变速器和同步器图解 (1)
手动变速器故障分析ppt课件
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桑塔纳2000型轿车二轴式五挡手动变速器变速传动机构a）结构图
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手动变速器的认知
一、变速器功用和齿轮传动的基本原理 1．变速器的功用
图 变速器安装位置
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东风EQ1092中型货车的三轴式变速器
1-一轴；2-一轴常啮合齿轮；3-一轴常啮合齿轮接合齿圈；4、9-接合套；5-四挡齿轮接合齿圈； 6-二轴四挡齿轮；7-二轴三挡齿轮；8-三挡齿轮接合齿圈；10-二挡齿轮接合齿圈；11-二轴二挡齿
轮；12-二轴一、倒挡直齿滑动齿轮；13-变速器壳体；14-二轴；15-中间轴；16-倒挡轴；17、 19-倒挡中间齿轮；18-中间轴一、倒挡齿轮；20-中间轴二挡齿轮；21-中间轴三挡齿轮；22-中间
（3）拆下变速器放油螺塞（图2-22）。 （4）放掉变速器润滑油（图2-23）。
图2-22 拆下变速器放油螺塞
图2-23 放掉变速器润滑油
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（5）放油完毕后，用40～50N·m的力矩拧紧变速器放油 螺塞（图2-24）。
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。
一、手动变速器
第十三章 手动变速器与分动器
2．发动机前置横向布置的二轴式变速传动机构 当发动机横置时，由于变速器的输出轴与驱动桥轴线平行，故 主减速器采用一对圆柱斜齿轮。
图1 4四冲程柴油机示意图
第十三章 手动变速器与分动器
一. 两轴式变速器变速传动机构
图13-3是一汽奥迪100型轿车变速器传动简图，该变速器具有五个前 进挡和一个倒挡，所有挡位均用锁环式惯性同步器换挡。
第十三章 手动变速器与分动器
手动变速器的换档方式
2.接合套式换档这种换档装置。 用于常啮合斜齿轮传动的 档位，它利用移动套在花键毂上 的接合套与传动齿轮上的接合齿 图1 4四冲程柴油机示意图 圈相啮合或退出来进行换档。该 换档装置由于其接合齿短，换档 时拨叉移动量小，故操作轻便， 且换档元件承受冲击的工作面积 增加，使换档冲击减小，换档元 件的寿命增长。
无同步器的换档过程
1．由低速档换入高速档
当变速器在低速档工作时，有 v3=v4 ，且v4<v2 ； 刚拨入空档瞬时，v3=v4，故有 v3<v2，为了避免产生冲击，这 时不能立即挂高速档，而应在 空档位置稍停片刻。 图1 4四冲程柴油机示意图 由于空档位置时，v2 和v3都将 会逐渐地下降，但v2下降得较 快,v3下降较慢，因此，必然会 出现两直线相交于一点（同步 点）。即此时两者达到同步状 态，如果驾驶员恰好在此时将 变速器挂入高速档，即将接合 套3左移与齿轮2上的齿圈接合， 就会使两者平顺地进入啮合而 不会产生冲击。
操纵变速杆，使各档同步器接合套处于中间位置，此时动力不传给输出轴，
操纵变速杆,将一档从动齿轮12左移，与齿轮18相啮合，动力便从第一轴依次经过齿轮2、23、 7.31 中间轴15、齿轮18、12经花键传给第二轴输出。
汽车构造 第15章 变速器34页PPT
▪ 按操纵方式，变速器可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式。 在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把力矩分别
输送给驱动桥。
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07.04.2020
第一节 变速器的变速传动机构
一、普通齿轮式变速器
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如图所示为中国重型汽车集 团公司生产的斯太尔重型汽车用 的ZFS6-90型带夫变速器的两种 变速器传动机构示意图。
当副变速器传动比较小时，也 可布置在主变速器之前。有的重 型货车为了得到更多的挡位，在 主变速器的前后都装有副变速器。
目前，副变速器多与主变速 器制成一体。单独布置的副变速 器很少应用，因为两根变速杆进 行操作很不方便。
因为要使一般变速器换挡时 不产生轮齿或花键齿间的冲击， 需要进行较复杂的操作，并应在 短时间内迅速而准确地完成。这 对于即使是技术很熟练的驾驶员， 也易造成疲劳。因此，要求在变 速器结构上采取措施，既保证挂 挡平顺又使操作简化，减轻驾驶 员劳动强度。同步器即是在这样 的要求下产生。
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07.04.2020
同步器的构造及原理
▪ 同步器是在接合套换挡机构基础上发展起来的，其中除有接合套、花键 毂、对应齿轮上的接合齿圈外，还增设了使接合套与对应接合齿圈的圆 周速度迅速达到并保持一致（同步）的机构，以及阻止两者在达到同步 之前接合以防止冲击的结构。
▪ 同步器有常压式、惯性式、自行增压式等种类。目前，广泛采用的是惯 性式同步器。
二、组合式变速器
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07.04.2020
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&
变速器构造
同步器
作用 摩擦式的组成及分类 1、锁环式
2、锁销式
直 接 拨 动 式
变 速 器 盖
CA1091汽车六档变速器操纵机构
1 五、六档拨叉； 2 三、四档拨叉； 3 一、二档拨块； 4 倒档拨块； 5 一、二档拨叉； 6 倒档拨叉； 7 倒档拨叉轴； 8 一、二档拨叉轴； 9 三、四档拨叉轴； 10 五、六档拨叉轴； 11 换档轴； 12 变速杆； 13 叉轴拨杆； 14 五、六档拨块； 15 自锁弹簧； 16 自锁钢球； 17 互锁销；
传动比
倒挡
传递路线：输 入轴→倒挡 主动齿轮→ 惰轮→一、 二挡同步器 →输出轴→ 驱动桥 传动比
总图（视频）
1 输入轴；2 输入轴一档齿轮；3 输入轴二档齿轮；4 输入轴三档齿 轮；5 接合套；6 输入轴四档齿轮；7 输入轴五档齿轮；8 变速器壳 体；9 输入轴倒档齿轮；19 输出轴；20 半轴
(2)齿轮轮齿破碎 主要是由于齿轮啮合间隙不符合要求，轮齿啮合 部位不当或工作中受到较大的冲击载荷所致.若 轮齿边缘有不大于2mm的微小破碎，可用油石 修磨后继续使用；若超过这个范围或有3处以上 微小破碎，则应成对更换。 (3)常啮合齿轮端面磨损 常啮合的斜齿端面应有0.10-0.30mm的轴向 间隙，以保证齿轮良好运转，若齿端磨损起槽， 可磨削修复，但磨削量应不超过0.50mm。 (4)常啮合齿轮轴颈 滚针轴承及座孔磨损，成啮合齿轮座孔与滚针 轴承及轴颈三者配合间隙应为0.01-0.08mm， 否则应予更换。
变速器动力传递简图
(11分）题79图所示某乘用车两轴式五挡变速器传动示意图。已知倒挡齿轮的 齿数Z13为10齿、Z14为35齿、Z26为11齿。分析并回答下列问题。 2011年 江 苏 问题： （1）计算变速器倒挡传动比iR。 （2）若车辆挂入倒挡处于直线行 驶状态，发动机转速n1为 600 r／min，发动机输出扭 矩M1为100 N· m，不计传动效 率损失，计算此时变速器输出 轴的转速n2和输出扭矩M2（保 留两位小数；计算时忽略离合 器打滑，变速器输入轴转速等 于发动机转速）。 1-变速器前壳 2-输入轴 5、23- 一挡齿 （3）当同步器9向——移动（填 轮 6-变速器后壳 7、21-二挡齿轮 “左”或 “右”），变速器实 8、20-三挡齿轮 9、15、22-同器 10、 现三挡(1分)。 18-四挡齿轮 11、16-五挡齿轮 13、14、 26-倒挡齿轮 19-输出轴 24-主减速器 （4）在图中画出变速器三挡动力 主动锥齿轮 25-倒挡轴 传递路线（2分）。
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
经典：常见手动变速器结构介绍
桑塔纳轿车变速器 目前主要有两个系 列产品
3.2.4 发动机前置纵向布置的两轴式变速 传动机构
图3-13 普通型桑塔纳轿车 四挡变速器传动机构示意
图
图3-14 桑塔纳2000型五挡变速 器传动机构示意图
l—输入轴；2—输出轴；3—三、四挡 同步器；4—一、二挡同步器；5—倒 挡轴倒挡齿轮；Ⅰ—一挡齿轮；Ⅱ— 二挡齿轮；Ⅲ—三挡齿轮；Ⅳ—四挡 齿轮；Ⅴ—五挡齿轮；R—倒挡齿轮
n1 n2
M2 M1
同理可得 i14
n1 n4
M4 M1
3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理
对于变速器，其各挡的传动比ik 就是变速器输入轴转速 n入（或输入轴扭距 M出 ） 与输入轴转速 n出（或输入轴扭矩 M入 ）之比，即
ik
n入 n出
M出 M入
3.1.3 普通齿轮变速器的工作原理
两轴式 三轴式
1—纵置发动机；2—离合器；3— 变速器；4—变速器输入轴；5— 主动齿轮轴；6—半轴齿轮； 7—差速器行星齿轮；8—前轮； Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ—一、二、三、 四、五挡齿轮；R—倒挡齿轮
3.2.3 两轴式变速传动机构
当横置时，由于主减速器的主动 齿轮和从动齿轮轴线平行，故采 用一对圆柱齿轮
图3-10 捷达轿车四挡变速器传动示意图 1—发动机；2—离合器；3—变速器；4—主减速 器；5—差速器；6—带等角速度万向节的半轴
拆下驻车制动鼓上的两个固定螺栓取下驻车制动鼓拧松凸缘锁紧螺母58如图347b所示取下碟形弹簧垫圈57拉出凸缘然后拆去驻车制动机构的各连接件变速器的拆卸顺序四实训内容拆下变速器上盖总成从变速器前端拆下紧固第一轴轴承盖2的螺栓上的钢丝锁线和螺栓然后取下轴承盖用铜棒左右轻轻敲击第一轴7将第一轴连同第一轴后球轴承6一起从前端拔出然后从第一轴中取出第二轴前轴承8变速器的拆卸顺序用手托起第二轴前端上下晃动并用铜棒左右敲击第二轴的后端将第二轴向后退出稍许用顶拔器从第二轴上取下后端轴承后将第二轴总成从变速器壳体内拿出如图347b所示
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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。