變速器的構(gòu)造及其工作原理

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變速器的構(gòu)造和原理 1．變速器功用 （1）改變傳動(dòng)比，滿足不同行駛條件對(duì)牽引力的需要，使發(fā)動(dòng)機(jī)盡量工作在有利的工況下，滿足可能的行駛速度要求。 （2）實(shí)現(xiàn)倒車行駛，用來(lái)滿足汽車倒退行駛的需要。 （3）中斷動(dòng)力傳遞，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車換檔或需要停車進(jìn)行動(dòng)力輸出時(shí)，中斷向驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳遞。 2．變速器分類 （1）按傳動(dòng)比的變化方式劃分，變速器可分為有級(jí)式、無(wú)級(jí)式和綜合式三種。 （a）有級(jí)式變速器：有幾個(gè)可選擇的固定傳動(dòng)比，采用齒輪傳動(dòng)。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪（行星齒輪）軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。 （b）無(wú)級(jí)式變速器:傳動(dòng)比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,常見的有液力式，機(jī)械式和電力式等。 （c）綜合式變速器：由有級(jí)式變速器和無(wú)級(jí)式變速器共同組成的，其傳動(dòng)比可以在最大值與最小值之間幾個(gè)分段的范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化。 （2）按操縱方式劃分，變速器可以分為強(qiáng)制操縱式，自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。 （a）強(qiáng)制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。 （b）自動(dòng)操縱式變速器：傳動(dòng)比的選擇和換檔是自動(dòng)進(jìn)行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)和車速信號(hào)來(lái)控制執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)檔位的變換。 （c）半自動(dòng)操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動(dòng)換檔，部分檔位手動(dòng)（強(qiáng)制）換檔；另一類是預(yù)先用按鈕選定檔位，在采下離合器踏板或松開加速踏板時(shí)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)自行換檔。 3．普通齒輪變速器 普通齒輪變速器主要分為三軸變速器和兩軸變速器兩種。它們的特點(diǎn)將在下面的變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中介紹。 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu) （1）三軸變速器 這類變速器的前進(jìn)檔主要由輸入(第一)軸、中間軸和輸出(第二)軸組成。 三軸五檔變速器有五個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，由殼體、第一軸（輸入軸）、中間軸、第二軸（輸出軸）、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機(jī)構(gòu)等幾部分組成。 （2）兩軸變速器 這類變速器的前進(jìn)檔主要由輸入和輸出兩根軸組成。與傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，在一般檔位只經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪就可以將輸入軸的動(dòng)力傳至輸出軸，所以傳動(dòng)效率要高一些；同樣因?yàn)槿魏我粰n都要經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)，所以任何一檔的傳動(dòng)效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動(dòng)效率高。 4．變速器操縱機(jī)構(gòu) 變速器操縱機(jī)構(gòu)能讓駕駛員使變速器掛上或摘下某一檔，從而改變變速器的工作狀態(tài)。 為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足以下要求： （1）掛檔后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動(dòng)齒輪換檔時(shí)，全齒長(zhǎng)都進(jìn)入嚙合）。在振動(dòng)等條件影響下，操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。 （2）為了防止同時(shí)掛上兩個(gè)檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有互鎖裝置。 （3）為了防止在汽車前進(jìn)時(shí)誤掛倒檔，導(dǎo)致零件損壞，在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有倒檔鎖裝置。 五．萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 1．概述 在汽車傳動(dòng)系及其它系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)一些軸線相交或相對(duì)位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動(dòng)力傳遞，必須采用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。萬(wàn)向傳動(dòng)裝置一般由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還要有中間支承，主要用于以下一些位置： 1-萬(wàn)向節(jié)；2-傳動(dòng)軸；3-前傳動(dòng)軸；4-中間支承 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車（見圖 (a)）的變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間。當(dāng)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)將傳動(dòng)軸分成兩段甚至多段，并加設(shè)中間支承。 多軸驅(qū)動(dòng)的汽車的分動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)橋之間或驅(qū)動(dòng)橋與驅(qū)動(dòng)橋之間 （見圖(b)）。 由于車架的變形，會(huì)造成軸線間相互位置變化的兩傳動(dòng)部件之間。 如圖(c)所示為在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間。 采用獨(dú)立懸架的汽車的與差速器之間（見圖 (d)）。 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)車橋的差速器與車輪之間（見圖 (e)）。 汽車的動(dòng)力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中（見圖 (f)）。 2．萬(wàn)向節(jié) 萬(wàn)向節(jié)是實(shí)現(xiàn)變角度動(dòng)力傳遞的機(jī)件，用于需要改變傳動(dòng)軸線方向的位置。 （1）萬(wàn)向節(jié)的分類 按萬(wàn)向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬(wàn)向節(jié)和撓性萬(wàn)向節(jié)。剛性萬(wàn)向節(jié)又可分為不等速萬(wàn)向節(jié)（常用的為十字軸式）、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)（如雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)）和等速萬(wàn)向節(jié)（如球籠式萬(wàn)向節(jié)）三種。 （2）不等速萬(wàn)向節(jié) 十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬(wàn)向節(jié)，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。下圖所示的十字軸式萬(wàn)向節(jié)由一個(gè)十字軸，兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)叉和四個(gè)滾針軸承等組成。兩萬(wàn)向節(jié)叉1和3上的孔分別套在十字軸2的兩對(duì)軸頸上。這樣當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸既可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，又可繞十字軸中心在任意方向擺動(dòng)。在十字軸軸頸和萬(wàn)向節(jié)叉孔間裝有滾針軸承5，滾針軸承外圈靠卡環(huán)軸向定位。為了潤(rùn)滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤(rùn)滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。 十字軸萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu) 1- 套筒；2-十字軸；3-傳動(dòng)軸叉；4-卡環(huán)；5-軸承外圈；6-套筒叉 十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)由變速器的輸出軸到驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸的等角速傳動(dòng)： 1）傳動(dòng)軸兩端萬(wàn)向節(jié)叉處于同一平面內(nèi)； 2）第一萬(wàn)向節(jié)兩軸間夾角α1與第二萬(wàn)向節(jié)兩軸間夾角α2相等。 因?yàn)樵谛旭倳r(shí)，驅(qū)動(dòng)橋要相對(duì)于變速器跳動(dòng)，不可能在任何時(shí)候都有α1＝α2，實(shí)際上只能做到變速器到驅(qū)動(dòng)橋的近似等速傳動(dòng)。 在以上傳動(dòng)裝置中，軸間交角α越大，傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)越不均勻，產(chǎn)生的附加交變載荷也越大，對(duì)機(jī)件使用壽命越不利，還會(huì)降低傳動(dòng)效率，所以在總體布置上應(yīng)盡量減小這些軸間交角。 （3）準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié) 常見的準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)有雙聯(lián)式和三銷軸式兩種，它們的工作原理與雙十字軸式萬(wàn)向節(jié)實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)的原理是一樣的。 1,4-萬(wàn)向節(jié)叉；2-十字軸；3-油封；5-彈簧；6-球碗；7-雙聯(lián)叉； 8-球頭 雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)實(shí)際上是一套將傳動(dòng)軸長(zhǎng)度減縮至最小的雙十字軸式萬(wàn)向節(jié)等速傳動(dòng)裝置，雙聯(lián)叉相當(dāng)于傳動(dòng)軸及兩端處在同一平面上的萬(wàn)向節(jié)叉。在當(dāng)輸出軸與輸入軸的交角較小時(shí)，處在圓弧上的兩軸軸線交點(diǎn)離上述中垂線很近，使得α1與α2 的差很小，能使兩軸角速度接近相等，所以稱雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)為準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)。 （4）等速萬(wàn)向節(jié) 目前轎車上常用的等速萬(wàn)向節(jié)為球籠式萬(wàn)向節(jié)，也有采用球叉式萬(wàn)向節(jié)或自由三樞軸萬(wàn)向節(jié)的。 球籠式萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)見下圖。星形套7以內(nèi)花鍵與主動(dòng)軸1相連，其外表面有六條弧形凹槽，形成內(nèi)滾道。球形殼8的內(nèi)表面有相應(yīng)的六條弧形凹槽，形成外滾道。六個(gè)鋼球6分別裝在由六組內(nèi)外滾道所對(duì)出的空間里，并被保持架4限定在同一個(gè)平面內(nèi)。動(dòng)力由主動(dòng)軸1（及星形套）經(jīng)鋼球6傳到球形殼8輸出。 球籠式等速萬(wàn)向節(jié) 1- 主動(dòng)軸 2,5-鋼帶箍；3-外罩 4-保持架（球籠）6-鋼球；7-星形套（內(nèi)滾道） 8-球形殼（外滾道） 9-卡環(huán) 球籠式等速萬(wàn)向節(jié)內(nèi)的六個(gè)鋼球全部傳力，承載能力強(qiáng)，可在兩軸最大交角為42゜情況下傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，得到廣泛應(yīng)用。 3．傳動(dòng)軸及中間支承 在有一定距離的兩部件之間采用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳遞動(dòng)力時(shí)，一般需要在萬(wàn)向節(jié)之間安裝傳動(dòng)軸。若兩部件之間的距離會(huì)發(fā)生變化，而萬(wàn)向節(jié)又沒(méi)有伸縮功能時(shí)，則還要將傳動(dòng)軸做成兩段，用滑動(dòng)花鍵相連接。為減小傳動(dòng)軸花鍵連接部分的軸向滑動(dòng)阻力和摩損，需加注潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑，也可以對(duì)花鍵進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層，或是在花鍵槽內(nèi)設(shè)置滾動(dòng)元件。 1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬(wàn)向節(jié)叉；5-加油嘴；6-伸縮套； 7-滑動(dòng)花鍵槽；8-油封；9-油封蓋；10-傳動(dòng)軸管 在采用獨(dú)立懸架連接的驅(qū)動(dòng)橋上，差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)軸又稱為驅(qū)動(dòng)半軸。在工作時(shí)，差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間的距離變化是靠?jī)?nèi)側(cè)伸縮型萬(wàn)向節(jié)來(lái)適應(yīng)的。 獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)半軸型式 1-短軸；2-外側(cè)等速萬(wàn)向節(jié)；3-驅(qū)動(dòng)軸；4-內(nèi)側(cè)等速萬(wàn)向節(jié) 驅(qū)動(dòng)軸總成 傳動(dòng)軸動(dòng)平衡問(wèn)題 傳動(dòng)軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，任何質(zhì)量的偏移都會(huì)導(dǎo)致劇烈振動(dòng)。生產(chǎn)廠家在把傳動(dòng)軸與萬(wàn)向節(jié)組裝后，都進(jìn)行動(dòng)平衡。經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的傳動(dòng)軸兩端一般都點(diǎn)焊有平衡片，拆卸后重裝時(shí)要注意保持二者的相對(duì)角位置不變。 在傳動(dòng)距離較長(zhǎng)時(shí)，往往將傳動(dòng)軸分段，即在傳動(dòng)軸前增加帶中間支承的前傳動(dòng)軸。 1-變速器；2-中間支承；3-后驅(qū)動(dòng)橋；4-后傳動(dòng)軸；5-球軸承；6-前傳動(dòng)軸 當(dāng)變速器和后橋之間距離較長(zhǎng)時(shí)常使用兩段傳動(dòng)軸 傳動(dòng)軸中間支承 如圖所示為一種中間支承結(jié)構(gòu)，它實(shí)際上是一個(gè)通過(guò)支承座和緩沖墊安裝在車身（或車架）上的軸承，用來(lái)支承傳動(dòng)軸的一端。橡膠緩沖墊可以補(bǔ)償車身（或車架）變形和發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)對(duì)于傳動(dòng)軸位置的影響。 1-滾球軸承；2-中間軸承緩沖墊；3-支承座 中間軸承 六.驅(qū)動(dòng)橋 驅(qū)動(dòng)橋由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。其主要功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過(guò)降速，將增大的轉(zhuǎn)矩分配到驅(qū)動(dòng)車輪。 驅(qū)動(dòng)橋一般可分為非斷開式和斷開式兩種。 1。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋也稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋，它由驅(qū)動(dòng)橋殼1，主減速器（圖中包括6、7），差速器（圖中包括2、3、4）和半軸7組成。驅(qū)動(dòng)橋殼1由中間的主減速器殼和兩邊與之剛性連接的半軸套管組成，通過(guò)懸架與車身或車架相連。兩側(cè)車輪安裝在此剛性橋殼上，半軸與車輪不可能在橫向平面內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 輸入驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力首先傳到主減速器主動(dòng)小齒輪7，經(jīng)主減速器減速后轉(zhuǎn)矩增大，再經(jīng)差速器分配給左右兩半軸5，最后傳至驅(qū)動(dòng)車輪。 1-后橋殼；2-差速器殼；3-差速器行星齒輪；4-差速器半軸齒輪；5-半軸； 6-主減速器從動(dòng)齒輪齒圈；7-主減速器主動(dòng)小齒輪 后輪驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋的主要部件 2。斷開式驅(qū)動(dòng)橋 為了與獨(dú)立懸架相適應(yīng)，驅(qū)動(dòng)橋殼需要分為用鉸鏈連接的幾段，更多的是只保留主減速器殼（或帶有部分半軸套管）部分，主減速器殼固定在車架或車身上，這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋。為了適應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立上下跳動(dòng)的需要，差速器與車輪之間的半軸也要分段，各段之間用萬(wàn)向節(jié)連接。 1-主減速器；2-半軸；3-彈性元件；4-減振器；5-車輪；6-擺臂；7-擺臂軸 斷開式驅(qū)動(dòng)橋的構(gòu)造 具有轉(zhuǎn)向功能的驅(qū)動(dòng)橋，又稱之為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。前輪驅(qū)動(dòng)汽車的前橋都是轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。

回答者：fire_eyes2016-04-01 00:00