变速器与分动器结构原理详解[精制材料]
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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，同步器的构造和原理。
本章难点：同步器的构造和工作原理。
实操应用
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 二、变速器的组成
3
四、普通齿轮变速器的基
主动轮1
本工作原理
1. 变速原理
多级齿轮传动，传 动比i≥1，减速
因功率平衡，增矩
2. 换档原理
通过改变使用不同 的啮合齿轮副，改变传 动比。
3. 变向原理（倒档）
安装惰轮，增加一 级传动副。
i12=n1/n2= z2/z1
i = 从动齿轮齿数 主动齿轮齿数 实操应用
从动轮2
输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿 轮与轴一体。
实操应用
21
2、两轴式五档轿车变速器。（动画）
实操应用
22
实操应用
23
实操应用
24
奥迪100型轿车变速器简图
1
实操应用
25
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。
由变速传动机构和操纵机构组成
实操应用
2
三、变速器的分类
变速器档数（？）
1. 按传动比变化方式分 普通齿轮式
轴线固定式
有级式
组合式（主、副变速）
轴线旋转式 （行星齿轮）
液力式(动液式)
无级式
本章介绍的是手动操纵式有级变速器，
电力式 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、实操半应用自动操纵式
（动画）
实操应用
5
实操应用
6
实操应用
7
3．常见的换档方式
（1）利用直齿滑动齿轮换档（动画演示）
（2）利用接合套换档（动画演示）
（3）利用同步器换档 （动画演示）
实操应用
8
实操应用
9
实操应用
10
实操应用
11
二、两轴式变速器（大部分轿车都采用两轴式变速器。）
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。
（1）一轴、 二轴：前端， 滚针轴承；后 端，滚柱或向 心球轴承轴向 定位。
（2）中间 轴、倒档轴： 两端支承、一 端定位。
实操应用
45
2. 齿 轮的轴向 定位
斜齿轮 有轴向分 力作用，
定位方 法：台肩、 挡圈、止 推垫片
实操应用
46
3. 换档结构形式 （1）滑动齿轮：直齿 （2）接合套：可用斜齿 （3）同步器
三轴式+倒档轴的 四档变速器
（轻型汽车）
1.Leabharlann Baidu组成
第一轴(primary shaft)，输入， 常啮合齿轮 (constant-mash gear)
实操应用
26
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
实操应用
27
倒档轴 (Reverse shaft) 倒档齿轮
实操应用
47
4. 润滑与密封 （1）润滑： 一般飞溅式 （2）密封 纸垫+密封胶 回油螺纹 挡油盘
实操应用
48
5. 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
实操应用
49
（2）花键毂齿端的齿厚切薄
实操应用
50
（3）接合套的齿端制成凸肩
实操应用
51
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。
4
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
1．变速传动机构的组成
主要由齿轮、轴(两种)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；（动画）
（2）通过增加齿轮传动 的对数，以实现倒档。
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
实操应用
52
实操应用
53
54
32 1R
装有后置副变速器
实操应用
54
实操应用
装有前置副变速器55
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
36
四档
实操应用
37
五档
实操应用
38
倒档
实操应用
39
实操应用
40
4、换档原理
一轴
中间轴
二轴
实操应用
41
4.东风EQ1141和东风EQ1090E型汽车五档变速器结构
4
倒
1
实操应用
42
实操应用
43
5. CA1091六档变速器传动示意图(动画)
实操应用
44
四、常用三轴式变速器结构分析
1. 轴的支 承和定位
实操应用
28
2. 四档变速器工作原理和各档传动路线
实操应用
29
3.五档变速器结构和工作原理
实操应用
30
各轴和齿轮
实操应用
31
东风EQ1090E汽车变速器换档简图： 5档—4档，3档—2档：接合套 倒档—1档：滑动齿轮
实操应用
32
空档
实操应用
33
一档
实操应用
34
二档
实操应用
35
三档
实操应用
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）
中间轴
实操应用
56
（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
实操应用
12
实操应用
13
实操应用
14
实操应用
15
实操应用
16
实操应用
17
1、两轴式四档轿车变速器:
无中间轴，
用于发动机横置前驱。
21
输入轴固连
各档齿轮，输出
轴空套各档啮合
齿轮。
43
实操应用
18
实操应用
19
实操应用
20
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。
n3下降较慢 在某一时刻： n4=n3
换档的最佳时刻
实操应用
57
（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
需接合离合器，踩一脚油门，使
n2>n3
实操应用
58
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
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，同步器的构造和原理。
本章难点：同步器的构造和工作原理。
实操应用
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 二、变速器的组成
3
四、普通齿轮变速器的基
主动轮1
本工作原理
1. 变速原理
多级齿轮传动，传 动比i≥1，减速
因功率平衡，增矩
2. 换档原理
通过改变使用不同 的啮合齿轮副，改变传 动比。
3. 变向原理（倒档）
安装惰轮，增加一 级传动副。
i12=n1/n2= z2/z1
i = 从动齿轮齿数 主动齿轮齿数 实操应用
从动轮2
输出轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿 轮与轴一体。
实操应用
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2、两轴式五档轿车变速器。（动画）
实操应用
22
实操应用
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实操应用
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奥迪100型轿车变速器简图
1
实操应用
25
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。
由变速传动机构和操纵机构组成
实操应用
2
三、变速器的分类
变速器档数（？）
1. 按传动比变化方式分 普通齿轮式
轴线固定式
有级式
组合式（主、副变速）
轴线旋转式 （行星齿轮）
液力式(动液式)
无级式
本章介绍的是手动操纵式有级变速器，
电力式 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、实操半应用自动操纵式
（动画）
实操应用
5
实操应用
6
实操应用
7
3．常见的换档方式
（1）利用直齿滑动齿轮换档（动画演示）
（2）利用接合套换档（动画演示）
（3）利用同步器换档 （动画演示）
实操应用
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实操应用
10
实操应用
11
二、两轴式变速器（大部分轿车都采用两轴式变速器。）
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。
（1）一轴、 二轴：前端， 滚针轴承；后 端，滚柱或向 心球轴承轴向 定位。
（2）中间 轴、倒档轴： 两端支承、一 端定位。
实操应用
45
2. 齿 轮的轴向 定位
斜齿轮 有轴向分 力作用，
定位方 法：台肩、 挡圈、止 推垫片
实操应用
46
3. 换档结构形式 （1）滑动齿轮：直齿 （2）接合套：可用斜齿 （3）同步器
三轴式+倒档轴的 四档变速器
（轻型汽车）
1.Leabharlann Baidu组成
第一轴(primary shaft)，输入， 常啮合齿轮 (constant-mash gear)
实操应用
26
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
实操应用
27
倒档轴 (Reverse shaft) 倒档齿轮
实操应用
47
4. 润滑与密封 （1）润滑： 一般飞溅式 （2）密封 纸垫+密封胶 回油螺纹 挡油盘
实操应用
48
5. 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
实操应用
49
（2）花键毂齿端的齿厚切薄
实操应用
50
（3）接合套的齿端制成凸肩
实操应用
51
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。
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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
1．变速传动机构的组成
主要由齿轮、轴(两种)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；（动画）
（2）通过增加齿轮传动 的对数，以实现倒档。
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
实操应用
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实操应用
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32 1R
装有后置副变速器
实操应用
54
实操应用
装有前置副变速器55
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
36
四档
实操应用
37
五档
实操应用
38
倒档
实操应用
39
实操应用
40
4、换档原理
一轴
中间轴
二轴
实操应用
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4.东风EQ1141和东风EQ1090E型汽车五档变速器结构
4
倒
1
实操应用
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实操应用
43
5. CA1091六档变速器传动示意图(动画)
实操应用
44
四、常用三轴式变速器结构分析
1. 轴的支 承和定位
实操应用
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2. 四档变速器工作原理和各档传动路线
实操应用
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3.五档变速器结构和工作原理
实操应用
30
各轴和齿轮
实操应用
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东风EQ1090E汽车变速器换档简图： 5档—4档，3档—2档：接合套 倒档—1档：滑动齿轮
实操应用
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空档
实操应用
33
一档
实操应用
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二档
实操应用
35
三档
实操应用
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）
中间轴
实操应用
56
（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
实操应用
12
实操应用
13
实操应用
14
实操应用
15
实操应用
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实操应用
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1、两轴式四档轿车变速器:
无中间轴，
用于发动机横置前驱。
21
输入轴固连
各档齿轮，输出
轴空套各档啮合
齿轮。
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实操应用
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实操应用
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实操应用
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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。
n3下降较慢 在某一时刻： n4=n3
换档的最佳时刻
实操应用
57
（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
需接合离合器，踩一脚油门，使
n2>n3
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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