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變速器的作用和工作原理

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-27

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變速器的構(gòu)造和原理 1．變速器功用（1）改變傳動比，滿足不同行駛條件對牽引力的需要，使發(fā)動機盡量工作在有利的工況下，滿足可能的行駛速度要求。（2）實現(xiàn)倒車行駛，用來滿足汽車倒退行駛的需要。（3）中斷動力傳遞，在發(fā)動機起動，怠速運轉(zhuǎn)，汽車換檔或需要停車進(jìn)行動力輸出時，中斷向驅(qū)動輪的動力傳遞。 2．變速器分類（1）按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。（a）有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。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）無級式變速器:傳動比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,常見的有液力式，機械式和電力式等。（c）綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化。（2）按操縱方式劃分，變速器可以分為強制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。（a）強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。（b）自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進(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)動機的負(fù)荷信號和車速信號來控制執(zhí)行元件，實現(xiàn)檔位的變換。（c）半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動（強制）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，由執(zhí)行機構(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。它們的特點將在下面的變速器傳動機構(gòu)中介紹。變速器傳動機構(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前進(jìn)檔和一個倒檔，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)過一對齒輪就可以將輸入軸的動力傳至輸出軸，所以傳動效率要高一些；同樣因為任何一檔都要經(jīng)過一對齒輪傳動，所以任何一檔的傳動效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動效率高。 4．變速器操縱機構(gòu) 變速器操縱機構(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（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進(jìn)入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構(gòu)應(yīng)保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。（2）為了防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機構(gòu)中設(shè)有互鎖裝置。（3）為了防止在汽車前進(jìn)時誤掛倒檔，導(dǎo)致零件損壞，在操縱機構(gòu)中設(shè)有倒檔鎖裝置。五．萬向傳動裝置 1．概述在汽車傳動系及其它系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)一些軸線相交或相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞，必須采用萬向傳動裝置。萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還要有中間支承，主要用于以下一些位置： 1-萬向節(jié)；2-傳動軸；3-前傳動軸；4-中間支承發(fā)動機前置后輪驅(qū)動汽車（見圖 (a)）的變速器與驅(qū)動橋之間。當(dāng)變速器與驅(qū)動橋之間距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)將傳動軸分成兩段甚至多段，并加設(shè)中間支承。多軸驅(qū)動的汽車的分動器與驅(qū)動橋之間或驅(qū)動橋與驅(qū)動橋之間（見圖(b)）。由于車架的變形，會造成軸線間相互位置變化的兩傳動部件之間。如圖(c)所示為在發(fā)動機與變速器之間。采用獨立懸架的汽車的與差速器之間（見圖 (d)）。轉(zhuǎn)向驅(qū)動車橋的差速器與車輪之間（見圖 (e)）。汽車的動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中（見圖 (f)）。 2．萬向節(jié) 萬向節(jié)是實現(xiàn)變角度動力傳遞的機件，用于需要改變傳動軸線方向的位置。（1）萬向節(jié)的分類按萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（常用的為十字軸式）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式萬向節(jié)）和等速萬向節(jié)（如球籠式萬向節(jié)）三種。（2）不等速萬向節(jié) 十字軸式剛性萬向節(jié)為汽車上廣泛使用的不等速萬向節(jié)，允許相鄰兩軸的最大交角為150湣?00?。蠋n妓?鏡氖?種崾酵螄蚪謨梢桓鍪?種幔?礁鐾螄蚪誆婧退母齬穌脛岢械茸槌傘Ａ酵螄蚪誆?和3上的孔分別套在十字軸2的兩對軸頸上。這樣當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時，從動軸既可隨之轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。在十字軸軸頸和萬向節(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。為了潤滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu) 1- 套筒；2-十字軸；3-傳動軸叉；4-卡環(huán)；5-軸承外圈；6-套筒叉十字軸式剛性萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高的優(yōu)點，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉(zhuǎn)動。當(dāng)滿足以下兩個條件時，可以實現(xiàn)由變速器的輸出軸到驅(qū)動橋的輸入軸的等角速傳動： 1）傳動軸兩端萬向節(jié)叉處于同一平面內(nèi)； 2）第一萬向節(jié)兩軸間夾角α1與第二萬向節(jié)兩軸間夾角α2相等。因為在行駛時，驅(qū)動橋要相對于變速器跳動，不可能在任何時候都有α1＝α2，實際上只能做到變速器到驅(qū)動橋的近似等速傳動。在以上傳動裝置中，軸間交角α越大，傳動軸的轉(zhuǎn)動越不均勻，產(chǎn)生的附加交變載荷也越大，對機件使用壽命越不利，還會降低傳動效率，所以在總體布置上應(yīng)盡量減小這些軸間交角。（3）準(zhǔn)等速萬向節(jié) 常見的準(zhǔn)等速萬向節(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向節(jié)實現(xiàn)等速傳動的原理是一樣的。 1,4-萬向節(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)式萬向節(jié)實際上是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙十字軸式萬向節(jié)等速傳動裝置，雙聯(lián)叉相當(dāng)于傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節(jié)叉。在當(dāng)輸出軸與輸入軸的交角較小時，處在圓弧上的兩軸軸線交點離上述中垂線很近，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)式萬向節(jié)為準(zhǔn)等速萬向節(jié)。（4）等速萬向節(jié) 目前轎車上常用的等速萬向節(jié)為球籠式萬向節(jié)，也有采用球叉式萬向節(jié)或自由三樞軸萬向節(jié)的。球籠式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)見下圖。星形套7以內(nèi)花鍵與主動軸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。六個鋼球6分別裝在由六組內(nèi)外滾道所對出的空間里，并被保持架4限定在同一個平面內(nèi)。動力由主動軸1（及星形套）經(jīng)鋼球6傳到球形殼8輸出。球籠式等速萬向節(jié) 1- 主動軸 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) 球籠式等速萬向節(jié)內(nèi)的六個鋼球全部傳力，承載能力強，可在兩軸最大交角為420溓榭魷麓?菖ぞ兀?浣峁菇舸眨?鹱胺獎悖?玫焦惴河τ謾 3．傳動軸及中間支承在有一定距離的兩部件之間采用萬向傳動裝置傳遞動力時，一般需要在萬向節(jié)之間安裝傳動軸。若兩部件之間的距離會發(fā)生變化，而萬向節(jié)又沒有伸縮功能時，則還要將傳動軸做成兩段，用滑動花鍵相連接。為減小傳動軸花鍵連接部分的軸向滑動阻力和摩損，需加注潤滑脂進(jìn)行潤滑，也可以對花鍵進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層，或是在花鍵槽內(nèi)設(shè)置滾動元件。 1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬向節(jié)叉；5-加油嘴；6-伸縮套； 7-滑動花鍵槽；8-油封；9-油封蓋；10-傳動軸管在采用獨立懸架連接的驅(qū)動橋上，差速器與驅(qū)動輪之間的傳動軸又稱為驅(qū)動半軸。在工作時，差速器與驅(qū)動輪之間的距離變化是靠內(nèi)側(cè)伸縮型萬向節(jié)來適應(yīng)的。獨立懸架驅(qū)動半軸型式 1-短軸；2-外側(cè)等速萬向節(jié)；3-驅(qū)動軸；4-內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié) 驅(qū)動軸總成傳動軸動平衡問題傳動軸在高速旋轉(zhuǎn)時，任何質(zhì)量的偏移都會導(dǎo)致劇烈振動。生產(chǎn)廠家在把傳動軸與萬向節(jié)組裝后，都進(jìn)行動平衡。經(jīng)過動平衡的傳動軸兩端一般都點焊有平衡片，拆卸后重裝時要注意保持二者的相對角位置不變。在傳動距離較長時，往往將傳動軸分段，即在傳動軸前增加帶中間支承的前傳動軸。 1-變速器；2-中間支承；3-后驅(qū)動橋；4-后傳動軸；5-球軸承；6-前傳動軸當(dāng)變速器和后橋之間距離較長時常使用兩段傳動軸傳動軸中間支承如圖所示為一種中間支承結(jié)構(gòu)，它實際上是一個通過支承座和緩沖墊安裝在車身（或車架）上的軸承，用來支承傳動軸的一端。橡膠緩沖墊可以補償車身（或車架）變形和發(fā)動機振動對于傳動軸位置的影響。 1-滾球軸承；2-中間軸承緩沖墊；3-支承座中間軸承六.驅(qū)動橋驅(qū)動橋由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋殼等組成。其主要功用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機動力經(jīng)過降速，將增大的轉(zhuǎn)矩分配到驅(qū)動車輪。驅(qū)動橋一般可分為非斷開式和斷開式兩種。 1。非斷開式驅(qū)動橋非斷開式驅(qū)動橋也稱為整體式驅(qū)動橋，它由驅(qū)動橋殼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)作相對運動。輸入驅(qū)動橋的動力首先傳到主減速器主動小齒輪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-主減速器從動齒輪齒圈；7-主減速器主動小齒輪后輪驅(qū)動驅(qū)動橋的主要部件 2。斷開式驅(qū)動橋為了與獨立懸架相適應(yīng)，驅(qū)動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)動橋稱為斷開式驅(qū)動橋。為了適應(yīng)驅(qū)動輪獨立上下跳動的需要，差速器與車輪之間的半軸也要分段，各段之間用萬向節(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)動橋的構(gòu)造具有轉(zhuǎn)向功能的驅(qū)動橋，又稱之: 回答者：網(wǎng)友

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變速器的功用：是根據(jù)路面狀況和行駛條件變化的需要，改變汽車的行駛速度，提供合適的汽車驅(qū)動力，并能按需切斷或傳遞發(fā)動機動力，以及改變汽車動力輸出方向，實現(xiàn)倒車行駛。變速器類型很多，按操縱方式不同可分為手動變速器、自動變速器和手自一體式變速器。: 回答者：網(wǎng)友

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