第十章 变速器和分动器
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§10.1 概述
一、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 车换档或需要停车动力输出时，中断向驱动轮 的动力传递。
二、变速器的分类
3、分类： 锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器
（一）锁环式惯性同步器
1、组成：
滑块
细牙螺旋槽
2、结构：
锁环
结合齿圈
3、原理
0.5齿厚 结合齿圈
锁环
滑块、定位销
（二）锁销式惯性同步器
摩擦锥盘
定位销
钢球
定位销
结合套 锁销
摩擦锥环
锁销受力
锁止角
三、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。
分类： 直接操纵式 远距离操纵式
1、直接操纵式变速器换挡机构的构造
叉形拨杆 换档轴
五、六档拨块
变速杆 五、六档拨 叉轴
一、二档 拨叉轴
自锁钢球
倒档拨叉轴
互锁销 五、六档拨叉
三、四档拨叉
倒档拨叉 一、二档拨叉
拨叉轴结构示意图
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
两个钢球直径 之和等于拨叉 轴表面间距离 加一个槽深
互锁销
互锁钢球
3）倒档锁
倒档拨块 倒档锁弹簧
倒档锁销
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
变速器操纵机构
挂档方向
跳档方向
传 动 方 向
结合齿圈
结合套齿
花键毂
2）斜面齿式
结合套齿
传 动 方 向
结合齿圈
花键毂 结合齿圈
4、齿轮的轴向定位
利用止推环对斜齿轮轴向限位。 5、齿轮传动消除间隙装置
齿轮侧面加装薄钢片副齿轮 6、润滑与密封
多采用飞溅润滑 在1、2轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶 油封 7、变速器壳 材料：铸铁、铸铝 底部有放油螺塞。
作业
以桑塔纳轿车为例，画出变速器结构简 图，并分析各档位动力传递路线。
§10.3 同步器
一、无同步器时变速器的换档过程
1、从低档换入高档
结合齿圈 四档齿轮
脱离瞬间：
V4=VJ
V5>VJ、 V4
五档齿轮
保持空档片刻 V5降低，VJ、 V4变化不大
花键毂
在VJ与V5相等时挂入五档 中间轴
结合套
2、从高档换入低档
两轴式变速器
应用： 发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱 动的汽车。
特点； 输入轴与输出轴平行，无中间轴。
组成： 输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿 轮
桑塔纳LX型轿车两轴式变速器
结构分析：
一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通 过轴承连接。 二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮 与轴一体。
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
三轴式五档位变速器
三轴五档位变速器结构简图
四、变速器结构分析 1、轴的支承
中心孔
滚动轴承
圆锥轴承
二轴支承
滚动轴承 滚动轴承
2、齿轮的换档结构型式
采用常啮合斜齿轮。
利用同步器换档。
wk.baidu.com
3、防止自动脱档机构
1）切薄齿式
2档和3档的传 动比是多少？
Z2
Z9
Z8
Z7 Z6
i2= （z6/z5）X（z2/z9）
i3= （z6/z5）X（z3/z8）
四、换档原理
一轴
中间轴
二轴
五、各档换档过程
1、一档
2、二档
3、三档
4、四档
5、五档
6、倒档
§10.3 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
1、齿轮式式变速器（有级式） 采用齿轮传动，一般 汽车采用3~5个前进档和一 个倒档。 变速器档数：前进档的位数。
2、液力机械式变速器（无极式） 由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比 可在几个范围内连续变化。
3、无级式变速器（CVT） 采用液力变矩器（金属带）传动，传动比可在一 定的数值范围内连续变化。
机械—气动式操纵机构
变速器工作情况
§10.4 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。 非先退出低档，不 得摘下前桥。
支承臂
前桥操纵杆 换档操纵杆 轴
作业
描述变速器操纵机构是如何实现自锁和 互锁的。
桑塔纳轿车变速器结构简图
§10.2 变速器的变速传动机构
一、结构：
输入轴
结合套
输出轴
变速齿轮 中间轴
倒档轴
二、基本原理
主动轮1
从动轮2
i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1 z1 ，n1 ， M1为主动齿
轮的参数。
z2 ，n2 ， M2为从动齿
轮的参数。
从动齿轮齿数
i= 主动齿轮齿数
三、变速原理
Z5
Z4 Z3
脱离瞬间：
V5=VJ
V4<VJ、 V5
抬起离合器踏板，踩一 下油门踏板
五档齿轮
V4升高，VJ变化不大 在VJ与V4相等时挂入四档
花键毂
中间轴
结合齿圈 四档齿轮 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。
2、结构： 同步装置、锁止装置、结合装置
一、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 车换档或需要停车动力输出时，中断向驱动轮 的动力传递。
二、变速器的分类
3、分类： 锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器
（一）锁环式惯性同步器
1、组成：
滑块
细牙螺旋槽
2、结构：
锁环
结合齿圈
3、原理
0.5齿厚 结合齿圈
锁环
滑块、定位销
（二）锁销式惯性同步器
摩擦锥盘
定位销
钢球
定位销
结合套 锁销
摩擦锥环
锁销受力
锁止角
三、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。
分类： 直接操纵式 远距离操纵式
1、直接操纵式变速器换挡机构的构造
叉形拨杆 换档轴
五、六档拨块
变速杆 五、六档拨 叉轴
一、二档 拨叉轴
自锁钢球
倒档拨叉轴
互锁销 五、六档拨叉
三、四档拨叉
倒档拨叉 一、二档拨叉
拨叉轴结构示意图
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
两个钢球直径 之和等于拨叉 轴表面间距离 加一个槽深
互锁销
互锁钢球
3）倒档锁
倒档拨块 倒档锁弹簧
倒档锁销
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
变速器操纵机构
挂档方向
跳档方向
传 动 方 向
结合齿圈
结合套齿
花键毂
2）斜面齿式
结合套齿
传 动 方 向
结合齿圈
花键毂 结合齿圈
4、齿轮的轴向定位
利用止推环对斜齿轮轴向限位。 5、齿轮传动消除间隙装置
齿轮侧面加装薄钢片副齿轮 6、润滑与密封
多采用飞溅润滑 在1、2轴与轴承盖之间多采用回油螺纹或橡胶 油封 7、变速器壳 材料：铸铁、铸铝 底部有放油螺塞。
作业
以桑塔纳轿车为例，画出变速器结构简 图，并分析各档位动力传递路线。
§10.3 同步器
一、无同步器时变速器的换档过程
1、从低档换入高档
结合齿圈 四档齿轮
脱离瞬间：
V4=VJ
V5>VJ、 V4
五档齿轮
保持空档片刻 V5降低，VJ、 V4变化不大
花键毂
在VJ与V5相等时挂入五档 中间轴
结合套
2、从高档换入低档
两轴式变速器
应用： 发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱 动的汽车。
特点； 输入轴与输出轴平行，无中间轴。
组成： 输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿 轮
桑塔纳LX型轿车两轴式变速器
结构分析：
一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通 过轴承连接。 二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮 与轴一体。
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
三轴式五档位变速器
三轴五档位变速器结构简图
四、变速器结构分析 1、轴的支承
中心孔
滚动轴承
圆锥轴承
二轴支承
滚动轴承 滚动轴承
2、齿轮的换档结构型式
采用常啮合斜齿轮。
利用同步器换档。
wk.baidu.com
3、防止自动脱档机构
1）切薄齿式
2档和3档的传 动比是多少？
Z2
Z9
Z8
Z7 Z6
i2= （z6/z5）X（z2/z9）
i3= （z6/z5）X（z3/z8）
四、换档原理
一轴
中间轴
二轴
五、各档换档过程
1、一档
2、二档
3、三档
4、四档
5、五档
6、倒档
§10.3 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
1、齿轮式式变速器（有级式） 采用齿轮传动，一般 汽车采用3~5个前进档和一 个倒档。 变速器档数：前进档的位数。
2、液力机械式变速器（无极式） 由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比 可在几个范围内连续变化。
3、无级式变速器（CVT） 采用液力变矩器（金属带）传动，传动比可在一 定的数值范围内连续变化。
机械—气动式操纵机构
变速器工作情况
§10.4 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。 非先退出低档，不 得摘下前桥。
支承臂
前桥操纵杆 换档操纵杆 轴
作业
描述变速器操纵机构是如何实现自锁和 互锁的。
桑塔纳轿车变速器结构简图
§10.2 变速器的变速传动机构
一、结构：
输入轴
结合套
输出轴
变速齿轮 中间轴
倒档轴
二、基本原理
主动轮1
从动轮2
i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1 z1 ，n1 ， M1为主动齿
轮的参数。
z2 ，n2 ， M2为从动齿
轮的参数。
从动齿轮齿数
i= 主动齿轮齿数
三、变速原理
Z5
Z4 Z3
脱离瞬间：
V5=VJ
V4<VJ、 V5
抬起离合器踏板，踩一 下油门踏板
五档齿轮
V4升高，VJ变化不大 在VJ与V4相等时挂入四档
花键毂
中间轴
结合齿圈 四档齿轮 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。
2、结构： 同步装置、锁止装置、结合装置