第七章 手动变速器与分动器.doc

无锡职业技术学院备课纸第七章 变速器与分动器7-1手动变速器概述一、为什么要设装变速器？ 由于活塞式内燃机转矩和转速变化范围小，而复杂的使用条件则要求汽车牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为了解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。二、变速器的功用 改变传动比。扩大驱动轮转矩和转速变化范围，适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利（功率较高油耗较低）的工况下工作； 在发动机不改变旋转方向的前提下，使汽车能倒退行驶； 利用空挡，中断动力传递，以使发动机能启动怠速和换档； 有动力输出装置，便于改装。如水泥搅拌车、消防车等特种车辆。三、变速器的分类按传动比变化方式，分为有级式、无级式、综合式（自动变速器）按操纵方式分，强制式、自动式和半自动式。变速器的档位数指变速器所有前进档数，不包括倒档。因每一变速器均设置倒档。无级自动变速器中有两对锥盘。每对中各有一块锥盘与主动轴或从动轴相连，另一块则可以轴向滑动。每对锥盘之间靠链带传动，链带由许多根小钢片用两根钢绳穿串而成。一个单级行星齿轮变速器与两个液压控制的多片离合器串接。这两个离合器，一个供前进档用，另一个供倒档用。两对斜齿轮常啮合将动力输送给驱动桥。通过移动那两块可轴向滑动的锥盘，链带的传动半径被改变，其中一个增大，另一个减小。为保持链带的长度不变，一对锥盘的直径增大则对应另一对锥盘的直径减小，且这两对锥盘的有效直径可以无级变速。动力经链带以推力的形式传递，而不同于三角皮带通过拉力来传递动力。两对锥盘的开合由液压控制，液压控制取决于l 当时的变速比关系，l 加速踏板位置，l 发动机转速，l 选择手柄位置。7-2 齿轮传动齿轮机构：非圆齿轮机构；圆形齿轮机构。圆形齿轮机构平面齿轮机构（圆柱齿轮）；空间（用来传递两相交轴或交错轴）平面齿轮机构：直齿圆柱齿轮机构（直齿轮）外啮合；内啮合；齿轮齿条平行轴斜齿齿轮机构（斜一）：外；内；齿轮齿条空间：圆锥齿轮机构直齿；斜一；曲线齿交错轴斜齿轮机构： 蜗杆机构：两轴垂直交错 齿廓啮合基本定律 传动比：常数圆齿轮；f(t)非圆齿轮一、齿廓啮合基本定律 节曲线：非圆齿轮节曲线是非圆曲 圆齿轮节圆（轮1的节圆是以O1为圆心，O，P为半径的圈，每一瞬时，P位置唯一确定。）齿廓啮合基本定律：在啮合传动的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。轮齿齿廓正确啮合的条件定传动比传动，定律描述：设节圆半径（概念：节点，节圆，）二、共轭齿廓，共轭曲线（关于共轭齿廓的求法自己看书）（凡满足齿廓啮合基本定律的一对齿轮的齿廓称）三、齿廓曲线的选择满足定传动比的要求；考虑设计、制造等方面。（对于定传动比的齿轮机构，通常采用渐开线、摆线、变态摆线）渐开线及渐开线齿廓一、渐开线的形成及性质 1、形成（当一直线n-n沿一个圆的圆周作纯滚动时，直线上任一点K的轨迹）AK渐开线基圆，rbn-n：发生线K：渐开线AK段的展角2、性质（1）（2）NK为渐开线在K点的法线，NK为曲半半径，渐开线上任一点的法线与基圆相切。（3）渐开线离基圆愈远，曲半半径愈大，渐开线愈平直（4）渐开线的形状决定于基圆的大小K相同时，rb越大，曲半半径越大 rb，渐开线N3K的直线（5）基圆内无渐开线（因渐开线从基圆开始向外展开）3、渐开线方程 渐开线方程二、渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律（或者说满足定传动比要求） 常数 式（1）三、渐开线齿廓啮合的特点1、渐开线齿廓啮合的啮合线是直线N1N2啮合点的轨迹啮合线、公法线、两基圆的内公切线三线重合。2、渐开线齿廓啮合的啮合角不变：N1N2与节圆公切线之间的夹角=渐开线在节点处啮合的压力角3、渐开线齿廓啮合具有可分性。式（1）表明，i12决定于基圆大小（这一特点对渐开线齿轮的制造、安装都是十分有利的）。渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸一、标准齿轮的基本参数1、模数m模数或 d=mz 单位：mm（m是决定齿轮尺寸的一个基本参数） m标准化。2、分度圆压力角分度圆和节圆有原则性的区别。分度圆是一个齿轮的几何参数，每个齿轮都有一个大小确定的分度圆，而节圆则是表示一对齿轮啮合特性的圆。对于单个齿轮而言，节圆无意义；当一对齿轮啮合时，它们的节圆随中心距的变化而变化（可分性）。因此节圆和分度圆可以重合，也可以不重合。另外，分度圆压力角是一个大小确定的角，啮合角可以与之相等，也可不相等，但啮合角与节圆压力角始终相等。是决定渐开线齿廓形状的一个基本参数）GB1356-88规定标准值=20某些场合：=14.5、15、22.5、25。至此：分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。3、齿数z：齿轮的大小和渐开线齿轮形状4、齿顶高系数和顶隙系数三、标准直齿轮的几何尺寸 见表7-2四、标准齿条z1、p=m 分度线：s=e2、=齿形角（20）3、尺寸计算：同标准齿轮一样五、任意圆上的齿厚（课后自己看书）渐开线直齿圆柱齿轮的传动一、啮合过程起始啮合点：从动轮的齿顶点与主动轮的齿根处某点接触，在啮合线上为从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2。终止啮合点：主动轮的齿顶点与从动轮的齿根处某点接触，在啮合线N1N2上为主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1。实际啮合线理论啮合线轮1EF和轮2DG齿廓工作段，齿廓非工作段二、正确啮合条件三、无侧隙啮合条件标准中心距： 顶隙标准值四、渐开线齿轮连续传动的条件 重合度（重叠系数）：齿轮传动的连续性条件重合度的定义还有其他形渐开线齿廓的加工及根切一、加工方法简介铸造法、冲压法、挤压法切削法 仿形法 展成法二、仿形法铁削法 、拉削法（铣削法加工）圆盘铣刀、指状铣刀圆盘铣刀的外形和齿轮的齿槽形状相同。铣齿时，将毛坯安装在机床工作台上，圆盘铣刀绕其自身轴线旋转，而毛坯沿平行于齿轮轴线方向，作直线移动，铣出一个齿槽后，将齿轮毛坯转过，再铣第二个齿槽，依此类推。仿形法加工特点：无须专用机床；加工精度低（生产效率低）齿轮，欲制造精确，需每一种齿数配一把齿刀，这是不可能的。为简化刀具数量，采用八把一套或十五把一套铣刀，其每把铣刀可切削齿数在一定范围内的齿轮。为保证加工出来的齿轮在啮合时不会被卡住，每一号铣刀的齿形都是按所加工的一组齿轮中齿的最少的那个齿轮的齿形制成的。因此，当用这把铣刀切削同组齿轮中其他齿数的齿轮时，齿形有误差。）三、展成法（范成法、包络法）1、展成原理：找共轭齿廓（一对渐开线齿廓是共轭齿廓，因此当刀刃齿廓是渐开线时，加工出齿轮的齿廓也一定是渐开线）2、展成加工方法：3、特点：被加工齿轮的模数和压力角相同。一把刀具可加工出任意齿数的齿轮。四、标准齿条形刀具切制标准齿轮1、刀具刀具齿顶线（区别刀具顶刀线） 中线被加工齿轮：要求： 刀具比标准齿条在齿顶部高出一段2、切制标准齿轮将轮坯的外圆按被切齿轮的齿顶圆直径预先加工好。将刀具的中线与轮坯的分度圆相切。齿轮和刀具有相同的模数和压力角展成运动相当于无侧隙啮合。齿轮的齿厚=刀具的齿槽宽=加工出的齿轮为标准齿轮。四、渐开线齿廓的根切现象1、 根切：危害：切掉部分齿廓；削弱了齿根强度；严重时，切掉部分渐开线齿廓，降低重合度。2、齿轮不发生根切的最少齿数， ， 斜齿轮一、斜齿轮齿廓曲面的形成和啮合特点1、直齿轮：基圆柱，发生面S，KK基圆柱母线NN渐开线柱面（啮合特点：齿廓曲面的接触线NN受力突变，噪音较大。2、斜齿轮：基圆柱，发生面S，KK与NN有夹角渐开线螺旋面基圆柱上的螺旋角渐开线螺旋面齿廓的特点：与基圆柱相切的平面与齿廓曲面的交线为斜直线（与NN交角）端面（垂直于齿轮轴线的面）与齿廓曲面的交线为渐开线。与基圆柱同的圆柱面与渐开线螺旋面的交线为一螺旋线。不同面螺旋角不同斜齿轮的啮合特点：（1）两斜齿齿廓的公法面既是两基圆柱的公切面，又是传动的啮合面（2）两齿廓的接触线与轴线夹角（3）接触线0长0，传动平稳二、斜齿轮的基本参数1、斜齿轮的切削加工：仿形法；已成法：滚齿（用仿形法加工斜齿轮时，铣刀是沿螺旋齿的方向进刀的）法面：垂直于分度圆柱面螺旋线的切线的平面。进刀方向法面法面齿形与刀具相同法面上的模数和压力角为标准值端面：轴线的面计算斜齿轮端面参数与尺寸：齿距： 模数：压力角：，BD=CE齿顶高系数，顶隙系数：, ()螺旋角：螺旋线的导程（螺旋线绕同一周时它沿轴线方向前进的距离） （1）（上式表明，各圆柱面的螺旋角不等）三、平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件和重合度 1、正确啮合条件（斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合） 2、重合度（两个端面参数（Z,m,）完全相同的标准直齿轮和标准斜齿轮）分度圆柱面的展开图纵向作用弧总作用弧与Pt的比值总重合度设端面重合度（相当于相应的直齿轮的重合度）73 轮系的分类轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。定轴轮系（普通轮系）周转轮系复合轮系 定+周（复杂轮系） 周+周 定轴轮系及其传动比计算一、传动比A输入轴 B输出轴二、定轴轮系的传动比计算三、输出轴转向的表示1、首末两轴平行，用“+”、“-”表示。Z惰轮：不改变传动比的大小，但改变轮系的转向2、首末两轴不平行（将轮5擦掉）用箭头表示3、所有轴线都平行 m外啮合的次数 周转轮系的传动比计算一、周转轮系差动轮系：F=2行星轮系：F=1（轮3固定）（）二、周转轮系的构件行星轮行星架（系杆）、中心轮基本构件（轴线与主轴线重合而又承受外力矩的构件称基本构件）行星架绕之转动的轴线称为主轴线。ZK-H（K中心轮；H行量架；V输出构件）还有其他：3K，K-H-V三、周转轮系传动比的计算以差动轮系为例（反转法）周转轮系传动比是计算出来的，而不是判断出来的。四、圆锥齿轮组成的周转轮系1，3中心轮2行星轮给整机构“-WH”绕OO轴转动原机构 转化机构W1 W3 WH W2 （用角速度多边形求）（作矢量作）7-4轴系零件一轴（一）、轴的用途与分类1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力2、分类按承基情况分 转轴T和M的轴齿轮轴心轴而不受扭矩：转动心轴；固定心轴传动轴主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴按轴线形状分直轴光轴作传动轴（应力集中小） 阶梯轴：优点：1）便于轴上零件定位；2）便于实现等强度曲轴另外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）它可将运动灵活地传到狭窄的空间位置，如牙铝的传动轴。（二）、轴的材料及其选择碳素钢价廉时应力集中不敏感常用45#，可通过热处理改善机械性能，一般为正火调质和合金钢机械性能（热处理性）更好，适合于大功率，结构要求紧凑的传动中，或有耐磨、高温（低温）等特殊工作条件，但合金钢对应力集中较敏感。注意：由于碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同，所以采用合金钢并不能提高轴的刚度。轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（喷丸、滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。轴的常用材料及其主要机械性能轴设计的主要内容：结构设计按轴上零件安装定位要求定轴的形状和尺寸交替进行工作能力计算强度、刚度、振动稳定性计算(三) 轴的结构设计轴的结构外形主要取决于轴在箱体上的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定方式，受力情况和加工工艺等。轴的结构设计要求：轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；轴上零件装拆、调整方便；轴应具有良好的制造工艺性等。尽量避免应力集中（书上无）一、拟定轴上零件的装配方案根据轴上零件的结构特点，首先要预定出主要零件的装配方向、顺序和相互关系，它是轴进行结构设计的基础，拟定装配方案，应先考虑几个方案，进行分析比较后再选优。原则：1）轴的结构越简单越合理；2）装配越简单、方便越合理。二、轴上零件的定位1、零件的轴向定位1）轴肩和轴环（轴中间高两边低轴向尺寸小的环）最常用，轴向传力大。、过渡轴肩（小）零件孔圆角R与倒角C的推荐值表11-2另注意：2）套筒轴上相邻零件定位，套筒不宜过长，由于套筒与轴配合较松3）轴用圆螺母传动力大，简单，但有应力集中（细牙），要防松：要求为轴向定位可靠，l轴100mm的轴，且对中要求不高时采用。三 轴承轴承支承轴颈使轴作回转运动轴承：滑动轴承；滚动轴承一、滑动轴承类型：按承载：向心轴承（受Fr）；推力轴承（受Fa）按润滑状态：流体润滑轴承；非流体润滑轴承；无润滑轴承（不加润滑剂）二、滑动轴承的特点优点：1）承载能力高；2）工作平稳可靠、噪声低；3）径向尺寸小；4）精度高；5）流体润滑时，摩擦、磨损较小；6）油膜有一定的吸振能力缺点：1）非流体摩擦滑动轴承、摩擦较大，磨损严重。2）流体摩擦滑动轴承在起动、行车、载荷、转速比较大的情况下难于实现流体摩擦；3）流体摩擦、滑动轴承设计、制造、维护费用较高。滑动轴承的主要类型一、整体式径向滑动轴承，由轴承座、整体轴套、油孔等组成特点：1）结构简单、成本低；2）轴套磨损后，间隙无法调整；3）装拆不便（只能从轴端装拆）。适于低速、轻载或间隙工作的机器。二、剖分式径向滑动轴承由轴承座，轴承盖，剖分轴瓦（附轴承衬）、双头螺柱（调整垫片）等，轴瓦表面有油沟，油通过油孔、油沟而流向轴颈表面，轴瓦一般水平部分，也有倾斜部分。特点：装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。三、自动调心式适于宽径比B/d1.5轴承，可避免轴弯曲变形或轴承孔倾斜时造成轴颈与轴瓦两端边缘接触加剧磨损和发热。特点：轴瓦外表面做成球面。四、调隙式径向滑动轴承外表面为圆锥面的轴套上开一个缝口，另在圆周上开三个槽（以减小刚性），使之易变形，轴瓦两端各装一个调节螺母，通过松紧调节螺母3.5，使锥形轴套轴向移动，从而调整轴套与轴间的间隙用于一般机床主轴。滚动轴承滚动轴承由于是滚动摩擦，摩擦阻力小，发热量小，效率高，起动灵敏、维护方便，并且已标准化，便于选用与更换，因此使用十分广泛。一、滚动轴承的构造标准滚动轴承的组成：内圈1、外圈2、滚动体3（基本元件）、保持架4一般内圈随轴一起回转，外圈固定（也有相反）内外圈上均有凹的滚道，滚道一方面限制滚动体的轴向移动，另一方面可降低滚动体与滚道间的接触应力。 球滚珠轴承滚动体的形状 短圆柱形 柱形 长圆柱形 螺旋滚子 滚柱轴承 圆锥滚子 鼓形滚子 滚针保持架能使滚动体均匀分布以避免滚动体相互接触引起磨损与发热二、滚动轴承的材料内、外圈、滚动体；GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢，热处理后硬度：HRC6065保持架：低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯三、滚动轴承的特点优点：1）f小起动力矩小，高；2）运转精度高（可用预紧方法消除游隙）；3）轴向尺寸小；4）某些轴能同时承受Fr和Fa，使机器结构紧凑；5）润滑方便、简单、易于密封和维护；6）互换性好（标准零件）缺点：1）承受冲击载荷能力差；2）高速时噪音、振动较大；3）高速重载寿命较低；4）径向尺寸较大（相对于滑动轴承）应用：广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。 滚动轴承的类型与选择一、滚动轴承的主要类型与特点接触角外圈与滚动体接触处的法线与垂直于轴线的平面的夹角。类型按承载方向：向心轴承，主要承受径向载荷，可受一定Fa，如深沟球、圆柱滚柱轴承等，1、4、6、N、NA、2调心滚子等推力轴承5（推力球），8（推力圆柱滚子）向心推力轴承：向心角接触轴子（0、3、7） 推力角接触轴承，2（推力调心滚子轴承）按滚动体形状：球承载能力低，极限转速高 滚子承载能力高，极限转速低常用滚动轴承的类型与特性见表7-12注意代号结构特点：承受载荷的大小，方向，极限转速高低，是否有调心性能等特别注意最常用几种深沟球轴承（向心球轴承）6（0）主要承受径向载，也可受一定双向轴向载荷，f小精度高，结构简单，价格低，最常用。调心球轴承（111）（调心滚子（2、3）主要承受径向载荷，也可承受较小的双向轴向力，能自动调心，适于轴的刚性较差的场合。圆柱滚子轴承N（2）只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷，承载能力大，支承刚性好，外圈或内圈可以分离，或不带内外圈，适于要求径向尺寸较小的场合。角接触球轴承7（6）能同时承受径向载荷和单向轴向力，接触角，越大，承载Fa能力越高，为承受双向轴向力应成对使用，对称安装。圆锥滚子轴承3（7）能同时承受径向载荷和单向Fa，越大，承受Fa能力越大，承载能力高于角接触球轴承，但极限转速稍低，外圈可分离，一般应成对使用，对称安装，但安装调整比较麻烦。推力球轴承5（8）单向推力球轴承51000只能受单向Fa；双向推力球轴承52000能承受双向Fa。不能受Fr，且极限nj转速较低，高速时，由于离心力较大，钢球与保持架磨损发热较严重。滚针轴承，Fr，承载能力较高高速时用深沟球轴承或角接触球轴承代替。另：注意优化选用深沟球轴承！二、滚动轴承的代号滚动轴承类型和尺寸规格繁多，为便于设计和选用，标准规定了用代号表示滚动轴承的类型、尺寸、结构特点及公差等级等。国家标准：GB/T272-93（向ISO靠）（替代GB272-88），滚动轴承代号的构成见表13-2前置代号（字母）基本代号（数字、字母）后置代号（字母+数字）五四三二一轴承分部件代号类型代号宽度系列代号直径系列代号内径代号内部结构代号密封与防尘代号保持架及材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其它代号1、基本代号表示轴承的内径、尺寸系列和类型，最多为五位（1）轴承类型基本代号右起五位用数字或字母表示（尺寸系列代号如有省略，则为第4位，）或基本代号左起第一位。见表13-1，重点：6深沟球；3圆锥滚子；5推力球；7角接触球；1调心球；N圆柱滚子。（2）尺寸系列表示轴承在结构、内径相同的条件下具有不同的外径和宽度，基本代号右起三、四位。宽度系列右起第四位某些宽度系列（主要为0系列和和正常系列）代号可省略，详见表13-1中带（）的代号。直径系列右起第三位相同内径，不同直径系列轴承的尺寸对比如图13-5所示。组合见表13-3（3）轴承的内径基本代号右起一二位数字。a) d=10, 12, 15, 17mm时代号00 01 02 03b) 内径d=20480mm，且为5的倍数时代号=d/5或d=代号5(mm)(c) d500mm，及d=22，28，32mm时代号/内径尺寸（mm）2、前置代号表示轴承的分部件，用字母表示。L可分离轴承的可分离内圈或外圈如LN207K轴承的滚动体与保持架组件K81107R不带可分离内圈或外圈的轴承，如RNU207NU表示内圈无档边的圆柱滚子轴承WS、GS分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如WS81107、GS81107。3、后置代号反映轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等，共8组代号。（1）内部结构代号反映同一类轴承的不同内部结构例：C、AC、B代表角接触球轴承的接触角，和，E代表增大承载能力进行结构改进的增强型等，如7210B，7210AC，NU207E（2）密封、防尘与外部形状变化代号RS一面有骨架式橡胶密封圈（接触式）RZ一面有骨架式橡胶密封圈（非接触式）Z一面有防尘盖 例：6210-2RSFS一面有毡圈密封字母前加数字2，则说明是两面有R、N、NR轴承外圈带有止动挡边、止动槽、止动槽并带止动环，例：6210N（3）轴承的公差等级 精度高 低 公差等级 2 4 5 6 6X 0代号 新标准 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0旧标准 B C D EX E G普通级可省略（4）轴承的径向游隙 游隙 小 大游隙组别 1， 2， 0， 3， 4， 5 代号 /C1、/C2、 /C3、/C4、/C5C1、C2小游隙组；0不标（基本游隙）；C3、C4、C5大游隙组（5）保持架代号表示保持架在标准规定的结构材料外，其他不同结构型式与材料。A、B分别表示外圈引导和内圈引导J钢板冲压Q青铜实体M黄铜实体 保持架N工程塑料其他在配置、振动、噪声、摩擦力矩、工作温度、润滑等方面的特殊要求的代号表示见标准GB/T272-93，或厂家的说明。三、滚动轴承类型的选择应根据轴承的工作载荷（大小、方向和性质）、转速高低、支承刚性、安装精度、结合各类轴承的特性和应用经验进行综合分析，确定合适的轴承。几条基本原则：1） n高，载荷小，要求旋转精度高采用球轴承 n低，载荷大，或有冲击载荷时采用滚子轴承但滚子轴承对轴线偏斜较敏感。2） 主要受径向载荷Fr时用向心轴承主要受轴向载荷Fa，n不高时用推力轴承同时受Fr和Fa均较大时可采用角接触球轴承7类（n较高时）或圆锥滚子轴承3类（n较低时）Fr较大，Fa较小时深沟球Fa较大，Fr较小时深沟球+推力球轴承组合，或推力角接触轴承。3）要求nnlim极限转速6、7、N极限转速较高推力轴承极限转速较低，只受Fa而n较高时不用推力轴承而宁可用67两类，球轴承极限转速高于滚子轴承，轻系列极限转速高于中或重系列轴承。4）当轴的刚性较差或轴承孔不同心时宜用调心轴承，如图13-65）为便于装拆和间隙调整，可选用内、外圈不分离的轴承。6）6、7两点轴承一般应成对使用，对称安装。7）施转精度较高时，应选用较高的公差等级和较小的游隙转速较高时，应选用较高的公差等级和较大的游隙公差等级越高，轴承价格越贵滚子轴承价格高于球轴承，深沟球轴承价格最低8）优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承。7-5 手动变速器一、 普通齿轮式变速器基本要求：合适的档数和传动比，保证动力性和经济性；有空挡和倒档；换档迅速省力；工作可靠，不得跳档乱档或换档冲击；手感清晰；设置动力输出装置。主要组成（以三轴6档变速器为例，）三根轴：输入轴（第一轴）、中间轴、输出轴（第二轴）、倒档轴 第一轴上有一个与轴制成一体的齿轮，既是第一轴与中间轴的传力齿轮，又是直接档齿轮。第一轴前端是离合器的输出轴，花键与离合器的从动盘毂连接，这样通过离合器将发动机曲轴的转矩输入变速器。 中间轴上有7个固定齿轮，最前端为第一轴与中间轴的传力齿轮，最后端为倒档齿轮，其余依次为51档齿轮； 第二轴上有51档和倒档齿轮（这些齿轮空套在第二轴上），以及固定在第二轴上的4个花键毂，包括相应的同步器和接合套； 倒档轴：空套一个倒档中间齿轮。整个变速器有8个常啮齿轮副：第一轴和中间轴的传力齿轮副、51档齿轮副、中间轴与倒档轴以及中间轴和第二轴的倒档齿轮副。动力传递路线：第51档：第一轴第一轴传力齿轮中间轴传力齿轮中间轴中间轴某档齿轮第二轴某档齿轮接合齿圈（同步环）接合套花键毂第二轴，变速器动力输出；第6档：第一轴第一轴齿轮接合齿圈（同步环）接合套花键毂第二轴，变速器动力输出；倒档：第一轴第一轴传力齿轮中间轴传力齿轮中间轴中间轴倒档齿轮倒档轴倒档齿轮第二轴倒档齿轮接合齿圈（同步环）接合套花键毂第二轴，变速器动力输出；各档传动比：，变速器的安装、各轴承支承和润滑、密封安装：组装好的变速器总成用螺栓固定在离合器壳上，输出轴后段花键上装有万向传动装置的凸缘；支承：第一轴前端用向心球轴衬支承在飞轮的中心孔内，但同时要保证第一轴和曲轴的轴线重合，后端用圆柱滚子轴承支承在变速器壳体上；第二轴前端用滚针轴承支承在第一轴传力齿轮的内圆孔中，其后端利用圆柱滚子轴承支承在变速器壳体上；中间轴两端采用圆柱滚子轴承支承在变速器客体倒档轴用锁片固定在变速器壳体上，防止转动和轴向移动。润滑：飞溅润滑（发动机曲轴连杆机构，其他润滑方式有压力润滑）密封：主要包括了变速器的上下和前后密封。第一轴处采用橡胶油封+壳体上开回油孔；后端盖橡胶油封；上下盖在接合面用密封纸垫。现在有的车还加密封胶注意：变速器上有通气孔塞，以保持内外压平衡。润滑油适量，不能太小或太多。变速器在结构上的两种防止跳档措施：齿端倒斜面（接合齿圈和接合套分别倒角）和减薄齿（花键毂的花键减薄），利用接触面上力的轴向分力作为防止跳档的阻力。三轴制的变速器适用于传统的发动机前置后驱动型式，两轴制适用于发动机前置后驱动的中轻型轿车上。两轴制的特点： 输入轴和输出轴平行，无中间轴； 由于没有直接档，所以传动比，超速档； 主减速器的主动圆柱齿轮套在输出轴上； 取消了万向传动装置（主要指贯穿前后的传动轴）； 降低了重心高度，提高了行驶稳定性； 操纵机构简单。缺点：对于从空载到满载轴荷变化很大时，不利于驱动力的输出。组合变速器（主要运用在重型货车）分段式配档：副变速器分为高档和低档，传动比较大（一般置于主变速器后），主变速器传动比间隔较小，共同作用输出高、低两段传动比范围。插入式配档：主变速器各档传动比间隔较大，副变速器传动比较小（一般置于主变速器前），组合得到的传动比均匀插入主变速器的各档传动比之间。需主副变速器交替换档，换档比分段式复杂。二 同步器（synchromesh）采用移动齿轮或接合套换档时，待啮合的一对齿轮（或接合套与接合齿圈上相应的内外花键齿）的圆周速度必须相等（同步）才能平顺地进入捏合而挂上档。一、无同步器时变速器的换档过程、 无论升档和降档，都要将变速器先摘至空挡；、 空挡时，各档齿圈经过各档齿轮中间档各档齿轮中间轴中间档和第一轴传动齿轮副第一轴与离合器的从动部分相连，这一部分旋转惯性质量应尽可能小；而花键毂则与变速器的第二轴相连，从而与万向传动装置、差速器等最终的惯性质量是与整个汽车相连，近似可看作无限大。换档时各档齿轮（齿圈）转速下降速度远大于花键毂和接合套转速的下降速度。同时即使没有达到同步，由于各档齿轮的旋转惯性很小，接合套与各档齿圈间机械接触，会时各档齿圈的旋转速度很快与接合套旋转速度同步。否则，各档齿圈与接合套接合时会有很大的冲击，这也是离合器从动部分旋转质量尽可能小的原因。、 高档齿圈（齿轮）的转速始终大于抵挡齿圈（齿轮）的转速一脚离合低档高档高档低档转速低档齿圈时间同步点同步点接合套接合套高档齿圈转速两脚离合，一脚油门、 换档过程是接合套从某档齿轮（齿圈）摘下，经过空挡，待接合套（花键毂）与待挂上的档位的齿圈同步时顺利挂上档。二、同步器的作用、构造、工作原理作用 时接合套与对应接合的齿圈的圆周转速迅速达到同步； 阻止二者在达到同步前接合以防止冲击。分类常压式：在两齿圈同步前，对接合套的轴向阻力是有弹簧压力造成，其大小有限，故称为常压式同步器。惯性式：锁环式和锁销式自行增力式（波尔舍同步器）：主要区别在于同步环产生的摩擦力矩由于同步环内的弹簧片作用得到成倍增长。而接合套与待接合齿圈之间存在转速差时，弹簧片的支承力阻止同步环直径的缩小，从而阻止了接合套的移动。锁环式惯性同步器结构： 锁环和齿圈有锥形摩擦面锥度相同的内锥面，锥面上制出细牙的螺纹旋槽，以使两锥面接触后破坏油膜，增加锥面间的摩擦； 锁环上的三个凸起部分分别伸入到花键毂的三个通槽中。只有当凸起位于花键毂通槽缺口中央时，接合套和锁环的齿方可接合； 花键毂上的滑块和定位销作用时，接合套通过定位销带动滑块一起移动，至同步环的缺口时，推动同步环移向高档齿圈，使二者产生转速差；定位销端部顶在接合套的凹槽中，起空挡定位作用。 花键毂通槽的宽度为锁环凸起部的宽度加上接合套的一个齿的齿厚。F2 拨环力矩NF1惯性力矩高档齿圈同步环接合套施力体施力体同步环是两力矩的受力体低档高档（换档过程）工作原理：锁环上同时作用两个方向相反的力矩：一个是接合套齿端倒角（锁止角）和锁环齿端倒角，由于一直存在的轴向力（驾驶员换档操作力）形成的力使锁环相对于接合套后退转的拨环力矩M2；另一个是接合套和锁环摩擦锥面上阻止锁环后退的惯性力矩M1；设计时，选择适当锁止角和摩擦锥面的锥角，以保证在锁环与齿圈达到同步前，则不论驾驶员施加在接合套上的轴向力有多大，接合套和锁环齿端总是相互抵触不能接合；由于锁环对接合套的锁止作用来自齿圈（系）的惯性力矩，故起名“惯性式”同步器。F1正压力的摩擦力矩作用使高档齿圈迅速降低到与锁环同步，摩擦力矩消失。此时拨环力矩使锁环和齿圈及相关零件相对接合套后退一个角度，使得锁环凸起移到滑键毂通槽中央，两个齿圈不再抵触，接合套与锁环接合，锁环的锁止作用消失；此时接合套与高档齿圈转速接近或相等，若接合套与高档齿圈相抵触，则摩擦力矩使接合套与高档齿圈转速相等，拨环力矩使高档齿圈后退一个角度，使接合套花键与高档齿圈接合，至此，完成低档到高档的换档过程。锁环式同步器：多用于轿车、轻货车，近年来用于中型货车、高档轿车。结构紧凑，布置合理，摩擦力矩大小合适；锁销式同步器：目前多用于中大型货车。由于二轴上常啮齿轮及接合齿圈较大，锁销式同步器不仅使结构型式合理，而且在摩擦锥面产生较大的摩擦力矩，缩短同步时间。第三节 变速器操纵机构一、组成变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴、安全装置二、要求 自锁防止自动脱档，拨叉轴相临凹槽距离即保证全齿宽啮合或完全退出啮合所必须的拨叉和其轴移动的距离，并保证齿轮以全齿宽啮合。自锁钢球和弹簧 互锁防止同时挂入两个档位。由互锁钢球和互锁销。两个互锁钢球的直径之和等于相临轴表面之间的距离加上一个凹槽深度。互锁销的长度等于拨叉轴的直径减去一个凹槽的深度。 倒档锁增加驾驶员对变速杆的力或倒档锁，提醒以免驾驶员误挂倒档。第三节 分动器1 分动器是一齿轮传动系，其输入轴直接或通过万向传动装置与变速器的第二轴相联，输出轴则有若干，分别经万向传动装置与各驱动桥连接；2 当分动器挂入低速档时，其输出转距较大。为避免中后桥超载前桥必须参加驱动，分担一部分载荷。因此分动器操纵机构必须保证：非先接上前桥，不得挂入低速档；非先退出低速档，不得摘下前桥。3 装有分动器的汽车，当全部车轮驱动行驶于不平路面或弯道上，或前后驱动轮由于轮胎磨损而半径不等的情况行驶时，将引起发动机功率消耗、轮胎或传动系零件磨损。为克服这一缺点，将转矩大体根据轴荷比例分配给各驱动桥，有些分动器还装有带差速锁的非对称行星齿轮轴间差速器。第一个自动变速器是1914年奔驰公司最先推出，克莱斯勒1914推出了带液力偶合器的四速半自动变速器。典型的自动变速器包括四个基本系统：变矩器、行星齿轮机构、液压系统和执行机构。变速器的常见故障： 空挡发响曲轴与第一轴中心线不同心；第二轴前轴承磨损，油污、起毛；常啮齿轮有问题（磨损均匀声或个别牙碎裂有规律间隙撞击声）；常啮齿轮修理时未成对更换，啮合不良；第一轴承损坏，或旧齿轮换新齿轮。 挂档后响齿轮更换不当；差速齿轮或半轴齿轮键槽磨损松旷；主、从动锥齿轮间隙过大；从动锥齿轮松动。 发热轴承过紧/或齿轮间间隙过小；缺少齿轮油，或齿轮油粘度过小。 乱档 变速器控制弹簧压缩量达不到规定要求；换档滑杆互锁销磨损严重。 跳档定位装置失效（变速叉凹槽或定位球磨损松旷，定位弹簧过软或折断）；齿轮磨损严重，沿齿方向磨成锥形；变速器轴、轴承磨损严重或轴向间隙过大，使轴转动时跳动或窜动。