变速箱构造

➢ 无同步器的换档过程
②高档换低档
踩离合器，脱空档，V3=V2（瞬 时）因为V2>V4,则V3>V4（不同 步）
V3下降慢（转动惯量大）,
V4下降快（转动惯量小），若不采取措Biblioteka ， V3与V4不同步差 距会更大，
此时，应抬起离合器，加油门， 迅速提高V4，当V3=V4时，
再踩离合器，挂档。
档位实现过程
①前进一档 当接合制动器9时， 实现前进一档传动
②前进二档（直接档） 当闭锁离合器12接合时， 实现前进二档。
③倒退档 当制动器6接合时， 实现倒退档
ZL50D装载机液力机械传动简图
4.4定轴式动力换档变速箱
这种型式的变速器结构简单、维护方便，价格低， 工程机械中应用较为普遍。如TL-180推土机，高速推 土机和高速装载机等。本节以TL-180推土机变速器为 例进行介绍,包括以下内容：
➢ 如果是多级齿轮组成的传动轮系 ，其传动比为被动齿 轮齿数的连乘积与主动齿轮齿数的连乘积之比：
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➢ 倒档原理：改变齿轮传动的对数或改变行星齿轮的约 束元件。
4.2机械换档变速箱
1.变速传动机构 ⑴平面三轴式变速箱
这类变速箱的特点是输入轴1与输出轴5布置在同 一轴线上，可以获得直接档，由于输入轴1，输出轴5 和中间轴7处在同一平面内，故称为平面三轴式变速箱 图4-4所示为平面三轴五档变速箱结构简图。
（3）变速器应换档轻便，不允许出现同时挂两个档 或自动脱档和跳档现象。
（4）对动力换档变速还要求换档离合器结合平稳。
3.变速箱的类型
（1）按传动比的变化方式划分，变速器可分为 有级式、无级式和综合式三种。
有级式变速器:应用最广泛。它采用齿轮传动，具 有若干个定值传动比。
无级式变速器:一定数值范围内可按无限多级变化， 有电力式和液力式（动液式）两种。
变速箱的构造特点
第4章 工程机械变速箱
4.1 概述
1.功用:
减速增扭 变换档位 实现倒档 实现空挡
2.基本要求
（1）具有足够的档位和合适的传动比，使机械能在 合适的牵引力和速度下工作，具有良好的牵引 性和燃料经济性以及较高的生产率。
（2）变速器应工作可靠，传动效率高，使用寿命长 结构简单，维修方便。
4.5动力换档变速箱的电液控制系统
液力机械传动系的控制有纯液压控制系统和电液控制 系统两种型式。无论哪种型式，最终都归结为对变速 箱的换档操纵，液力变矩器循环油液的控制与冷却， 以及变速箱与变矩器中需要润滑的零件的润滑等任务。
本节包括以下内容：
1.液压控制系统
2.电控系统
3.典型控制系统分析
1.液压控制系统
以T220履带推土机变速箱为例，其结构如图4-5所 示。它是由箱体、齿轮、轴和轴承等零件组成的，具 有五个前进档和四个倒档，采用啮合套换档的空间三 轴式变速箱。
T220推土机变速箱共有三根轴：输入轴、中间轴 和输出轴。这三根轴呈空间三角形布置，以保证各档 齿轮副的传动关系。
①T220推土机变速箱属 于组合式变速箱，其传动 部分由换向与变速两部分 组成。
1.变速箱结构
2.各档动力传递情况
1.变速箱结构
TL-180推土机变速器主要组成： 壳体 变速传动机构 换档离合器 变速操纵阀
TL-180的结构特点，参见课本P90页图4-23.
2.各档动力传递情况
⑴前进一、三档时，动力由(见下图)：
2.各档动力传递情况
⑵其他各档动力传递情况如下图： (a)前进1档;(b)前进4档;(c)倒退4档
②在分析变速传动部分时， 首先，应弄清箱体、轴和 齿轮三者间的装配关系， 以便了解各档传动路线和 工作情况。
③总结出次变速器的前进 5个档和倒退4个档的传动 路线 。
图4-5 T220推土机变速箱构造
2.变速操纵机构
变速操纵机构包括换档机构
与锁止装置，其功能是保证
按需要顺利可靠地进行换档。
⑴换档机构
换档机构主要由变速杆1、 滑杆6、拨叉7等组成。每 根滑杆可以控制两个不同
档位，根据档位的数目确
定滑杆数目。
变速箱操纵机构 1-变速杆；2-球头；3-导向框板；4-换向滑杆凹槽； 5-锁定销；6-换向滑杆；7-拨叉；8-滑动齿轮；9-变速箱轴
2.变速操纵机构 ⑵锁止装置
锁止装置包括: ①锁定机构(自锁) ②互锁机构 ③倒档锁装置 ④联锁机构
⑶单行星排特性方程
n1 Kn2 (1 K )n3 0
n1, n2和n3分别表示太阳轮，齿圈和行星架的转速
K是齿圈齿数与太阳轮齿数的比值，称为行星排特性参数 行星齿轮机构三个基本构件均可以根据传动要求，
将其中任意一个构件固定，使另外两构件分别与传动系 中的主动部件和从动部件连接。根据不同的选择可得到 6个不同传动比的传动方案。
➢ 其具体工作原理和过程，参见课本P95-P99页
2.电控系统
如下图所示为该装载机变速箱的电气控制原理图。该 电控系统可实现速度选择、方向选择、自动降速、变 速箱切断等功能。
WA380-300装载机变速箱电气控制原理图
3.典型控制系统分析
⑴ZL50装载机液力机械传动 的液压控制系统 如右图所示为ZL50装载机 液力变矩器一变速箱液压 控制系统，该系统主要是 由油底壳、变速泵、滤油 器、调压阀、切断阀、变 速操纵分配阀、变矩器入 口压力阀、背压阀、散热 器及管路等组成。
液压控制系统包括以下内容：
①变速箱电磁阀； ②先导减压阀；
③主溢流阀； ④液力变矩器出口阀；
⑤顺序阀；
⑥快速复位阀；
⑦方向选择阀； ⑧H-L选择阀和范围选择阀；
⑨应急手动滑阀； ⑩调制阀；
➢ 来自泵的油通过滤油器进入变速箱控制阀。油通过顺序阀进行分配， 然后流入先导回路，驻车制动器回路以及离合器操纵回路
➢ 惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种
锁环式惯性同步器
锁销式惯性同步器
4.3行星齿轮式动力换档变速箱
行星齿轮式动力换档变速箱具有结构紧凑、传动 比大、传递扭矩能力大等特点，在工程机械上得到了 广泛的应用，如ZL-40（50）装载机、采用了此种形 式的变速器，本节将以ZL-50装载机的变速器为例进 行介绍。本节包括以下内容：
图4-9 变速箱联锁机构 a）离合器分离时；b）离合器接合时 1-摆动杆；2-联锁轴；3-拉杆；4-离合器踏板； 5-锁定销；6-换档滑杆；7-拨叉；8-铣槽
⑶同步器
➢ 无同步器的换档过程
①低档换高档
高档速度V2 接合套速度V3 低档速度V4 踩离合器，脱空档，V3=V4（瞬
时）因为V2>V4,则V2>V3 （不同 步） ，由于V3下降慢（转动惯 量大），V2下降快（转动惯量 小），等待一会时间，当V3=V2 时，再踩离合器，挂档。
6种不同传动比的传动方案：
（1）齿圈固定，太阳轮为主动件，行星架为从动件 （2）齿圈固定，行星架为主动件，太阳轮为从动件 （3）太阳轮固定，齿圈为主动件，行星架为从动件 （4）太阳轮固定，行星架为主动件，齿圈为从动件 （5）行星架固定，太阳轮为主动件，齿圈为从动件 （6）行星架固定，齿圈为主动件，太阳轮为从动件
①此变速箱有五个 前进档和一个倒档。 ②通过此图分析其 动力传递路线，总 结出每个档位的工 作过程和特点。
图4-4 平面三轴变速箱结构简图 1-第一轴；2-轴承；3-接合齿圈；4-同步环；5-第二轴；6-油泵； 7-中间轴；8-接合套；9-中间轴常啮合齿轮；10-花键毂
1.变速传动机构 ⑵空间三轴式（组合式）变速箱
①锁定机构(自锁)
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。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。
综合式变速器: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，
3.变速箱的类型
（2）按操纵方式不同，变速器可分为： 机械换档变速器和动力换档变速器两类。
机械换档变速器:通过操纵机构来拨动齿轮或啮合套进 行换档。其工作原理，如图4-1所示，
动力换档变速器:齿轮和轴的结合和分离是通过离合器 离合器的分离和结合是用液压操纵的 液压操纵的压力油由发动机带动的液 压泵提供，离合器的结合和分离靠的 是发动机的动力，称为动力换档。 如图4-2所示
ZL50装载机变矩器一变速箱液压控制系统图
3.典型控制系统分析
⑵TY220履带推土机液力机 械传动的液压控制系统 该系统主要由后桥箱 （油箱）、粗滤器、细 滤器、变速泵、变速操 纵阀、溢流阀、调节阀、 冷却器、润滑阀、回油 泵等组成了一个相互关 联的液压系统。
TY-220履带推土机液力机械传动的液压控制系统
➢ 普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实 现转速和转矩的改变。
➢ 在一对齿轮逐齿啮合传动中，相同时间内，两个齿轮 参加啮合的齿数比定相等，故 n1Z1 = n2Z2 。
➢ 传动比 ：i12 = n1 / n2 = Z2 / Z1 。即:输入轴转速与 输出轴转速之比或被动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比， 称为传动比。
2.典型行星式动力换档变速箱特点
⑴ ZL50D装载机是我国装载机系列中的主要机种，系 列中其它机种的结构与之相似
⑵该变速箱配用的液力变矩器具有一级、二级两个涡 轮（称双涡轮液力变矩器）
⑶用二根相互套装在一起的并与齿轮做成一体的一级、 二级输出齿轮（轴），将动力通过常啮齿轮副传给变 速箱。
⑷ZL50D装载机的行星变速箱，具有两个前进档和一 个倒档。
②互锁机构
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。