手动变速器基本结构与原理概述cpnb.ppt
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1、项目二 手动变速器基本结构与原理教学目标1.1.掌握二、三轴手动变速器结构和各档动力传动路线；掌握二、三轴手动变速器结构和各档动力传动路线；2.2.掌握同步器的构造及工作原理；掌握同步器的构造及工作原理；3.3.了解手动变速器操作机构的类型、组成和特点；了解手动变速器操作机构的类型、组成和特点；能力目标1.1.能对二轴式手动变速器拆装、检修 能对二轴式手动变速器拆装、检修;案列分析案列分析车型：桑塔纳 车型：桑塔纳2000 2000轿车 轿车故 故障 障现 现象 象：发 发动 动机 机怠 怠速 速运 运转 转，变 变速 速器 器空 空挡 挡位 位置 置时 时有 有异 异响 响，踏下离合器踏板时
2、响声消失。踏下离合器踏板时响声消失。故障原因：故障原因：1 1）第一轴轴承损坏）第一轴轴承损坏.2 2）常啮合齿轮磨损、个别牙齿破裂）常啮合齿轮磨损、个别牙齿破裂.3)3)变速器于发动机安装时曲轴与变速器 变速器于发动机安装时曲轴与变速器 第一轴中心线不同心 第一轴中心线不同心4 4）常啮合齿轮修理时未成对更换，啮合）常啮合齿轮修理时未成对更换，啮合 不良 不良.2.1 变速器概述一、一、变速器的功用 变速器的功用n n 实现变速变矩 实现变速变矩 前进档 前进档n n 实现倒车 实现倒车 倒档 倒档n n 实现中断动力传动 实现中断动力传动 空档 空档n n 驱动其它机构 驱动其它机构2 2
3、1 1 变速器概述 变速器概述看看变速器的录像。看看变速器的录像。二、二、变速器类型 变速器类型1.1.按传动比的变化方式 按传动比的变化方式 有级变速器：有级变速器：采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。无级变速器 无级变速器：传动比是连续变化的。：传动比是连续变化的。综合式变速器：部分无级式的 综合式变速器：部分无级式的2.2.按操纵方式 按操纵方式 手动变速器 手动变速器(MT)(MT)：自动变速器 自动变速器(AT)(AT)：半自动操纵式 半自动操纵式变速器 变速器：部分档位自动换档，部分档 部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；位手动（强制）换
4、档；预先 预先用按钮选定档位，在采下离 用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。由执行机构自行换档。2 2.1.1 变速器概述 变速器概述 本部分介绍的变速器是手动、有级、普通齿轮变速器；本部分介绍的变速器是手动、有级、普通齿轮变速器；其基本组成包括：其基本组成包括：n n 变速传动机构：改变转矩的大小和方向 变速传动机构：改变转矩的大小和方向n n 操纵机构：实现换档 操纵机构：实现换档2 2.1.1 变速器概述 变速器概述三、普通齿轮传动的基本原理 三、普通齿轮传动的基本原理1.1.传动比 传动比i i12 12=n=n1 1/n/n
5、2 2=z=z2 2/z/z1 1i i12 121 1，减速；，减速；i i12 121 1，增速。，增速。2 2.1.1 变速器概述 变速器概述n n 对于多级传动：对于多级传动：i i14 14=?=?i i12 12=n=n1 1/n/n2 2=z=z2 2/z/z1 1i i34 34=n=n3 3/n/n4 4=z=z4 4/z/z3 3i i14 14=i i12 12 i i34 34=n1/n4=n1/n4=(z=(z2 2z z4 4)/(z)/(z1 1z z3 3)i i=n=n输入 输入/n/n输出 输出=T T输出 输出/T/T输入 输入2 2.1.1 变速器概述
6、变速器概述2.2.档位分析 档位分析i i 1 1，减速档，且，减速档，且i i 越大，档位越低；越大，档位越低；为降速增扭传动 为降速增扭传动i i=1=1，直接档；，直接档；为等速等扭传动 为等速等扭传动i i 1 1，超速档。，超速档。为增速降扭传动 为增速降扭传动3.3.换档原理 换档原理 变速器的换档，通常采用接合套、滑移齿轮或同步 变速器的换档，通常采用接合套、滑移齿轮或同步器等装置使齿轮或齿圈啮合或脱开来实现 器等装置使齿轮或齿圈啮合或脱开来实现 两轴式变速器示意图 三轴式变速器示意图 44.变向原理变向原理 由齿轮传动原理可知，由齿轮传动原理可知，一对相啮合的外齿轮旋向相一对相
7、啮合的外齿轮旋向相反，每经过一传动副，其轴反，每经过一传动副，其轴改变一次转向。故两轴式变改变一次转向。故两轴式变速器在输入轴与输出轴之间速器在输入轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮加装了一倒档轴和倒档齿轮（也称为惰轮），而三轴式（也称为惰轮），而三轴式变速器则在中间轴与输出轴变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档之间加装了一倒档轴和倒档齿轮，就可使输出轴转向改齿轮，就可使输出轴转向改变，从而使汽车能倒向行驶变，从而使汽车能倒向行驶。2.2 手动变速器的变速传动机构前面已提及，手动变速器 前面已提及，手动变速器包括变速传动机构和操纵机构 包括变速传动机构和操纵机构两大部分。两大部
8、分。变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量 变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量(不包括 不包括倒档轴 倒档轴)可分为两轴式变速器和三轴式变速器。可分为两轴式变速器和三轴式变速器。一、一、二轴变速器 二轴变速器先观看二轴变速器结构与原理的录像，再具体分析典型 先观看二轴变速器结构与原理的录像，再具体分析典型变速器的具体结构和动力传动路线。变速器的具体结构和动力传动路线。滚针轴承 滚针轴承 发动机纵向布置的两轴变速器 发动机纵向布置的两轴变速器1 1、传动系布置、传动系布置 1 1）发动机横置式）发动机横置式 2)2)发动机纵置式 发动机纵置式2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构
9、手动变速器的变速传动机构3)3)各档传动路线 各档传动路线2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构2)2)动力传动路线 动力传动路线一汽宝来 一汽宝来MQ20002T MQ20002T各档齿轮动力传递路线：各档齿轮动力传递路线：a.a.一档 一档b.b.二档 二档2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构c.c.三档 三档2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构d.d.四档 四档2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构e e、五档、五档f.f.倒档 倒档2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构
10、 手动变速器的变速传动机构2.2.发动机横向布置的两轴变速器 发动机横向布置的两轴变速器1)1)结构 结构2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构二、三轴变速器的变速传动机构 二、三轴变速器的变速传动机构丰田皇冠轿车 丰田皇冠轿车W55 W55型变速器 型变速器（1 1）基本结构）基本结构 图 图4-14 4-14为丰田皇冠轿车 为丰田皇冠轿车W55 W55型变速器，有五个不同传 型变速器，有五个不同传动比的前进档和一个倒档。变速器有互相平行的第一 动比的前进档和一个倒档。变速器有互相平行的第一轴（输入轴）、第二轴（输出轴）、中间轴和倒档轴。轴（输入轴）、第二轴（输出
11、轴）、中间轴和倒档轴。其中第一轴和第二轴轴线互相重合。其中第一轴和第二轴轴线互相重合。2 2.2.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构 表4-2 丰田皇冠轿车W55型变速器的动力传递路线 普通齿轮变速器的换档方式有三种：直齿滑动齿轮 接合套 同步器 同步器一、同步器的功用1.功用使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，缩短换档时间；且防止在同步前啮合而产生换档冲击。6.3 同步器二、同步器的构造与工作原理同步器的类型1.锁环式惯性同步器先观看录像。6.3 同步器同步器常压式 惯性式 自行增力式锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器锁环式多锥惯性同步器2）接合套：用来连动花键毂、同步环、啮
12、合齿圈，并与齿圈、锁环具有相同花键齿 1）花键毂：花键毂轴向固定；并与齿圈、锁环具有相同花键齿 3）同步环（锁环）：锁环的倒角与接合套倒角相同，锁环具有内锥面，其上有螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。4）滑块：装于花键毂三轴向槽内带定位销以便空挡定位两端伸入两锁环的三缺口5）卡环：在卡坏的作用下，滑块压向接合套，使其凸起的端部球面正好嵌在接合套中部的凹槽中，起到空档定位作用。二、工作原理空档位置：接合套刚从三档退到空档，此时，锁环是轴向自由的，故其内锥面并不接触。在圆周方向上，接合套通过滑块靠在锁环缺口的一侧,推动锁环一起旋转。此时，接合套1、锁环2随同输入轴旋转，其转速分
13、别为n1、n2。接合齿圈3则随同输出轴旋转，其转速为n3。显然此时n1n2，n3 n1，故n3 n2。第一阶段（同步开始）见图4-21a。第二阶段（同步继续及锁止过程）见图4-21b 第三阶段（完成同步）见图4-21c。a.空档时b.挂档c.锁止d.同步挂档第36页接合套带动滑块推动两锥面相靠锥面产生摩擦力矩同步环转动一个角度锁止面起作用阻止同步器齿套前移实现同步同步环等回转一个角度进入接合齿，完成换档工作原理总结：2.锁销式同步器6.3 同步器先观看录像。手动变速器操纵机构1变速器操纵机构的功用 变速器操纵机构的功用是保证驾驶员根据使用条件，准确可靠地使变速器挂入所需要的档位工作，并可随时使
14、之退入空档。2对变速器操纵机构的要求（1）能防止变速器自动换档和自动脱档，为此，在操纵机构中应设有自锁装置。（2）能保证变速器不会同时挂入两个档位，为此，在操纵机构中应设有互锁装置。（3）能防止误挂倒档，为此，在操纵机构中应设有倒档锁装置。3.组成三、变速器操纵机构的结构及工作原理：根据操纵杆与变速器的相互位置不同，可分为直接操纵式和远距离操纵式两种类型。1、直接操纵式6.4 手动变速器操纵机构 2、远距离操纵式：如图9-11所示为奥迪100型轿车的变速器杆件式操纵机构，远距离操纵按变速器与操纵手柄之间加装了传动元件不同可分为杆件式、拉索式和变速杆安装在转向管上的三种形式。图9-11 杆件式操
15、纵机构图 本田汽车公司雅阁（ACCORD）牌轿车的H2J4型变速器就是采用拉索式远距离操纵机构，其机构布置如图9-12所示。图9-12 拉索式操纵机构图三、换档锁装置对操纵机构的要求：a)要有自锁装置，防止自动脱档或挂档；b)要有互锁装置，防止同时挂上两个档位；c)要有倒档锁装置，防止误挂倒档。6.4 手动变速器操纵机构1.自锁装置 自锁钢球与自锁弹簧6.4 手动变速器操纵机构2.互锁装置6.4 手动变速器操纵机构3.倒档锁装置 EQ10906.4 手动变速器操纵机构 手动变速器的检修与常见故障诊断。一、变速器 一、变速器 检修 检修a.a.齿轮和轴承的检修 齿轮和轴承的检修n n 目视检查齿
16、面是否有斑点，如果斑点轻微可以用油石修 目视检查齿面是否有斑点，如果斑点轻微可以用油石修磨；如果斑点面积超过 磨；如果斑点面积超过15%15%，则应更换齿轮；，则应更换齿轮；n n 检查齿厚，如果齿厚磨损超过 检查齿厚，如果齿厚磨损超过0.2mm 0.2mm，则应更换齿轮；，则应更换齿轮；n n 检查齿长的磨损，如果磨损超过 检查齿长的磨损，如果磨损超过15%15%，则应更换齿轮；，则应更换齿轮；n n 装好轴承和内座圈后，用百分表检查齿轮与内座圈之间 装好轴承和内座圈后，用百分表检查齿轮与内座圈之间的间隙，如果超标应该更换轴承。的间隙，如果超标应该更换轴承。注意：齿轮应成对更换。注意：齿轮应
17、成对更换。6.2 6.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构b.b.输入轴、输出轴的检修 输入轴、输出轴的检修n n 目视检查输入轴、输出轴，不应有裂纹，轴径及花键 目视检查输入轴、输出轴，不应有裂纹，轴径及花键不应有严重磨损，轴上的齿轮不应有断齿和严重磨损，不应有严重磨损，轴上的齿轮不应有断齿和严重磨损，否则应更换；否则应更换；n n 检查轴的径向圆跳动，不应超过 检查轴的径向圆跳动，不应超过0.05mm 0.05mm，否则应更换，否则应更换或校正。或校正。6.2 6.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构c.c.同步器的检修 同步器的检修将同步环压在各自齿轮
18、的锥面上，按压转动同步环时要 将同步环压在各自齿轮的锥面上，按压转动同步环时要有阻力，用塞尺测量环齿与轮齿之间的间隙 有阻力，用塞尺测量环齿与轮齿之间的间隙a a，如果不符，如果不符合规定，应更换同步环。合规定，应更换同步环。6.2 6.2 手动变速器的变速传动机构 手动变速器的变速传动机构n n 用塞尺测量锁环和换档齿轮端面之间的间隙。解放CA1091标准间隙为1.2-1.8mm，磨损极限为0.3mm。滑套检查 同步器滑套与花键毂组合检查 二、操纵机构的检修 变速器操纵机构的主要损伤形式有磨损、变形、连接松动和弹簧失效等。变速器的常见故障包括：变速器的常见故障包括：n n 跳档 跳档n n
19、乱档 乱档n n 挂档困难 挂档困难n n 异响 异响n n 发热 发热n n 漏油 漏油四、手动变速器的故障诊断1.1.异响异响1)1)现象现象 变速器工作时，发出不正常声响，如金属的干变速器工作时，发出不正常声响，如金属的干摩擦声，不均匀的碰撞声等。摩擦声，不均匀的碰撞声等。2)2)原因原因轴承发响：轴承缺油、磨损松旷、疲劳剥落或轴承发响：轴承缺油、磨损松旷、疲劳剥落或轴承滚动体破裂。轴承滚动体破裂。齿轮发响：齿轮发响：操纵机构发响：变速器操纵机构各连接处松动，操纵机构发响：变速器操纵机构各连接处松动，拨叉变形或磨损松旷。拨叉变形或磨损松旷。其他原因发响：其他原因发响：7.2 7.2 手动
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