变速器和同步器图解
汽车传动系统——变速器和同步器图解
汽车传动系统——变速器和同步器图解三轴五当变速器传动简图1-输入轴2-轴承3-接合齿圈4-同步环5-输出轴6-中间轴7-接合套8-中间轴常啮合齿轮此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。
两轴五当变速器传动简图1-输入轴2-接合套3-里程表齿轮4-同步环5-半轴6-主减速器被动齿轮7-差速器壳8-半轴齿轮9-行星齿轮10、11-输出轴12-主减速器主动齿轮13-花键毂与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。
同步器有常压式，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。
惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。
花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。
在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。
锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮1，4及花键毂7上的外花键齿均相同。
在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。
锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。
在两个弹簧圈6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10中，起到空档定位作用。
滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。
只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。
前置发动机后轮驱动汽车变速器的外操纵机构1-变速器壳体2-变速连动杆3-变速杆一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座位较近，换档杆等外操纵机构多集中安装在变速器箱盖上，结构简单、操纵容易并且准确。
变速器和同步器图解
两轴五当变速器传动简图此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。
1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环5-输出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮三轴五挡变速器传动简图两轴五当变速器传动与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。
1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被动齿轮 7-差速器壳8-半轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速器主动齿轮 13-花键毂两轴五当变速器传动简图关于换挡动作的控制形式上图为推杆连接的换挡方式的4速手动挡变速箱模型一般的手动变速箱，都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。
推杆连接的换挡控制方式，更为直接但是传递的振动会很大；而拉线式的虽然没有振动，但是挡位显得不是很清晰，可谓是各有优劣。
除了这两种纯机械式的换挡控制，此外，还有使用电控装置换挡的手动变速箱，它可以很好的结合推杆和拉线换挡之间的优点。
这种变速箱在换挡的时候，挡拨动变速杆到相应的挡位，在变速器里就会有电机驱动相应的拨叉控制套筒与齿轮咬合，因此不存在挡位不清晰的问题，而且换挡的行程也可以控制在很理想的围。
同步器有常压式，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。
惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
其工作原理可以BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。
花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。
在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。
锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。
同步器
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由此可见，用常压式同步器换档与用接合套换档比较,在工作过程上的区别，主要在于前者的摩擦作用能使需 接合的两花键齿圈迅速地达到并保持同步。
惯性式同步器与常压式同步器一样，都是依靠摩擦作用实现同步。但它可以从结构上保证接合套与待接合的 花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以避免齿间冲击和发生噪声。
惯性式同步器广泛应用于轿车和轻、中型货车的变速器中。常用的结构形式有锁环式惯性同步器和锁销式惯 性同步器两种。
只要接合套与待啮合齿轮之间存在转速差，弹簧片的支承力就阻止同步环直径缩小，因而也就阻止了接合套 移动。在二者的转速差为零（同步）时，弹簧片卸除载荷，即以右弹簧片的上端为支点，弹簧片伸张，其下端顶 住支承块凸起右侧，推动接合齿圈连同低档齿轮一道顺时针方向转动一个角度，使弹簧片松弛，于是阻止同步环 直径缩小的支承力消失。此时，在不大的换档力作用下，接合套便可压缩同步环，与右侧的接合齿圈接合，而同 步环处于接合套的屋顶状凹槽里，被可靠地定位。因此，在挂档位置，毋需采用一般变速器所必须设置的自锁装 置。
常压式同步器在齿轮2与4接合齿圈相对的一侧均有一个外锥面。相应地在花键毂两侧加工出内锥面。在花键 毂的径向孔内，装有定位销6，它借弹簧的压力嵌入在接合套3内切出的环形凹槽中。图1上部的三个图为在挂直 接档的过程中同步器的工作示意图。图1a表示接合套在空档位置。挂直接档时，向左拨动接合套，则通过定位销 带动花键毂1一同左移。当花键毂的内锥面与齿轮2的外锥面接触时，花键毂即不能再继续左移。由于接合套与花 键毂之间有弹簧顶住的定位销6，若驾驶员作用在接合套上的力不大，则定位销便阻止接合套在花键毂停止不动的 情况下继续向左移动。此时位置如图1b所示。两锥匦在驾驶员通过操纵机构加于接合套和花键毂上的力的作用下 互相压紧。齿轮2与花键毂存在转速差，因而两锥面一经接触，便产生摩擦作用。这种摩擦作用促使第一轴齿轮的 转速迅速降低到与花键毂的转速（亦即接合套的转速）相等，因而二者花键齿的圆周速度相等（同步）。此时驾 驶员继续增大加于接合套上的推力，使接合套克服弹簧力压下定位销6而相对花键毂继续左移，其内花键齿圈便与 齿轮 &的接合齿圈接合，即挂入直接档，如图1c所示。
手动变速器同步器精讲
即 N×sinα＞μs×N×cosα
tgα＞μs
11
图十四 图十五
由于摩擦系数μ在设计计算时推荐采用0.10; arctg0.1=5.71°&而μs比μ要大故锥面角α一般可取 6°～7°30′&
2同步环径向厚度w& 径向厚度w和锥面平均半径R一样受结构限制不能取太大&
但w的大小须能承受锥环所受的切向拉应力&在结构和成本允 许范围内尽可能将w取大些&
在两锥面达到同步以后;这时换档力 P 还 在作用着图十四;则：
P = N×sinα+μs×N×cosα 式中：μs — 两锥面间的静摩擦系数
当完成同步换档同步环内锥面应脱离同步锥体外
锥面;此时摩擦力μs×N的方向就反过来了图十五
&它又阻止同步环脱开&只有在保证下列条件时;
才能避免两锥面间发生抱死分不开的现象&
图十
从系统简图中：ωv 不变;同步摩 擦力矩 Mf 需克服输入端零件的惯性力矩 Jc×dωc/dt;从而改变ωc;直到输 入端与输出端同步&根据动量矩 定理可列出下列方程式： Jc×dωc/d t – Mf = 0 1 即：Mf = Jc×dωc / d t 2 设输入端与输出端的角速度差为 Δω;同步时间为t; 则此时的平均角加减速度为Δω/ t; 2式可写成：
2. 锁环式同步器的结构参数、尺寸设计计算：
根据同步器计算基本方程式5 ：
P×μ×R锥/Sinα= Jc×Δω/ t
按已知条件：同步器输入端转动惯量 Jc、角速度 Δω均可计
算出; 而同步时间t一般在同步器设计时可取 t = 0.5S &
根据式3 ;即可计算出所需的同步摩擦力矩 Mf值&
第三章 手动变速器教学课件
2、按变速器操纵方式分
可分为手动变速器、自动变速器和手动自动一体变速器三种。 （1）手动变速器（MT，即Manual Transmission的缩写）
通过驾驶员用手操纵变速杆来选定档位，并直接操纵变速器的换档 机构进行档位变换。齿轮式有级变速器大多数都采用这种换档方式。 （2）自动变速器（AT，即Automatic Transmission的缩写）
1、传动比
一对齿轮啮合传动时，主动轮转速与从动轮转速之比或从动轮齿数 与主动轮齿数之比，称为传动比。
主动轮1
传动比 i=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。
从动轮2
如图所示为两级齿轮传动示意图，
传动比 i14＝n1/n4
＝（z2·z4）/（z1·z3）
件下对牵引力和车速的要求，同时使发动机在较为经济的工况下工作。 （2）实现倒车（ 倒档）
使汽车在发动机旋转方向不改变的前提下，能倒向行驶。 （3）实现中断动力传动（空档）
在发动机起动、怠速运转、变速器换档、汽车滑行和暂时停车等情 况下，都需要中断发动机的动力传递，因此变速器中设有空档。 （4）利用变速器作为动力输出装置驱动其他机构。
在前进挡，变速器的自动控制系统根据发动机的负荷和车速的变化 情况自动地选定档位，并进行档位变换，即自动地改变传动比。驾驶人 只需要操纵加速踏板控制车速即可。 （3）手动自动一体变速器
这种变速器可以自动换档，也可以手动换档。目前在中、高级轿车 上使用较普遍。
三、普通齿轮变速器的工作原理
普通齿轮变速器，也叫定轴式变速器，是利用不同齿数的齿轮啮 合传动来实现转矩和转速的改变。
第二节 普通齿轮变速器变速传动机构
【知识】各型号汽车变速箱高清分解图
【知识】各型号汽车变速箱高清分解图变速器工作原理图ID：ko-car变速器的种类AT自动变速箱CVT自动变速箱DSG双离合变速箱手动变速箱变速箱整体剖面图——变速箱内部元件示意——1.速度表齿套夹；2.速度表从动齿轮套；3.倒车灯开关；4.密封垫；5.钢球；6.阻尼弹簧；7.钢球；8.密封塞；9.弹簧；10.空档回位塞A；11.空档回位塞B；12.延伸壳体；13.延伸壳体密封垫ID：14.下盖；15.下盖密封垫；16.卡环；17.主轴后轴承；18.提升塞；19.提升弹簧；20.钢球；21.3档～4档换档拨叉用弹簧销；22.1档～2档换档拨叉用弹簧销；23.超速档～倒档换档拨叉用弹簧销；24.超速档～倒档换档滑轨；25.3档～4档换档滑轨；26.超速档～倒档换档拨叉；27.互锁塞；28.反向轴锁紧螺母；29.反向轴后轴承；30.反向轴超速档齿轮；31.1档～2档换档滑轨32.主轴锁紧螺母；33.反向轴倒档齿轮；34-35.垫片；36.钢球；37.超速档齿轮；38.滚针轴承；39.轴承套；40.轴承垫片；41.超速档同步器环；42.超速档～倒档同步器套；43.超速档～倒档同步器弹簧；44.超速档～倒档同步器毂；45.超速档～倒档同步器键；46.倒档齿轮；47.滚针轴承；48.轴承套；49.垫片；50.开口销；51.开槽螺母；52.止推垫圈；53.倒档惰齿轮；54.滚针轴承；55.螺栓；56.倒档惰齿轮轴；57.螺栓；58.后轴承座；77. 倒档同步器环75.主轴总成；76.变速箱壳体自动变速箱的分解要领——拆卸延伸壳体拆卸3～4档及1～2档换档拨叉弹簧销拆卸超速档～倒档换档拨叉弹簧销拆卸主轴锁紧螺母拆卸超速档齿轮轴承套拆卸时，MD998020与MD998028配合使用拆卸倒档惰齿轮轴拆卸主驱动齿轮轴承动图自动变速箱的组装要领——安装主驱动齿轮轴承动图安装卡环动图选择卡环并安装，使主驱动齿轮轴承的轴向间隙达到标准值。
变速器零件图
圈
固定和周向固定
42
五档同步器齿 对五档同步器进行轴向
毂档板
固定和周向固定
43
五档同步器结 合套
与花键毂配合并与五档 同步器结合，实现五档
和倒档间的换挡
44
五档同步器花 键毂
花键毂与结合套配合， 实现五档和倒档间的换
挡
零件图
备注
缺 缺
26
倒档轴及倒档 与输出轴齿轮啮合，实
轴齿轮
现倒档
27
拨叉拨块轴齿 轮
实现变速换挡
28
一档从动齿
与一档主动齿轮相配 合，将扭矩传到输出轴
29
一档滚针轴承
承受一档从动齿轮受到 的径向载荷
30
一档同步圈
与结合套和花键毂相配 合
31
一、ห้องสมุดไป่ตู้档花键 毂和结合套
与花键毂配合并与一、 二档同步圈结合，实现
一、二档间的换挡
连接操纵装置，进行汽 车变速的操控
11
中间轴后轴压 板
固定中间轴后轴
12
输出轴锁紧螺 栓
锁紧输出轴前轴承
13
输出轴前轴承 卡簧
锁紧输出轴前轴承
14
输出轴前轴承 锁紧螺母
锁紧输出轴前轴承
15
自锁弹簧锁紧 螺栓
锁紧自锁弹簧
16 自锁弹簧
用来自锁
17
钢球
与自锁弹簧相配合，起 自锁的作用
18
输入轴前轴承 将输入轴前轴承压紧在
序号 零件名称
零件功能
1
里程表从动齿 接受车速传感器信号
轮
2 倒车灯开关 控制倒车灯的开关
3 车速传感器 将车速信号传给里程表
4
磁钢
变速器和同步器图解
两轴五当变速器传动简图此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。
1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环5-输出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮三轴五挡变速器传动简图两轴五当变速器传动与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。
1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环 5-半轴 6-主减速器被动齿轮 7-差速器壳8-半轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速器主动齿轮 13-花键毂两轴五当变速器传动简图关于换挡动作的控制形式上图为推杆连接的换挡方式的4速手动挡变速箱模型一般的手动变速箱，都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。
推杆连接的换挡控制方式，更为直接但是传递的振动会很大；而拉线式的虽然没有振动，但是挡位显得不是很清晰，可谓是各有优劣。
除了这两种纯机械式的换挡控制，此外，还有使用电控装置换挡的手动变速箱，它可以很好的结合推杆和拉线换挡之间的优点。
这种变速箱在换挡的时候，挡拨动变速杆到相应的挡位，在变速器里就会有电机驱动相应的拨叉控制套筒与齿轮咬合，因此不存在挡位不清晰的问题，而且换挡的行程也可以控制在很理想的范围。
同步器有常压式，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。
惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。
花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。
在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。
锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。
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变速器和同步器图解
三轴五当变速器传动简图
1-输入轴 2-轴承 3-接合齿圈 4-同步环 5-输
出轴 6-中间轴 7-接合套 8-中间轴常啮合齿轮
此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。
两轴五当变速器传动简图
1-输入轴 2-接合套 3-里程表齿轮 4-同步环
5-半轴 6-主减速器被动齿轮 7-差速器壳 8-半
轴齿轮 9-行星齿轮 10、11-输出轴 12-主减速
器主动齿轮 13-花键毂
与传统的三轴变速器相比，由于省去了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些；但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。
同步器有常压式，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。
惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的，在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。
花键毂7与第二轴用花键连接，并用垫片和卡环作轴向定位。
在花键毂两端与齿轮1和4之间，各有一个青铜制成的锁环（也称同步环）9和5。
锁环上有短花键齿圈，花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮 1，4及花键毂 7上的外花键齿均相同。
在两个锁环上，花键齿对着接合套8的一端都有倒角（称锁止角），且与接合套齿端的倒角相同。
锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面，内锥面上制出细牙的螺旋槽，以便两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦。
三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内，并可沿槽轴向滑动。
在两个弹簧圈6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10中，起到空档定位作用。
滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。
只有当滑块位于缺口12的中央时，接合套与锁环的齿方可能接合。
一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座位较近，换档杆等外操纵机构多集中安装在变速器箱盖上，结构简单、操纵容易并且准确。
变速器远距离外操纵机构
1-变速杆 2-纵向拉线 3-横向拉线
在发动机后置或前轮驱动的汽车上，通常汽车变速器距离驾驶员座位较远，变速杆和变速器之间通常需要用连杆机构联接，进行远距离操纵。
变速器自锁装置
挂档后应保证结合套于与结合齿圈的全部套合（或滑动齿轮换档时，全齿长都进入啮合）。
在振动等条件影响下，操纵机构应保证变速器不自行挂档或自行脱档。
为此在操纵机构中设有自锁装置。
如图所示，换档拨叉轴上方有三凹坑，上面有被弹簧压紧的钢珠。
当拨叉轴位置处于空档或某一档位置时，钢珠压在凹坑内。
起到了自锁的作用。
变速器互锁锁装置
当中间换档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。
防止同时挂上两个档而使变速器卡死或损坏，起到了互锁作用。
变速器倒档锁装置
当换档杆下端(红色的长方块部分)向倒档拨叉轴移动时，必须压缩弹簧才能进入倒档拨叉轴上的拨块槽中。
防止了在汽车前进时误挂倒档，而导致零件损坏，起到了倒档锁的作用。
当倒档拨叉轴移动挂档时，另外两个拨叉轴被钢球琐住。
1-变速器壳体 2-变速连动杆 3-变速杆。