手动变速器传动机构的结构

时间：2024-11-06 百科知识版权反馈

【摘要】：手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。变速传动机构的主要作用是改变转矩的大小和方向；操纵机构的作用是实现换挡。二轴式变速器的结构特点是，无中间轴，输入轴和输出轴平行。目前，我国常见的国产轿车均采用这种变速器。后部为变速器后盖。三轴式变速器指齿轮传动机构中有输入轴、输出轴及中间轴的变速器。目前广泛采用的是惯性同步器，按锁止装置不同，可分为锁销式惯性同步器和锁环式惯性同步器。

任务一　手动变速器传动机构的结构

【任务目标】

1.了解手动变速器的功用及分类。

2.掌握手动变速器的构造。

【任务分析】

从“怎样解决复杂的路况要求汽车的牵引力和车速在相当大的范围内变化”这一问题引导出学生对变速器的兴趣。在教学过程中，采用教师启发式讲解与学生讨论相结合的方式，让学生在轻松愉快的氛围中掌握手动变速器的构造的知识。

【相关】

一、变速器的功用

（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，使发动机在较好工况下工作。

（2）在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车实现倒向行驶。

（3）利用空挡中断动力传递，以使发动机能够启动、怠速运转和滑行等。

二、变速器的类型

（1）按传动比变化方式的不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。

（2）按换挡操纵方式的不同，变速器可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种。

本项目将介绍手动有级齿轮变速器，一般简称为手动变速器，也称普通变速器。

三、变速器的组成

手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。变速传动机构的主要作用是改变转矩的大小和方向；操纵机构的作用是实现换挡。

变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量（不包括倒挡轴）可分为二轴式变速器和三轴式变速器。

四、二轴式变速器

二轴式变速器的结构特点是，无中间轴，输入轴和输出轴平行。动力从输入轴（第一轴）输入，经一对齿轮传动后，直接由输出轴（第二轴）输出。二轴式变速器结构简单，紧凑，且易布置。多用于发动机前置前轮驱动（FF型）方案或发动机后置后轮驱动（RR型）的普通级和中级轿车上。目前，我国常见的国产轿车均采用这种变速器。

前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式，与其配用的二轴式变速器也有两种不同结构形式。发动机纵置时，主减速器为一对圆锥齿轮，如奥迪100、桑塔纳2000轿车；发动机横置时，主减速器采用一对圆柱齿轮，如捷达轿车。

1.发动机纵向布置的二轴式变速器（以桑塔纳2000轿车为例）

图2-1　桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构示意图

1 四挡齿轮；2 三挡齿轮；3 二挡齿轮；4 倒挡齿轮；5 一挡齿轮；6 五挡齿轮；7 五挡运行齿环；8 换挡机构壳体；9 五挡同步器；10 齿轮箱体；11 一、二挡同步器；12 变速器壳体；13 三、四挡同步器；14 输出轴。

（1）变速器壳体分为前壳体、后壳体及后盖三部分。前壳体与发动机缸体后端固定连接，用于支承输入轴、输出轴的前端，安装减速器、差速器，同时又作为飞轮壳体。中部为变速器后壳体，是输入轴、输出轴后轴承的支座，又是换挡拨叉轴的滑动轨道。后部为变速器后盖。

图2-2　桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的示意图

1 输入轴；2 输出轴；3 三、四挡同步器；4 一、二挡同步器；5 倒挡中间齿轮；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。

图2-3　发动机横置的二轴式变速器传动示意图（捷达）

（2）输入轴及齿轮：该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴，二轴平行布置，输入轴也是离合器的从动轴，输出轴也是主减速器的主动锥齿轮轴。具有五个前进挡和一个倒挡，全部采用锁环式惯性同步器换挡。输入轴前端插入发动机曲轴后端凸缘轴承孔中，中部通过滚针轴承由变速器前壳体支承，后端通过组合式轴承装在变速器后壳体上。其中一、二挡及倒挡主动齿轮与轴制成一体，三、四、五挡主动齿轮通过滚针轴承空套在轴上，在轴上可作自由转动。三、四挡同步器和五挡同步器也装在输入轴上。

图2-4　发动机横向布置的二轴式变速器结构图

1 输出轴；2 输入轴；3 四挡齿轮；4 二挡齿轮；5 二挡齿轮；6 倒挡齿轮；7 倒挡惰轮；8 一挡齿轮；9 主减速器主动齿轮；10 差速器油封；11 等速万向节轴；12 差速行星齿轮；13 差速半轴齿轮；14 主减速器从动齿轮；15 一、二挡同步器；16 三、四挡同步器。

（3）输出轴及齿轮：输出轴前端由变速器前壳体支承，后端借双列圆锥滚子轴承安装于后壳体上。输入轴和输出轴的轴向位置均由两个后轴承、调整垫片、密封垫片及后盖控制。在输出轴上有一至五挡从动齿轮，其中一、二挡从动齿轮通过滚针轴承空套在输出轴上，三、四、五挡齿轮通过花键套装在轴上。一、二挡同步器也装在输出轴上。在变速器壳体的右端还装有倒挡轴，上面通过滚针轴承套装有倒挡中间齿轮。

2.发动机横向布置的二轴式变速器

所有前进挡齿轮和倒挡齿轮都采用常啮合斜齿轮，并采用锁环式同步器换挡。

五、三轴式变速器

三轴式变速器指齿轮传动机构中有输入轴、输出轴及中间轴的变速器。通常广泛应用于发动机前置后轮驱动的车辆上，如EQ1092、CA1092型载货车等。以三轴式五挡变速器为例，变速器通过4个螺栓固定在飞轮壳后端面上，它有三根主要轴，第一轴、第二轴和中间轴，故称三轴式，另外还有倒挡轴。

图2-5　三轴五挡变速器示意图

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。

六、同步器

同步器的作用是使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速同步，并阻止在同步前进行啮合，从而缩短换挡时间，消除换挡冲击，使换挡操作顺利而简便。

同步器有常压式、惯性式、自行增力式等形式。目前广泛采用的是惯性同步器，按锁止装置不同，可分为锁销式惯性同步器和锁环式惯性同步器。

1.锁销式惯性同步器

大、中型货车普遍采用锁销式惯性同步器，下面以东风EQ1092汽车五挡变速器的四、五挡同步器为例进行简介。四、五挡锁销式惯性同步器的结构如图2-6所示。

两个带有内锥面的摩擦锥盘2，以其内花键分别固装在带有接合齿圈的斜齿轮1和6上，随齿轮一起转动。两个有外锥面的摩擦锥环3，其上有圆周均布的三个锁销8、三个定位销4与接合套5装在一起。定位销与接合套的相应孔是滑动配合，定位销中部切有一小段环槽，接合套钻有斜孔，内装弹簧11，把钢球10顶向定位销中部的环槽，使接合套处于空挡位置，定位销随接合套能轴向移动。定位销两端伸入两锥环3内侧面的弧线形浅坑中，定位销与浅坑有周向间隙，锥环相对接合套在一定范围内作周向摆动。锁销中部环槽的两端和接合套相应孔两端切有相同的倒角；锁销与孔对中时，接合套才能沿锁销轴向移动；锁销两端铆接在锥环相应的孔中。两个锥环、三个锁销、三个定位销和接合套构成一个部件，套在花键毂9的齿圈上。

图2-6　锁销式惯性同步器示意图

1 一轴齿轮；2 摩擦锥盘；3 摩擦锥环；4 定位销；5 接合套；6 二轴四挡齿轮；7 二轴；8 锁销；9 花键毂；10 钢球；1l 弹簧。

2.锁环式惯性同步器

锁环式同步器尺寸小、结构紧凑、摩擦力矩也小，多用于轿车和轻型车辆。其结构如图2-7所示。

主要由同步器齿毂、接合套、滑块、弹簧、锁环（同步环）等零件组成。花键毂7用内花键套装在二轴外花键上，用垫圈、卡环轴向定位。花键毂7两端与齿轮1和4之间各有一个青铜制成的锁环（即同步环）5和9。锁环上有短花键齿圈，其花键的尺寸和齿数与花键毂、齿轮1和4的外花键齿相同。两个齿轮和锁环上的花键齿，靠近接合套8的一端都有倒角（锁止角），与接合套齿端的倒角相同。锁环有内锥面，与齿轮1、4的外锥面锥角相同。在环锁内锥面上制有细密的螺纹（或直槽），当锥面接触后，它能及时破坏油膜，增加锥面间的摩擦力。锁环内锥面摩擦副称为摩擦件，外沿带倒角的齿圈是锁止件，锁环上还有三个均布的缺口12。三个滑块2分别装在花键毂7上三个均布的轴向槽11内，沿槽可以轴向移动。滑块被两个弹簧圈6的径向力压向接合套，滑块中部的凸起部位压嵌在接合套中部的环槽10内。滑块和弹簧是推动件。滑块两端伸入锁环5的缺口12中，滑块窄缺口宽，两者之差等于锁环的花键齿宽。锁环相对滑块顺转和逆转都只能转动半个齿宽，且只有当滑块位于锁环缺口的中央时，接合套与锁环才能接合。