章变速器与分动器介绍
5、变速器工作情况
20
6、各档换档过程
一档
21
二档
22
三档
23
四档
24
五档
25
倒档
26
三轴式变速器CA1040变速器换挡过程
1—第一轴 2—第一轴
常啮合齿轮 3—第一轴
齿轮接合齿圈 4—四挡
同步器锁环 5、12、
20—接合套 6—五挡同
步器锁环 7—五挡齿轮
接合齿圈 8—第二轴五
挡齿轮 9—第二轴三挡
五五档档传经动 济比 性为 好： ，i5称 (zz323为)(zz382超) 3281速1481 档 0.794
32
三轴变速器CA1091 a.传动链
b.支撑方式
c.5档4档3档2档 1档
输出轴
中间轴
33
润滑和密封
为减少内摩擦引起的零件磨损及公路损 耗，须知壳内注入润滑油，采用飞溅润 滑方式润滑各齿轮副ˎ轴与轴承等零件工 作表面。因此，壳体一侧有加油口，底 部有放油螺栓。第一轴常啮合齿轮和第 二轴齿轮钻有径向油孔，以便润滑所在 部位滚针轴承。为防止润滑油从第一轴 与轴承盖之间间隙流入离合器而影响摩 擦性，轴承盖内安装了油封总成。在变 速器后端轴承盖装有油封总成。
动的拨叉轴退回原位。
77
78
（3）倒档锁
用更大的力方能挂入档位。 组成：倒档锁销，倒档锁弹簧；
作用：防止误挂倒档。
倒档拨叉轴
80
第四节 分动器
一、作用
将变速器输出的动力分配到各驱动桥，同时起副变速 器作用（有高低两个档）
二、构造
输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个 以上，通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。
第15章 变速器与分动器
结合齿圈
四档齿轮
花键毂 结合套
中间轴
中间轴
结合套
同步器
� 由此可见，欲使无同步器变速器换挡时不产生齿 轮冲击，需采取较复杂的操作，既增加了驾驶员 的劳动强度，又容易加速齿轮的损坏。 � 因此，同步器换挡装置得到广泛应用。 ： 1、功用 、功用： 使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档时 间，同时防止啮合时齿间冲击。 ： 2、结构 、结构： 同步装置、锁止装置、结合装置 ： 3、分类 、分类： 锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器
（1）锁环式惯性同步器
滑块
锁环式惯性同步器
细牙螺旋槽
结构
锁环
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1—同步环 2—滑块 5—接合套 8—第一轴齿轮 9—接合齿圈
结合齿圈
滑块
5刚从三挡退到空挡时，与齿轮 8制成一 � 空挡位置：当接合套 当接合套5 刚从三挡退到空挡时，与齿轮8 9、接合套 5和锁环 1都在其自身及其所联系的 体的接合齿圈 体的接合齿圈9 、接合套5 和锁环1 一系列运动件的惯性作用下，继续沿原方向转动。 � 设它们的转速分别是n9、n5、n1，则此时n1=n5，n9＞n5，即 5及滑块 2都处于中间位置，并由弹簧圈 3定位 n9＞n1。接合套 。接合套5 及滑块2 都处于中间位置，并由弹簧圈3 1在轴向是自由的，它的内锥面与接合齿圈 9的外锥面 ；锁环 ；锁环1 在轴向是自由的，它的内锥面与接合齿圈9 不接触。
� 此时如果要使接合套的花键齿圈与同步环的花键齿圈进入啮 合，必须使锁环相对于接合套向后倒转一个角度。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，该轴向推力使接合套的齿端倒角面与锁环的齿 端倒角面之间产生正压力N，力N可分解为轴向力F1和切向 力F2。F2形成一个试图拨动锁环相对于接合套反转的力矩， 1和齿圈 9的锥面进一步压紧，产 称为拨环力矩M2。F1使锁环 使锁环1 和齿圈9 生摩擦力矩M1，该力矩使两者转速迅速接近。由于锁环通过 接合套、花键毂、第二轴与整个汽车相联系，转动惯量大， 9与离合器从动部分相联系， 锁环的转速n1下降慢。而齿圈 下降慢。而齿圈9 9是减速转动，则产生 转动惯量小，n9下降得快。因为齿圈 下降得快。因为齿圈9 一个与转动方向相同的惯性力矩Mj。此惯性力矩通过摩擦锥 面以摩擦力矩的方式传到锁环上，阻碍锁环相对于接合套反 9 与锁环 1未达到同步之前，摩擦锥面的摩 向转动。在齿圈 向转动。在齿圈9 与锁环1 擦力矩在数值上等于惯性力矩 (M1=Mj)。 擦力矩在数值上等于惯性力矩(
第15章-变速器和分动器汽车构造
第15章-变速器和分动器汽车构造
第15章-变速器和分动器汽车构造
2）互锁装置工作原理
第15章-变速器和分动器汽车构造
3）倒档锁
第15章-变速器和分动器汽车构造
第15章-变速器和分动器汽车构造
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回目录
（二）锁销式惯性同步器
摩擦锥盘
定位销
钢球
结合套 锁销
定位销
摩擦锥环
第15章-变速器和分动器汽车构造
锁销受力
第15章-变速器和分动器汽车构造
回目录
§15.4 变速器操纵机构
功用： 保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。
要求： 自锁功能：防止自动换档、脱档。 互锁功能：保证变速器不会同时换入两个档位。 倒档锁：防止误换倒档。
齿轮的换档结构型式：
采用常啮合斜齿轮利用同步器换档。
防止自动脱档机构：
1）切薄齿式
挂档方向
跳档方向
传 动 方 向
结合齿圈
结合套齿
第15章-变速器和分动器汽车构造
花键毂
2）斜面齿式
结合套齿
传 动 方 向
花键毂
回目录
结合齿圈
第15章-变速器和分动器汽车构造Βιβλιοθήκη 结合齿圈组合式变速器
组合式变速传动机构
第15章-变速器和分动器汽车构造
2、实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需 要。
3、中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽 车换档或需要停止动力输出时，中断向驱动轮的 动力传递。
第15章-变速器和分动器汽车构造
二、变速器的类型
1、按传动比变化方式分为:
•有级式：采用齿轮传动，传动比在若干定值传动比中变 化；（机械式）
第15章-变速器和分动器汽车构造
2）互锁装置工作原理
第15章-变速器和分动器汽车构造
3）倒档锁
第15章-变速器和分动器汽车构造
第15章-变速器和分动器汽车构造
第15章-变速器和分动器汽车构造
回目录
（二）锁销式惯性同步器
摩擦锥盘
定位销
钢球
结合套 锁销
定位销
摩擦锥环
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锁销受力
第15章-变速器和分动器汽车构造
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§15.4 变速器操纵机构
功用： 保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。
要求： 自锁功能：防止自动换档、脱档。 互锁功能：保证变速器不会同时换入两个档位。 倒档锁：防止误换倒档。
齿轮的换档结构型式：
采用常啮合斜齿轮利用同步器换档。
防止自动脱档机构：
1）切薄齿式
挂档方向
跳档方向
传 动 方 向
结合齿圈
结合套齿
第15章-变速器和分动器汽车构造
花键毂
2）斜面齿式
结合套齿
传 动 方 向
花键毂
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结合齿圈
第15章-变速器和分动器汽车构造Βιβλιοθήκη 结合齿圈组合式变速器
组合式变速传动机构
第15章-变速器和分动器汽车构造
2、实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需 要。
3、中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽 车换档或需要停止动力输出时，中断向驱动轮的 动力传递。
第15章-变速器和分动器汽车构造
二、变速器的类型
1、按传动比变化方式分为:
•有级式：采用齿轮传动，传动比在若干定值传动比中变 化；（机械式）
变速器和分动器
中间轴
结合套
2、从高档换入低档
• • • • •
脱离瞬间： V5=VJ V4<VJ、 V5 抬起离合器踏板， 踩一下油门踏板 V4升高，VJ变化不大 五档齿轮 在VJ与V4相等时挂入 花键毂 四档
结合齿圈
四档齿轮
中间轴
结合套
二、同步器
1、功用： 使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换档 时间，同时防止啮合时齿间冲击。
换档轴
五、六档拨块 自锁钢球
互锁销
倒档拨叉 五、六档拨叉
一、二档拨叉
三、四档拨叉
2、锁止机构
1）自锁装置
自锁弹簧
自锁钢球
拨叉轴 互锁钢球 互锁销
2）互锁装置工作原理
空档状态
拨叉轴
互锁销
互锁钢球
3）倒档锁
倒档拨块
驾驶员在换倒档 时要克服倒档锁 弹簧弹力，变大 的换档阻力，可 提醒驾驶员
倒档锁弹簧
四、换档原理
一轴 二轴
中间轴
五、变速器工作情况
六、各档换档过程
1、一档
2、二档
3、三档
4、四档
5、五档
6、倒档
§12.3
普通齿轮变速器的变速传动机构
• • • • • •
一、组成： 传动机构、操纵机构 二、分类： 三轴式变速器、二轴式变速器 三、功用： 传动机构：改变转速比 操纵机构：实现换档
倒档锁销
变速器操纵机构
§12.4
分动器
功用： • 将变速器输出的动力分配到各驱动桥。 • 一、构造： 后桥输出轴
输入轴
中间轴 前桥输出轴 中桥输出轴
二、分动器操纵机构
分动器操纵原则： 非先接上前桥， 不得换入低档。
变速器与分动器.ppt
(c)半自动操纵式变速器：可分为两类，一类是部分 挡位自动换挡，部分挡位手动（强制）换挡；另一类 是预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加 速踏板时，由执行机构自行换挡。
2019/10/29
4
宁夏大学机械工程学院
手动变速器是通过各种大小不同的齿轮组合，获得不
同的传动比，其传动比的变化不是连续的，而是分级变
0.3-0.4mm，使各齿中部形成一凸台。当同步器的接合套左移
与接合齿圈接合时(图示位置)，接合齿圈的转矩传给接合套的
一侧，再由接合套的另一侧传给花键毂。由于接合套的后端
被花键毂中部的凸台挡住，在接触面上作用一个力FN，其轴 向分力FQ即为防止自动脱挡的阻力。
2019/10/29
21
宁夏大学机械工程学院
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24
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上海桑塔纳轿车两轴式变速器的结构与一汽车奥迪
2019/10/29
8
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虽有智慧，不如乘势； 虽有镃(zi)基，不如待 时
为者常成，行者常至
2019/10/29
9
宁夏大学机械工程学院
根据齿轮传动的原理，齿轮传动的转矩与其转速 成反比。由此可见，齿轮式变速器在改变转速的同时， 也改变了输出转矩。挡位越低，传动比越大，输出转 速越低，则输出转矩越大；反之，挡位越高，传动比 越小，输出转速越高，则输出转矩越小。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。
间齿轮，故二轴的旋向与一轴相反，汽车便倒行。iR=7.107。 iR一般较大，这是考虑到安全，使倒车速度尽可能低。
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2019/10/29
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手动变速器是通过各种大小不同的齿轮组合，获得不
同的传动比，其传动比的变化不是连续的，而是分级变
0.3-0.4mm，使各齿中部形成一凸台。当同步器的接合套左移
与接合齿圈接合时(图示位置)，接合齿圈的转矩传给接合套的
一侧，再由接合套的另一侧传给花键毂。由于接合套的后端
被花键毂中部的凸台挡住，在接触面上作用一个力FN，其轴 向分力FQ即为防止自动脱挡的阻力。
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上海桑塔纳轿车两轴式变速器的结构与一汽车奥迪
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虽有智慧，不如乘势； 虽有镃(zi)基，不如待 时
为者常成，行者常至
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根据齿轮传动的原理，齿轮传动的转矩与其转速 成反比。由此可见，齿轮式变速器在改变转速的同时， 也改变了输出转矩。挡位越低，传动比越大，输出转 速越低，则输出转矩越大；反之，挡位越高，传动比 越小，输出转速越高，则输出转矩越小。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。
间齿轮，故二轴的旋向与一轴相反，汽车便倒行。iR=7.107。 iR一般较大，这是考虑到安全，使倒车速度尽可能低。
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汽车学习课件 第15章 变速器与分动器
两轴变速器
➢有二种类型的轴：输入轴（第一轴）、输出轴（第二轴）
动力传递路径
➢输入轴——输入轴齿轮——输出轴齿轮——输出轴
第十五章 变速器与分动器
三轴变速器
➢有三种类型的轴：输入轴（第一轴）、中间轴、输出轴（第二轴）
动力传递路径
➢输入轴——输入轴齿轮——中间轴齿轮——输出轴齿轮——输出轴
第十五章 变速器与分动器
➢组合式变速器传动比：i=i主*i副
第十五章 变速器与分动器
组合式变速器的分类
➢副变速器有普通齿轮式和行星齿轮式两种； ➢普通齿轮式副变速器结构简单，传力时齿轮的机械负荷较大； ➢行星齿轮机构同时啮合的齿数多，能传递较大的转矩。
组合式变速器的结构特点
➢副变速器多与主变速器制成一体，它与主变速器的区别是没有 倒挡。 ➢副变速器传动比较小时多串联在主变速器之前，传动比较大的 副变速器多串联在主变速器之后，以利于减小主变速器的质量和 尺寸。
第十五章 变速器与分动器
组合式变速器
第十五章 变速器与分动器
组合式变速器的功用
➢重型货车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型车具有良 好的动力性、经济性，须有更多的挡位和更大的传动比。 ➢为避免变速器的结构过于复杂和利于系列化生产，多采用组合 式变速器，即以1—2种四挡或五挡变速器为主体，通过更换齿轮 副和配置不同的副变速器(一般为两挡)，得到一组不同挡数不同 传动比范围的变速器系列。
第十五章 变速器与分动器
变速器的分类
按传动比的变化范围
➢有级式变速器
➢无级式变速器 ➢综合式变速器
➢应用最广泛，由若干个固定的传动比。可分为 轴线固定式、轴线旋转式（行星齿轮）。变速器 的档位指前进档的数目。
➢传动比在一定的范围内可以连续变化。可分为 电力式、液力式（动液式）。
➢有二种类型的轴：输入轴（第一轴）、输出轴（第二轴）
动力传递路径
➢输入轴——输入轴齿轮——输出轴齿轮——输出轴
第十五章 变速器与分动器
三轴变速器
➢有三种类型的轴：输入轴（第一轴）、中间轴、输出轴（第二轴）
动力传递路径
➢输入轴——输入轴齿轮——中间轴齿轮——输出轴齿轮——输出轴
第十五章 变速器与分动器
➢组合式变速器传动比：i=i主*i副
第十五章 变速器与分动器
组合式变速器的分类
➢副变速器有普通齿轮式和行星齿轮式两种； ➢普通齿轮式副变速器结构简单，传力时齿轮的机械负荷较大； ➢行星齿轮机构同时啮合的齿数多，能传递较大的转矩。
组合式变速器的结构特点
➢副变速器多与主变速器制成一体，它与主变速器的区别是没有 倒挡。 ➢副变速器传动比较小时多串联在主变速器之前，传动比较大的 副变速器多串联在主变速器之后，以利于减小主变速器的质量和 尺寸。
第十五章 变速器与分动器
组合式变速器
第十五章 变速器与分动器
组合式变速器的功用
➢重型货车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型车具有良 好的动力性、经济性，须有更多的挡位和更大的传动比。 ➢为避免变速器的结构过于复杂和利于系列化生产，多采用组合 式变速器，即以1—2种四挡或五挡变速器为主体，通过更换齿轮 副和配置不同的副变速器(一般为两挡)，得到一组不同挡数不同 传动比范围的变速器系列。
第十五章 变速器与分动器
变速器的分类
按传动比的变化范围
➢有级式变速器
➢无级式变速器 ➢综合式变速器
➢应用最广泛，由若干个固定的传动比。可分为 轴线固定式、轴线旋转式（行星齿轮）。变速器 的档位指前进档的数目。
➢传动比在一定的范围内可以连续变化。可分为 电力式、液力式（动液式）。
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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
14
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)
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）
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，
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
（3）接合套的齿端制成凸肩
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
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
（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
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)
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）
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： 5）
▪ 高档换低档（5 4）
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。
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。）
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