项目二手动变速器基本结构与原理

项目二手动变速器基本结构与原理教学目标1.掌握二、三轴手动变速器结构和各档动力传动路线；2.掌握同步器的构造及工作原理；3.了解手动变速器操作机构的类型、组成和特点；能力目标1.能对二轴式手动变速器拆装、检修;案列分析车型：桑塔纳2000轿车故障现象：发动机怠速运转，变速器空挡位置时有异响，踏下离合器踏板时响声消失。故障原因：1）第一轴轴承损坏.2）常啮合齿轮磨损、个别牙齿破裂.3)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4）常啮合齿轮修理时未成对更换，啮合不良.2.1变速器概述一、变速器的功用实现变速变矩前进档实现倒车倒档实现中断动力传动空档驱动其它机构21变速器概述看看变速器的录像。二、变速器类型1.按传动比的变化方式有级变速器：采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。无级变速器：传动比是连续变化的。综合式变速器：部分无级式的2.按操纵方式手动变速器(MT)：自动变速器(AT)：半自动操纵式变速器：部分档位自动换档，部分档位手动（强制）换档；预先用按钮选定档位，在采下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换档。2.1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；其基本组成包括：变速传动机构：改变转矩的大小和方向操纵机构：实现换档2.1变速器概述三、普通齿轮传动的基本原理1.传动比i12=n1/n2=z2/z1i121，减速；i121，增速。2.1变速器概述对于多级传动：i14=?i12=n1/n2=z2/z1i34=n3/n4=z4/z3i14=i12i34=n1/n4=(z2z4)/(z1z3)i=n输入/n输出=T输出/T输入2.1变速器概述2.档位分析i1，减速档，且i越大，档位越低；为降速增扭传动i=1，直接档；为等速等扭传动i1，超速档。为增速降扭传动3.换档原理变速器的换档，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两轴式变速器示意图三轴式变速器示意图4.变向原理由齿轮传动原理可知，一对相啮合的外齿轮旋向相反，每经过一传动副，其轴改变一次转向。故两轴式变速器在输入轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮（也称为惰轮），而三轴式变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮，就可使输出轴转向改变，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，手动变速器包括变速传动机构和操纵机构两大部分。变速传动机构是变速器的主体，按工作轴的数量(不包括倒档轴)可分为两轴式变速器和三轴式变速器。一、二轴变速器先观看二轴变速器结构与原理的录像，再具体分析典型变速器的具体结构和动力传动路线。滚针轴承发动机纵向布置的两轴变速器1、传动系布置1）发动机横置式2)发动机纵置式2.2手动变速器的变速传动机构3)各档传动路线2.2手动变速器的变速传动机构2)动力传动路线一汽宝来MQ200—02T各档齿轮动力传递路线：a.一档b.二档2.2手动变速器的变速传动机构c.三档2.2手动变速器的变速传动机构d.四档2.2手动变速器的变速传动机构e、五档f.倒档2.2手动变速器的变速传动机构2.发动机横向布置的两轴变速器1)结构2.2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丰田皇冠轿车W55型变速器（1）基本结构图4-14为丰田皇冠轿车W55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轴（输入轴）、第二轴（输出轴）、中间轴和倒档轴。其中第一轴和第二轴轴线互相重合。2.2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档位动力传递路线空档操纵变速杆，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，一档操纵变速杆，使接合套13右移与齿轮5的接合齿圈接合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮12、5，再经过齿圈、接合套13、花键毂传给第二轴8。二档操纵变速杆，使接合套13左移与齿轮4的接合齿圈接合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮14、4，再经过齿圈、接合套13、花键毂传给第二轴8。三档操纵变速杆，使接合套16右移与齿轮3的接合齿圈接合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮15、3，再经过齿圈、接合套16、花键毂传给第二轴8。四档操纵变速杆，使接合套16左移与齿轮2的接合齿圈接合，动力由第一轴1、接合套16、花键毂传给第二轴8。五档操纵变速杆，使接合套10右移与齿轮7的接合齿圈接合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮9、7，再经过齿圈、接合套10、花键毂传给第二轴8。倒档操纵变速杆，使倒档惰轮右移与齿轮11和齿轮6同时啮合，动力由第一轴1、依次经齿轮2、17、中间轴18、齿轮11、倒档惰轮、齿轮6，花键毂传给第二轴8。此时动力反向输出。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n1＝n2，n3n1，故n3n2。•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、变速器检修a.齿轮和轴承的检修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15%，则应更换齿轮；检查齿厚，如果齿厚磨损超过0.2mm，则应更换齿轮；检查齿长的磨损，如果磨损超过15%，则应更换齿轮；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。注意：齿轮应成对更换。6.2手动变速器的变速传动机构b.输入轴、输出轴的检修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，否则应更换；检查轴的径向圆跳动，不应超过0.05mm，否则应更换或校正。6.2手动变速器的变速传动机构c.同步器的检修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a，如果不符合规定，应更换同步环。6.2手动变速器的变速传动机构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：跳档乱档挂档困难异响发热漏油四、手动变速器的故障诊断1.异响1)现象变速器工作时，发出不正常声响，如金属的干摩擦声，不均匀的碰撞声等。2)原因①轴承发响：轴承缺油、磨损松旷、疲劳剥落或轴承滚动体破裂。②齿轮发响：③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。④其他原因发响：7.2手动变速器的故障诊断3）、故障诊断与排除诊断方法：当发动机怠速运转时，使变速杆处于空档位，检查接合和分离离合器过程中有无异响.排除方法：①怠速运转，变速器空档时响，多为常啮合齿轮响。②变速器换入某一档位时，响声明显，应检查该档齿轮和同步器的磨损及齿轮啮合情况。③变速器各档均有异响，多为基础件、轴、齿轮、花键磨损使形位误差超限。④变速器运转时有金属干摩擦声，多为变速器内润滑油有问题，应检查油面高度和油的质量。⑤变速器工作时有周期性撞击声，则为齿轮个别齿损坏。变速器工作时有间断性的异响，可能为变速器内掉入异物所引起。2.跳档1)现象汽车行驶时，变速杆自动从某档跳回空档。2)原因a.相啮合的齿轮、齿套磨损严重，导致沿齿长方向磨成锥形。b.自锁装置的凹槽、钢球磨损严重或自锁弹簧疲劳折断。c.操纵机构变形、松旷等，导致齿轮啮合达不到齿的全长。d.轴、轴承磨损松旷，使啮合齿轮的轴线不平行或轴向窜动。诊断方法：使车辆行驶，反复加速、减速、检查在各档位上变速杆是否容易脱出，如这种方法效果不明显时，可在爬陡坡等条件下进行检查。7.2手动变速器的故障诊断3.挂档困难1)现象不能顺利挂档，一般伴有齿轮撞击声。2)原因a.离合器分离不彻底；b.同步器故障；c.拨叉轴弯曲变形；d.自锁或互锁钢球损坏；e.变速杆等故障。诊断方法：首先应确认离合器分离状态正常，然后使发动机怠速运转，踩下离合器踏板，试进行各档位变换。检查变速杆是否卡滞、沉重等。当用这种方法不易判断时，可进行实车行驶试验。7.2手动变速器的故障诊断4.乱档1)现象在离合器分离彻底的情况下，汽车在起步挂档或行驶中换档时，挂不上所需要档位；或挂档后不能退回空档；车辆静止时同时挂上两个档位。2)原因a.互锁装置的凹槽、锁销、钢球磨损严重；b.变速杆下端、球头定位部分磨损过大；7.2手动变速器的故障诊断诊断方法：使车辆行驶，操纵变速杆进行换档试验。排除方法：①挂需要档位时，结果挂入别的档位：检查变速杆摆转角度，若其能任意摆，且能打圈，则为定位销损坏或失效。②当变速杆摆转角正常，仍挂不上或摘不下档，则多为变速杆下端工作面磨损或导槽磨损，使变速杆下端从导槽中脱去。③若同时挂上两个档，则为互锁装置磨损或漏装零件。5、变速器漏油（3）故障诊断诊断方法：按油迹部位检查油液泄漏原因。排除方法：①检查调整变速器油量。②疏通堵塞的通气口，更换损坏的密封垫和油封。③