变速箱的工作原理

变速原理： • 一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数Z1＝ 20，大齿轮齿数Z2＝40，在相同的时间内 小齿轮转过一圈时，大齿轮转过半圈。显 然，当小齿轮是主动齿轮时，它的转速经 大齿轮输出时就降低了；如果大齿轮是主 动齿轮时，它的转速经小齿轮输出时就提 高了。这就是齿轮传动的变速原理。
为了帮助了解标准变速器的基本原理，下图显示了
互锁装臵
• l)锁球(销)式
• (l)结构：在三根拨叉轴所处的平面且垂直于拨叉轴 的横向孔道内，装有互锁钢球5或互锁销5。互锁钢球 (或互锁销)对着每根拨叉轴的侧面上都制有一个凹槽 且深度相等。中间拨叉轴的两侧各有一个凹槽。任一 拨叉轴处于空档位臵时，其侧面凹槽正好对准互锁钢 球(或互锁销)。两个钢球直径之和(或一个互锁销的 长度)等于相邻两拨叉轴圆柱表面之间的距离加上一 个凹槽的深度。中间拨叉轴上两个侧面之间有通孔， 孔中有一根横向移动的顶销4，顶销的长度等于拨叉 轴的直径减去一个凹槽的深度。
2、各档动力动力传递情况
• a、一档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第 一档齿轮→第二轴一档齿轮→一档同步器接合齿圈→接合 套→第二轴→输出 • b、二档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第 二档齿轮→第二轴二档齿轮→二档同步器接合齿圈→接合 套→第二轴→输出 • c、三档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第 三档齿轮→第二轴三档齿轮→三档同步器接合齿圈→接合 套→第二轴→输出 • d、四档：输入轴→一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第四 档齿轮→第二轴四档齿轮→四档齿轮接合齿圈→三、四档 同步器接合套→第二轴→输出（直接档）
同步器：
• 1、功用：使接合套与待接合齿圈两者之间能迅速 同步；阻止在同步之前齿轮进行啮合；防止产生 接合齿圈之间的冲击；缩短换档时间，迅速完成 换档操作；延长齿轮寿命。
• 2、同步器的组成及分类 • 目前所使用的同步器几乎都是采用磨擦式同步装 臵，但其锁止装臵不同，因此工作原理也有所不 同。按工作原理可分为常压式，惯性式和自行增 力式等种类。这里仅介绍目前广泛采用的惯性式 同步器。
(2)互锁原理：当变速器处于空档位臵时，所有拨叉 轴的侧面凹槽同钢球、顶销都在同一直线上。在移 动中间拨叉轴2时，轴2两侧的钢球从其侧面凹槽中 被挤出，两侧面外钢球4、6分别嵌入拨叉轴l和3的 侧面凹槽中，将轴l和3锁止在空档位臵。若要移动 拨叉轴3，必须先将拨叉轴2退回至空档位臵，拨叉 轴3移动时钢球4从凹槽挤出，通过顶销5推动另一侧 两个钢球移动，拨叉轴l、2均被锁止在空档位臵上。
2)自锁和互锁装臵合二为一的互锁装臵 有的三档变速器，操纵机构有两根拨叉轴， 将自锁和互锁装臵合二为一。两根空心锁销l内 装有自锁弹簧2，在图示位臵(空档)时，两锁销 内端面的距离a等于槽深b，不可能同时拨动两根 拨叉轴。自锁弹簧2的预压力和锁销l对拨叉轴起 到自锁作用。
3)转动钳口式 转动钳口式互锁装臵如图所示。变速杆下端球头臵于钳口中， 钳形板可绕a轴摆动。换档时，变速杆先拨动钳形板处于某一 拨叉轴的拨叉凹槽中，然后换入需要的档位，其余两个换档 拨叉凹槽被钳形爪挡住，起到互锁作用。
不同制造商生产的变速器和同步器 的实现方式各不相同，但基本原理 是一样的。
（二）变速操纵机构
• 1、档位分布及工作示意图
注意：
换挡杆中部有一个旋转点。 在将旋钮前推接合 一挡齿轮时，实际上是在推动杆和拨叉，以便将一挡 齿轮拉回来。
可以看到，左右移动变速杆也是在接合不同的拨 叉（从而接合不同的轴环）。 将旋钮前后移动也就 移动了轴环，使它们接合一个齿轮。
轴一 的 置 总 均根 ， ， 之 在拨 即 其 ， 空叉 每 工 不 档轴 一 作 论 位， 次 原 哪 置其 只 理 类 不余 能 是 互 动拨 移 一 锁 。叉 动 致 装
倒档锁
倒档锁的作用是使驾驶员必须对变速杆施加较大的力， 才能挂入倒档，起到提醒作用，防止误挂倒档，提高安 全性。多数汽车变速器采用结构简单的弹簧锁销式倒档 锁。它由一、倒档拨块(五档变速器)中的锁销l和弹簧2 组成。锁销l杆部装有弹簧2，杆部右端的螺母可调整弹 簧2的预压力和锁销的长度。欲换倒档(或一档)时，须 用较大的力向一侧摆动变速杆4，推动倒档锁销l压缩弹 簧后，变速杆4下端进入拨块3才能实现换档。只要换入 倒档，其拨叉轴就接通装在变速器壳上的电开关，警告 灯亮、报警器响(有的汽车仪表盘上有倒档指示灯)，有 效地防止误挂倒档。
在操纵机构中设有速器的自锁装臵由钢球l和弹簧2组成(图1020)。在变速器盖6前端凸起部位钻有三个深孔，位于三根拨 叉轴3的上方。每根拨叉轴对着钢球l的一面有三个凹槽(槽 的深度小于钢球半径)，中间的凹槽为空档定位，中间凹槽 至两侧凹槽的距离等于滑动齿轮(或接合套)由空档换入相应 档(保证全齿长啮合)的距离。 2)工作：自锁钢球被自锁弹簧压入拨叉轴的相应凹槽内，起 到锁止档位的作用，防止自动换档和自动脱档。换档时，驾 驶员施加于拨叉轴上的轴向力克服弹簧与钢球的自锁力时， 钢球便克服弹簧的预压力而升起，拨叉轴移动，当钢球与另 一凹槽处对正时，钢球又被压入凹槽内，此动作传到操纵杆 上，使驾驶员具有“手感”。
三、变速器的内部结构及原理
变速器由传动机构和操纵机构组成。变速器的传动 机构的主要作用是改变转矩、转速和旋转方向；变 速器的操纵机构的主要作用是控制传动机构实现变 速器的传动比的变换。
• （一）三轴变速器（结合本公司选用变速 器类型）
• 三轴变速器的构成：
• 主要由输入(第一)轴、中间轴和输出(第二)轴组 成。
四、离合器的工作原理
• 一、离合器的组成
• 如图9-1所示，离合器由主动部分、从动部分、压紧装臵、 分离机构和操纵机构五部分组成。
1-曲轴；2-从动轴；3-从动 盘；4-飞轮；5-压盘；6-离 合器盖；7-分离杠杆；8-弹 簧；9-分离轴承；10、15回位弹簧；11-分离叉； 12-踏板；13-拉杆；14-拉 杆调节叉；16-压紧弹簧； 17-从动盘摩擦片；18-轴 承
e、五档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴第五档 齿轮→第二轴五档齿轮→五档同步器接合齿圈→接合套→第 二轴→输出（超速档） f、倒档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴倒档齿 轮→倒档轴上的倒档齿轮→第二轴上倒档齿轮→第二轴倒档
齿轮接合齿圈→倒档同步器接合套→第二轴→输出
倒档齿轮由一个小惰性轮（紫色）来 操控。该图中蓝色倒档齿轮总是与其 它蓝色齿轮的转动方向相反。因此， 当汽车前进时，不能将变速器切换 到倒档。
变速箱的工作 原理
手动变速器结构与工作原理
• 一、变速器在整车上的布局
变速器通过离合器与发动机连接，因此，变速器的 输入轴的转速与发动机相同。 • 二、变速器的功用
• 1、改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使 发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要 求。 • 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 或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。
3. 压紧装臵：压紧弹簧 沿圆周均布的压紧弹簧16装在离合器盖和压盘之间， 把压盘和从动盘压向飞轮。
4. 分离机构：分离杠杆、分离轴承、分离套筒、 分离叉 分离杠杆7外端和中部分别铰接于压盘和离合器盖 上。分离轴承9和分离套筒压装成一体，松套在从动 轴的轴套上。分离叉11是中部有支点的杠杆。 5. 操纵机构：踏板、拉杆等。
1. 主动部分：离合器、压盘 离合器盖6用螺钉固定于飞轮4上，压盘5沿圆周上的凸起伸 入盖6的窗孔中，将分离轴承9可沿窗孔作轴向滑动。这样， 曲轴旋转，便通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动，构成 离合器的主动部分。 • 2. 从动部分：从动盘、从动轴
双面带摩擦衬片 的从动盘通过滑 动花键套在从动 轴(变速器输入轴) 上。
当轴环位于两个齿轮之间时（如第一图所示），变 速器为空挡状态。 黄色轴上以不同速率运转的两个
蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。
五速手动变速器内部结构如下图所示：
构成：
• 1、三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、 第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、 各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。 • a、第一轴和第一轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的 动力输入轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。 • b、中间轴在中间轴上制有（或固装）有六个齿轮，作为 一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相啮合， 称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一 对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为 中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。
c、在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安 装有二轴各档齿轮。其中从前向后，在第一和第二花键毂之 间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档 和五档齿轮，它们分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。在 三个花键毂上分别套有带有内花键的接合套，并设有同步机 构。通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的 接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。其中在第 二个接合套上还制有倒档齿轮。第二轴前端插入一轴齿轮的 中心孔内，两者之间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与 万向传动装臵相连。 d、倒档轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。倒档齿 轮通过轴承活套在倒档轴上。
三个滑块分别嵌合在花键毂的三个轴向槽内， 并可沿槽轴向滑动。在两个弹簧圈的作用下， 滑块压向接合套，使滑块中部的凸起部分正 好嵌在接合套中部的凹槽中，起到空档定位 作用。滑块的两端伸入锁环的三个缺口中。 只有当滑块位于缺口的中央时，接合套与锁 环的齿方可能接合。
齿轴 间中蓝 接环 的的色 合的 摩锥齿 齿外 擦形轮 轮部 使区上 。随 轴域的 之 环，锥 滑 和锥体 动 齿体接 ， 轮与合 使 同轴轴 犬 步环环 。
蓝色齿轮连在轴承上， 轴环将两个蓝色齿轮中的一 个连接到黄色驱动轴上。 它通过齿槽直接与黄色轴 相连，并与黄色轴一起转动。 但轴环也可以沿着黄 色轴左右滑动，从而选择性地接合两个蓝色齿轮中 的一个。