畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械式四檔變速器

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1、? ? ? ? ? ? ? ? 畢　業(yè)　設(shè)　計(jì)（論文） ? 說(shuō)　明　書 ? ? ? ? 專業(yè)班次： 04機(jī)電工程　 姓 　 名：　 張曉勇　 ? ? ? ? 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ? ? ? ? ? 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ? ? 　機(jī)電　系（部）年級(jí)專業(yè)　機(jī)電工程　姓名 張曉勇 ? 設(shè)計(jì)（論文）題目： ? 機(jī)械式四檔變速器 ? ? 　　　　　　　　 ? ? ? ? ? ? 　設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)間：07年3月12日 　　　　　　　　　設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)間：07年6月10

2、日 ? ? 　　　　　　　　　　　　設(shè)計(jì)指導(dǎo)人：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　教研室主任：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　系　主　任：　　　　　　 ? ? ? ? ? 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱書 ? 題目： 機(jī)械式四檔變速器 ? 機(jī)電　系（部）年級(jí)專業(yè)04機(jī)電工程　姓名張曉勇 ? 評(píng)閱意見(jiàn)： ? ? ? ? ? ? ? 成績(jī)： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　

3、指導(dǎo)教師：　　　　　　 ? 　　　　　　　　　　　　　職　　務(wù)：　　　　　　 ? 　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日 ? ? ? ? ? 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)定書 ? ? 年級(jí)專業(yè)班級(jí)：04機(jī)電工程（1）班 姓名： 張曉勇 答辯過(guò)程 問(wèn)題提問(wèn) 回答情況 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 　　　　　　　　　記錄員： 成績(jī)?cè)u(píng)定 指導(dǎo)教師 答辯小組 綜合成績(jī) ? ? ? ? 專業(yè)答辯組組長(zhǎng)：　　　　　　 ? 　　　　　　　　　　　　年　　月　　日 ?

4、 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 機(jī)械式四檔變速器設(shè)計(jì) ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 1.? 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率級(jí)最高轉(zhuǎn)速：70KW，4200r/min; 2.? 變速器的參數(shù)選擇. （1）?? 中心距A的選擇. （2）?? 變速器軸向尺寸，四檔(3.0～3.4)A （3）?? 軸的直徑d. （4）?? 齒輪參數(shù). （5）?? 各檔齒輪齒數(shù)的分配. 3.變速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖. ? ? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 1.?????? 變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì). 2.?????? 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 3.??????

5、 軸 齒輪的加工. 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 2、總裝配圖一張。（O號(hào)） 3、組件圖一張。（1號(hào)） 4、零件圖兩張(手工繪制)。（2號(hào)） ? ? 主要參考文獻(xiàn)（資料）： ⑴ 李澄. 機(jī)械制圖. 高等教育出版社出版； ⑵ 卜炎. 機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社發(fā)行 1998.12出版 ⑶ 鄧文英. 金屬工藝學(xué). 高等教育出版.2000.7出版 ⑷ 沈養(yǎng)中. 工程力學(xué). 高等教育出版社.2003.7出版 ⑸ 屠衛(wèi)星. 汽車底盤構(gòu)造. 人民交通出版社.2001.8出版 ⑹ 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖圖冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社.2000.

6、3出版 ⑺ 張勇. 電機(jī)拖動(dòng)與控制. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2004.6出版 ⑻ 李澄、吳天生、聞百橋. 機(jī)械制圖. 高等教育出版社.2003.8出版 ⑼ 吳昌林、唐增寶、鐘毅芳.機(jī)械設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社 2001.2出版 ? ? ? ? ? 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電工程 學(xué)生 張曉勇 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 07年3月12日—07年6月10日 指導(dǎo)教師簽字

7、 日期 教研室主任審查簽字 日期 系主任批準(zhǔn)簽字 日期 ? 前 言 在大學(xué)三年生活即將過(guò)去時(shí),我接受了這項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)。這是對(duì)我三年一來(lái)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)很好的檢驗(yàn)和總結(jié),也是在我即將進(jìn)入社會(huì)以前給我的又一項(xiàng)挑戰(zhàn)。剛開(kāi)始接受這項(xiàng)設(shè)計(jì)工作時(shí),我并沒(méi)有想到會(huì)有很大的困難,因?yàn)橐郧暗脑O(shè)計(jì)任務(wù)都是針對(duì)某

8、一項(xiàng)機(jī)械進(jìn)行的專項(xiàng)的仿型設(shè)計(jì),也就是說(shuō),是有路可尋的。但這次不同,盡管自動(dòng)變速器的技術(shù)在國(guó)際上并不罕見(jiàn),但是在國(guó)內(nèi)還是一項(xiàng)幾乎空白的技術(shù)。沒(méi)有專業(yè)性的指導(dǎo)書籍,所以當(dāng)我拿到課題時(shí)真有點(diǎn)犯難。不過(guò),路都是人走出來(lái)的,我憑著對(duì)機(jī)械這門課的熱忱,在指導(dǎo)老師的幫助下,展開(kāi)了我的設(shè)計(jì)工作。 現(xiàn)代轎車裝用電子控制自動(dòng)變速器越來(lái)越普及。據(jù)統(tǒng)計(jì),在美國(guó)的90年代新車型上,作為標(biāo)準(zhǔn)件的自動(dòng)變速器裝車率已經(jīng)超過(guò)90%,日本為73%,歐洲為25%。隨著汽車產(chǎn)業(yè)國(guó)際化的逐步形成,裝有國(guó)產(chǎn)自動(dòng)變速器的轎車面世也已為期不遠(yuǎn)。 與手動(dòng)變速器比較,自動(dòng)變速器有很多的優(yōu)點(diǎn)，如：操作簡(jiǎn)單省力,提高了行車安全性及作業(yè)生產(chǎn)率。乘

9、坐舒適性好。機(jī)件的使用壽命長(zhǎng)。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件壽命提高1.5～2倍,變速器機(jī)件壽命提高2～3倍,其它零件的壽命也可提高1.5～2倍。改善了車輛的動(dòng)力性能。加速性能好提高了車輛的承載能力。排放性能好等等。 使用自動(dòng)變速器是國(guó)內(nèi)汽車發(fā)展的大趨勢(shì)，所以培養(yǎng)一批新的技術(shù)人員也是支持國(guó)家汽車工業(yè)建設(shè)的趨勢(shì)。我通過(guò)各種努力找到了一些參考資料，從中得到了參考，在借鑒前人和國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合了以前學(xué)過(guò)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、機(jī)械設(shè)計(jì)等，設(shè)計(jì)這個(gè)四檔自動(dòng)變速器的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分---行星齒輪構(gòu)造部分。 我想這樣做才能無(wú)愧于祖國(guó)和學(xué)校對(duì)我的培養(yǎng)。 我將要為我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步作出我應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

10、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 目錄 ? 摘要························································4 Abstract····················································4 變速器的簡(jiǎn)介················································5 1.變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案分析································7 2.變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析········

11、······················8 3.變速器操縱機(jī)構(gòu)··········································9 1.變速器的參數(shù)選擇··········································9 1.1 一檔齒輪齒數(shù)的確定···································10 1.2 中心距A的選擇·······································11 1.3 確定齒輪參數(shù)·········································11 1.3

12、.1 齒寬選擇·······································11 1.3.2 壓力角·········································12 1.3.3 齒輪螺旋角·····································12 1.3.4 校驗(yàn)齒輪的接觸強(qiáng)度·····························13 1.4 變速器軸向尺寸·······································14 1.5 軸的直徑··································

13、···········14 1.6 各檔齒輪齒數(shù)的分配···································14 1.6.1 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)·····················15 1.6.2 確定其他各檔的齒數(shù)·····························15 2.變速器傳動(dòng)···············································16 2.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖·············································16 2.2 同步器（簡(jiǎn)介）··

14、······································17 2.2.1 慣性式同步機(jī)···································21 2.2.2 同步器工作原理·································22 2.2.3 齒輪材料·······································22 2.2.4 齒輪材料、熱處理·······························24 2.2.5 齒輪精度等級(jí)···································24 3

15、.故障診斷與檢修···········································24 3.1 常見(jiàn)故障與檢修·······································24 3.1.1 變速器的異常聲響·······························24 3.1.2 變速器跳檔·····································25 3.1.3 掛檔困難·······································26 3.1.4 變速器亂檔··························

16、···········26 3.1.5 變速器發(fā)熱·····································27 3.1.6 變速器漏油·····································27 3.2 變速器零件的檢修·····································27 3.2.1 齒輪與花鍵的檢修·······························27 3.2.2 軸的檢修·······································27 3.2.3 鎖環(huán)

17、式變速器的檢修·····························28 4.變速器的潤(rùn)滑·············································28 4.1 潤(rùn)滑的功用···········································28 4.2 潤(rùn)滑的基本知識(shí)·······································28 4.3 變速器潤(rùn)滑油·········································29 4.4 變速器潤(rùn)滑系統(tǒng)···················

18、····················29 4.5 變速器零件的清洗·····································29 5.變速器的裝配·············································30 5.1 變速器裝配注意事項(xiàng) ··································30 5.2 變速器總成的裝配 ····································31 5.3 中間軸后軸承間隙調(diào)整方法·····························31 英文說(shuō)明

19、···················································32 參考文獻(xiàn)···················································33 致 謝···················································34 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 摘 要 變速器是汽車傳動(dòng)系中最主要的部件之一。變速箱由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要作用是改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向；操縱機(jī)構(gòu)的主要作

20、用是控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變速器傳動(dòng)比的變換，即實(shí)現(xiàn)換檔，以達(dá)到變速變距。 ? 關(guān)鍵字：變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、變速操縱機(jī)構(gòu)、齒輪 ? ? Abstract Become soon box form become to spread to move the organization and become soon to manipulate the organization two parts to constitute soon. Main function that becom

21、es to spread to move the organization soon is the change turns the and turn soon of the number and the direction; The main function that manipulates the organization is a control to spread to move the organization, carry out the transformation that the gearbo

22、x spreads to move the ration, then the realization shift gear, to attain to become to change the soon. ? Keywords: Variable-speed control mechanism， speed change control Mechanism,gear. ? ? ? ? ? ? 變速器簡(jiǎn)介 我們知道，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速下能夠達(dá)到最好的狀態(tài)，此時(shí)發(fā)出的功率比較大，燃油經(jīng)濟(jì)性也比較好。因此，我們希望

23、發(fā)動(dòng)機(jī)總是在最好的狀態(tài)下工作。但是，汽車在使用的時(shí)候需要有不同的速度，這樣就產(chǎn)生了矛盾。這個(gè)矛盾要通過(guò)變速器來(lái)解決。 變速器是傳動(dòng)系中重要總成之一，其功用是：①改變傳動(dòng)比。根據(jù)汽車行駛阻力的變化，改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳給驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和力矩，以滿足汽車在各種行駛條件下的需要。②使汽車能倒向行駛。在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，利用變速器的倒檔使汽車具有倒車能力。③切斷動(dòng)力傳動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火的前提下利用變速器空檔中斷動(dòng)力傳遞，以便汽車能夠起動(dòng)、怠速、停車、滑行、換檔。 汽車變速器的作用用一句話概括，就叫做變速變扭，即增速減扭或減速增扭。為什么減速可以增扭，而增速又要減扭呢？設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率不變，功率可

24、以表示為N=wT,其中w是轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，T是扭矩。當(dāng)N固定的時(shí)候，w與T是反比的。所以增速必減扭，減速必增扭。汽車變速器齒輪傳動(dòng)就是根據(jù)變速變扭的原理，分成各個(gè)檔位對(duì)應(yīng)不同的傳動(dòng)比，以適應(yīng)不同的運(yùn)行狀況。 一般的手動(dòng)變速器內(nèi)設(shè)置輸入軸、中間軸和輸出軸，又稱三軸式，另外還有倒檔軸。三軸式是變速器的主體結(jié)構(gòu)，輸入軸的轉(zhuǎn)速也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，輸出軸轉(zhuǎn)速則是中間軸與輸出軸之間不同齒輪嚙合所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速。不同的齒輪嚙合就有不同的傳動(dòng)比，也就有了不同的轉(zhuǎn)速。我們所設(shè)計(jì)的手動(dòng)變速器，它的傳動(dòng)比分別是：1檔3.545：1；2檔2.105：1；3檔1.429：1；4檔1：1。 如圖所示： ? 當(dāng)汽車啟動(dòng)

25、司機(jī)選擇1檔時(shí)，拔叉將1/2檔同步器向后結(jié)合1檔齒輪并將它鎖定輸出軸上，動(dòng)力經(jīng)輸入軸、中間軸和輸出軸上的1檔齒輪，1檔齒輪帶動(dòng)輸出軸，輸出軸將動(dòng)力傳遞到傳動(dòng)軸上。典型1檔變速器齒輪傳動(dòng)軸是3.545：1，也就是說(shuō)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)3.5圈，輸出軸轉(zhuǎn)1圈。 當(dāng)汽車增速司機(jī)選擇2檔時(shí)，拔叉將1/2檔同步器與1檔分離后接合2檔齒輪并鎖定輸出軸上，動(dòng)力傳遞路線相似，所不同的是輸出軸上的1檔齒輪換成2檔齒輪帶動(dòng)輸出軸。典型2檔變速齒輪傳動(dòng)比是2.105：1，輸入軸轉(zhuǎn)2圈，輸出軸轉(zhuǎn)1圈，比1檔轉(zhuǎn)速增加，扭矩降低。 當(dāng)汽車增速司機(jī)選擇3檔時(shí)，拔叉將1/2檔同步器回到空檔位置，又使3

26、/4檔同步器移動(dòng)直至將3檔齒輪鎖定在輸出軸上，使動(dòng)力可以從輸入軸-中間軸-輸出軸上的3檔變速齒輪，通過(guò)3檔變速齒輪帶動(dòng)輸出軸。典型3檔傳動(dòng)比是1.5：1，輸入軸轉(zhuǎn)1.5圈，輸出軸轉(zhuǎn)1圈是進(jìn)一步的增速。 如圖所示： 當(dāng)汽車加油增速司機(jī)選擇4檔時(shí)，拔叉將3/4檔同步器脫離3檔齒輪直接與輸入軸主動(dòng)齒輪接合，動(dòng)力直接從輸入軸傳遞到輸出軸，此時(shí)傳動(dòng)比1：1，即輸出軸與輸入軸轉(zhuǎn)速一樣。由于動(dòng)力不經(jīng)中間軸，又稱直接檔，該檔傳動(dòng)比的傳動(dòng)效率最高。汽車多數(shù)運(yùn)行時(shí)間都用直接檔以達(dá)到最好的燃料經(jīng)濟(jì)性。 換檔時(shí)要先進(jìn)入空檔，變速器處于空檔時(shí)變速齒輪沒(méi)有鎖定在輸出軸上，它們不能帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，沒(méi)有動(dòng)力輸出。 一

27、般汽車手動(dòng)變速器傳動(dòng)比主要分上述1-4檔，通常設(shè)計(jì)者首先確定最低（1檔）與最高（4檔）傳動(dòng)比后，中間各檔傳動(dòng)比一般按等比級(jí)數(shù)分配。 倒檔時(shí)輸出軸要向相反的方向旋轉(zhuǎn)。如果一對(duì)齒輪嚙合時(shí)大家反向旋轉(zhuǎn)，中間加上一個(gè)齒輪就會(huì)變成同向旋轉(zhuǎn)。利用這個(gè)原理，倒檔就要添加一個(gè)齒輪做“媒介”，將軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向掉轉(zhuǎn)，因此就有了一根倒檔軸。倒檔軸獨(dú)立裝在變速器殼內(nèi)，與中間軸平行，當(dāng)軸上齒輪分別與中間軸齒輪和輸出軸齒輪嚙合時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)向會(huì)相反。 通常倒檔用的同步器也控制1檔的接合，所以1檔與倒檔位置是在同一側(cè)的。由于有中間齒輪，一般變速器倒檔傳動(dòng)相近與1檔傳動(dòng)比。 從駕駛平順性考慮，變速器檔位越多越好，檔位多相鄰

28、檔間的傳動(dòng)比的比值就變化小，換檔容易而且平順。但檔位多的缺點(diǎn)就是變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，現(xiàn)在輕型汽車變速器一般是4-5檔。同時(shí)，變速器傳動(dòng)比都不是整數(shù)，而且都是帶小數(shù)點(diǎn)的，這是因?yàn)閲Ш淆X輪的齒數(shù)不是整倍數(shù)所致，輪齒數(shù)是整倍數(shù)就會(huì)導(dǎo)致兩齒輪嚙合面磨損不均勻，使得輪齒表面質(zhì)量產(chǎn)生較大的差異。 變速器的功用是在不同的使用條件下，改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速，使汽車得到不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。此外，應(yīng)保證汽車能倒退行使或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系保持分離。需要時(shí)還應(yīng)有動(dòng)力輸出的功能。 為保證變速器具有良好的工作性能，對(duì)變速器提出如下基本要求： 1）? 應(yīng)正確選

29、擇變速器的檔數(shù)和傳動(dòng)比，保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)； 2）? 設(shè)置空檔和倒檔，保證發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪能長(zhǎng)期分離，使汽車能進(jìn)行倒退行使； 3）? 換檔迅速、省力，以便縮短加速時(shí)間并提高汽車動(dòng)力性能；目前有發(fā)展自動(dòng)、半自動(dòng)和電子操縱機(jī)構(gòu)的趨勢(shì)； 4）? 工作可靠。汽車行使過(guò)程中，變速器不得有跳檔、亂檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； 此外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足效率高、噪音低、體小質(zhì)輕、制造容易、成本低等要求。 ? 變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成 ? 1.變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案分析 根據(jù)前進(jìn)擋數(shù)的不同，變速器有三、四、五和多檔幾種。根據(jù)軸的形式不同分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩大類。而前者分為兩軸式、

30、中間軸式、兩中間軸式和多中間軸式變速器。 固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，中間軸式變速器 多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輪廓尺寸小，布置方便，中間擋位傳動(dòng)效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接擋，所以在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，且易損壞。此外，受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一擋速比不可能設(shè)計(jì)得很大。 發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)轎車的兩軸式變速器傳動(dòng)方案，其特點(diǎn)是：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器采用弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪，發(fā)

31、動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則采用圓柱齒輪；多數(shù)方案的倒檔傳動(dòng)常用滑動(dòng)齒輪，其他擋位均用常嚙合齒輪傳動(dòng)；各檔的同步器多數(shù)裝在輸入軸的后端。 中間軸式四、五、六擋變速器傳動(dòng)方案。它們的共同特點(diǎn)是：變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接擋。使用直接擋，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訐醯睦寐矢哂谄渌鼡跷?，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中

32、心距）不大的條件下，一擋仍然有較大的傳動(dòng)比；擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪（一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或嚙合套換擋，還有各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。再除直接擋以外的其他擋位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。在擋數(shù)相同的條件下，各種中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對(duì)數(shù)，換擋方式和到檔傳動(dòng)方案上有差別。 2.變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析 1.齒輪型式 變速器分斜齒和直齒圓柱齒輪。斜齒圓柱齒輪雖然制造時(shí)復(fù)雜、工作時(shí)有軸向力，但因其使用壽命

33、長(zhǎng)、噪音小而仍然得到廣泛的使用。直齒圓柱齒輪用于低檔和倒檔。 2.換檔結(jié)構(gòu)型式 變速器換檔結(jié)構(gòu)型式有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套、同步器等三種。 汽車行駛時(shí)各檔齒輪有不同的角速度，因此用軸向滑動(dòng)齒輪方法換檔，會(huì)在齒輪端面產(chǎn)生沖擊，并伴有噪音。這使齒輪端面磨損加劇并過(guò)早損壞。同時(shí)使駕駛員精神緊張，而換檔時(shí)的噪音又使汽車的舒適度減低。只有駕駛員用熟練的技術(shù)，使齒輪換檔時(shí)無(wú)沖擊，才能克服上述缺點(diǎn)。但是，該瞬間駕駛員注意力被分散，影響行使安全性。因此盡管這種換檔方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。除一檔、倒檔外已很少使用。 由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪嚙合狀態(tài)，所以可用嚙合套換檔。這時(shí)，因同時(shí)承

34、受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，而輪齒又不參與換檔。它們都不會(huì)過(guò)早損壞，但不能消除換擋沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的慣性力矩增大。因此，這種換檔方法，目前只在某些要求不高的檔位大貨車變速器上使用。 使用同步器能保證迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲換檔，而與操作技術(shù)熟練程度無(wú)關(guān)，從而提高汽車的加速性、經(jīng)濟(jì)性、和行駛安全性。同上述兩種換檔方法比較，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大、同步環(huán)使用壽命較短等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛的應(yīng)用。 軸承形式 過(guò)去，變速器軸的支撐廣泛用滾珠軸承。近來(lái)，變速器的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是增大其轉(zhuǎn)遞功率與質(zhì)量之比

35、，并要求它有更大的容量和更好的性能，而上述軸承型式已不能滿足對(duì)變速器可靠性和壽命提出的要求，故使用圓錐滾柱軸承的增多。 3.其他問(wèn)題 因?yàn)樽兯倨髟诘蜋n工作時(shí)有較大的力，所以典型的中間軸式變速器的低檔，布置在靠近后支撐處，然后按照從低檔到高檔順序不止各檔位齒輪。這樣做既能使軸有足夠大的剛性，有能保證容易裝配。多數(shù)情況下，中間軸和第二軸及凄傷的零部件是通過(guò)變速器殼體上方孔口設(shè)計(jì)在變速器殼替下方或者側(cè)面。第一軸上的齒輪外徑，應(yīng)該比殼體前壁軸承孔的尺寸小，因?yàn)樗?jīng)過(guò)該孔裝。 變速器整體結(jié)構(gòu)剛性與軸和殼體的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。對(duì)于典型的中間軸式變速器，通過(guò)控制軸的長(zhǎng)度既控制檔數(shù)，可以作到有足夠的

36、剛性。通常殼體是整體的，有些地方設(shè)計(jì)有加強(qiáng)筋。殼體前或后壁軸承孔之間的連接部分應(yīng)當(dāng)留有足夠的尺寸。內(nèi)裝操縱機(jī)構(gòu)的變速器蓋，用螺栓固定到殼體上，裝配后的變速器結(jié)構(gòu)剛度，還與該螺栓的扭緊程度有關(guān)。 3.變速器操縱機(jī)構(gòu) 1、變速器的操作結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足如下主要要求：為了在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠地工作，對(duì)其操縱機(jī)構(gòu)提出一下要求： 1）變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)防止變速器自動(dòng)脫檔，并保證齒輪（或接合齒圈）一全齒寬嚙合。 2）變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)防止變速器同時(shí)掛入兩個(gè)檔位。 3）變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)防止變速器誤掛到檔 依靠手力換檔的變速器成為手動(dòng)變速器稱為手動(dòng)變速器。是最簡(jiǎn)單的換檔方案，已得到廣泛的應(yīng)

37、用。其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各檔同一組用一組自鎖裝置，因而使操作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化。 2、遠(yuǎn)距離操縱 受總布置限制，有些車輛變速器距駕駛員坐椅較遠(yuǎn)，此外，換檔時(shí)力需通過(guò)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換檔功能，這種手動(dòng)換檔稱為遠(yuǎn)距離操縱變速器。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在撞車時(shí)直接駕駛員的安全，故新車設(shè)計(jì)中這種結(jié)構(gòu)已不多見(jiàn)。 3、 自鎖裝置的作用是：防止自動(dòng)脫檔，并保證輪齒以全齒寬嚙合； 互鎖裝置的作用是：防止同時(shí)換入兩個(gè)檔位； 倒檔鎖的作用是：防止誤掛倒檔。 ? 1變速器主要參數(shù)選擇 ? 1.1一檔齒輪齒數(shù)的確定 設(shè)計(jì)轎車四檔變速器，已知：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率p=70千瓦，轉(zhuǎn)速n=4200r/min，載荷

38、平穩(wěn)，可靠性一般。 確定一檔齒輪齒數(shù)： 一檔傳動(dòng)比 ? = 取中間軸一檔的齒數(shù) 轎車中間軸式變速器一檔傳動(dòng)比 =3.5～3.8時(shí)，貨車在12～17個(gè)齒之間選用。由于所設(shè)計(jì)為一般輕形轎車，載荷平穩(wěn)、可靠性要求一般。所以選擇一檔齒輪傳動(dòng)比 =3.6、一檔主齒輪齒數(shù)Z8=15。 取變速器模數(shù)m 選取齒輪模數(shù)，要保證齒輪有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)兼顧它對(duì)噪聲和質(zhì)量的影響。減少模數(shù)，增加齒寬會(huì)使噪音減低，反之則能減輕變速器質(zhì)量。 減低噪音對(duì)轎車有較大意義，減輕質(zhì)量對(duì)貨車比較重要。 直齒輪模數(shù)m與彎曲應(yīng)力σω之間有如下關(guān)系：

39、 m= = =2.43 （取k=1） = =79583.3 =9.55 式中 ——計(jì)算載荷; ——摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同，對(duì)彎曲應(yīng)力影響也不同；主動(dòng)齒輪 =1.1，被動(dòng)齒輪 =0.9； ——應(yīng)力集中系數(shù)，可以近似取 =1.65； Z——齒輪系數(shù)； ——齒寬系數(shù)； Y——齒形系數(shù)； σω——彎曲應(yīng)力，當(dāng)計(jì)算載荷 取

40、作發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)； 一檔倒直齒輪許用彎曲應(yīng)力在400~850N/ ，貨車可取下數(shù)。 所取模數(shù)值應(yīng)符合JB111-60規(guī)定的值，所以取模數(shù)m=2.43 ? 1.2中心距A的選擇 要選中心距（A為mm）時(shí)，可根據(jù)下式計(jì)算： A=k =9.0 =73.7mm =9.55 3.6 0.96 =9.55 3.6 0.96

41、 =550.08N m =9.55 式中k—中心系數(shù)。對(duì)轎車k=8.9～9.3，對(duì)多檔主變速k=9.5～11； —變速器器在一檔，第二軸輸出的轉(zhuǎn)矩，其值為 = —發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； i—變速器一檔傳動(dòng)比； —變速器轉(zhuǎn)動(dòng)效率，取0.96 轎車變速器的中心距在65～80mm范圍內(nèi)變化。 計(jì)算一檔從動(dòng)齒輪齒數(shù) = =59 必須取為整數(shù)， =59

42、 =59-15 =44 1.3確定齒輪參數(shù) ? 1.3.1 齒寬選擇 齒寬應(yīng)滿足既能減輕變速器質(zhì)量，同時(shí)又能保證齒輪工作平穩(wěn)的要求。齒寬太小，會(huì)使齒輪的工作應(yīng)力過(guò)大。為了使工作應(yīng)力不過(guò)大，必須增加中心距，結(jié)果又使變速器的質(zhì)量增加。而且斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，也會(huì)因齒寬的減小，但這又使軸承承受的軸向力增加。齒寬也不宜大因?yàn)檫@會(huì)增加變速器的軸向尺寸。如果保持相同的用材量就必須減小中心距，結(jié)果會(huì)增大作用在軸承上的載荷，減低軸的剛度和減小軸承外座圈尺寸。 通常

43、根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來(lái)選定齒寬： 直齒b= m, 可取為4.5～8.0 斜齒b= ， 可取為6.0～8.5 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)可取大些，使接觸長(zhǎng)度增加，接觸應(yīng)力減低，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。 =5 2.4 =12 1.3.2壓力角 工作時(shí)要求轎車變速器齒輪有較小的噪音，因此高檔齒輪采用14.5°、15°、16°、16.5°等較小壓力角才更合理。為提高中、重型汽車倒檔齒輪的承載能力，應(yīng)采用22.5°或25°壓力角齒輪。實(shí)際上因

44、國(guó)家規(guī)定的齒輪標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20°，所以變速器齒輪普遍的壓力角為20°， =20°。 1.3.3齒輪螺旋角 為減小工作噪音和提高強(qiáng)度，汽車變速器齒輪多數(shù)用斜齒輪，只有倒檔齒輪以及貨車的一檔齒輪才用直齒齒輪。 選擇時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題： 首先，增大 時(shí)、使齒輪嚙合的重合系數(shù)增加、工作平穩(wěn)、噪聲減低。 隨著 的增大，齒輪的強(qiáng)度也相應(yīng)的提高，不過(guò)當(dāng)螺旋角大于30°時(shí)，其彎曲強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍然繼續(xù)上升，因此從提高低檔齒輪的彎曲強(qiáng)度出發(fā)，并不希望 過(guò)大，而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，可選取較大的 值。 其次，斜齒輪傳遞時(shí)要產(chǎn)生軸向力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力與中間軸上的軸向力平衡，故中間軸上全部齒

45、輪的螺旋方向應(yīng)一律做成右旋，而第一、第二軸上的斜齒輪取左旋，其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。 斜齒輪螺旋角可在下面提供的范圍選用： 轎車變速器： 中間軸變速器···················22°~34° 兩軸變速器·····················20°~25° 貨車變速器·····················18°~26° 1.3.4校驗(yàn)齒輪的接觸強(qiáng)度 輪齒的接觸應(yīng)力按下式算： =0.148 =1250（N/ ） (E=1.76 ) ?

46、 =2 =4244N ? d=mz =2.43 15 =37mm ? =1/2 =1/2 9.55 70/4200 =79583.3N·mm ?

47、 F = =4244/ =4519.7N ? = =1/2 59 =10.1mm ? = =1/2 2.43 44 =19.2mm 式中

48、 — 齒輪的接觸應(yīng)力； F —齒面上的法向力，F(xiàn) = ; —圓周力， =2 ; —刀具載荷； d —節(jié)圓直徑； —節(jié)點(diǎn)處壓力角； —螺旋角； E—齒輪材料的彈性模量； B—齒輪接觸的實(shí)際寬度； 主被動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑，對(duì)直齒輪: = , = ; —主動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑； —被動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑。 ? ? ? ? 齒輪 滲碳齒輪 氰化齒輪 一檔和倒檔 1900～2000 950～1000 常嚙合和高檔 1300～1400 650～700 ? 1.4變速器軸向尺寸 貨車變速器殼體的軸

49、向尺寸與檔數(shù)有關(guān)，可參照下列數(shù)據(jù)選用： 四檔 （2．2～2．7）A 五檔 （2．7～3．0）A 六檔 （3．2～3．5）A 轎車四檔變速器軸向尺寸為（3．0～3．4）A。 1．5 軸的直徑 變速器的軸必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。工作時(shí)它們除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來(lái)自齒輪作用的徑向力，如果是斜齒輪還有軸向力。在這些力的作用下，軸的剛度不足會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，結(jié)果破壞了齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和耐磨性均有不利影響。還會(huì)增加工作噪聲。 中間軸是變速器的第二軸和中間軸中部直徑d≈0.45A； 第一軸花鍵部分直徑按d=k 選 d=k

50、 =4 =21.69mm 式中k 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) k=4～4.6; -發(fā)電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 第二軸和中間軸中部直徑 d≈0.45A ≈0.45×73.7 ≈33mm ? ? 1.6各檔齒輪齒數(shù)的分配 ? （圖一） ? 1.6.1確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)

51、 常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一檔齒輪的中心距相等， A= ( ) 解得： =26 =31 1.6.2 確定其他各檔的齒數(shù) 二檔齒輪是斜齒輪，螺旋角 與常嚙合齒輪的不同：取 =22，?=2．105； 解得： 三檔齒輪的齒數(shù)：取

52、 解得： 確定倒檔齒輪齒數(shù)： 一檔、倒檔齒輪常選用相同的模數(shù)。倒檔齒輪 的齒數(shù)，一般在21～17之間，可選倒檔齒輪齒數(shù) =22可計(jì)算出中間軸與倒檔軸的中心距 ： 40 為了保證倒檔齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪8和9的齒頂圓之間應(yīng)保持0．5mm以上的面間隙。 2 變 速 器 傳 動(dòng) 2.1 變速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 ? ? 2.2 同步器簡(jiǎn)介 同步器能實(shí)現(xiàn)迅速

53、和無(wú)噪音聲換檔，換檔時(shí)又能避免嚙合套端部受到損壞，并使操縱輕便，所以近代的汽車變速器，除轎車的倒檔和貨車的一檔、倒檔以外，其它檔位多數(shù)都裝用同步器。 為什么要采用同步器？以下圖所示兩軸變速器三、四檔間換檔過(guò)程為例(并假設(shè)在換檔機(jī)構(gòu)中只有接合套而無(wú)同步環(huán)) 從結(jié)構(gòu)圖中可以看出，輸出軸三擋齒輪6與輸入軸三檔齒輪2的齒數(shù)之比（z6/z2）大于輸出軸四擋齒輪5與輸入軸四擋齒輪4 的齒數(shù)之比（z5/z4）。由相互嚙合傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速與齒數(shù)關(guān)系（n2/n6=z6/z2，n4/n5=z5/z4），可以得出齒輪2與齒輪6轉(zhuǎn)速之比（n2/n6）大于輸入軸四擋齒輪4與輸出軸四擋齒輪5 轉(zhuǎn)速之比（n4/n5）的結(jié)

54、論。而輸出軸三擋齒輪6與齒輪5的轉(zhuǎn)速又是一樣的（n6=n5），所以在傳動(dòng)過(guò)程中，齒輪2轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)比齒輪4轉(zhuǎn)速高，即n2>n4。 當(dāng)變速器從低速檔（三檔）換人高速檔（四檔）時(shí)，首先要踩離合器踏板，使離合器分離，接著通過(guò)變速桿等將接合套3右移，進(jìn)入空檔位置。在接合套3與齒輪2剛分離這一時(shí)刻，兩者轉(zhuǎn)速還是相等的，即n3=n2。而n2>n4，由此可以得出n3>n4，即接合套3的轉(zhuǎn)速大于齒輪4轉(zhuǎn)速的結(jié)論。這時(shí)如果立即把接合套3推向齒輪4上接合齒圈，就會(huì)發(fā)生打齒現(xiàn)象。 此時(shí)，由于變速器處于空檔，接合套和齒輪之間沒(méi)有聯(lián)系，離合器從動(dòng)盤又與發(fā)動(dòng)機(jī)脫離，所以接合套與齒輪的轉(zhuǎn)速都在分別逐漸降低。 因?yàn)辇X輪與齒

55、輪、輸出軸、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)橋、行駛系以及整個(gè)汽車聯(lián)系在一起，慣性很大，所以n4下降較慢；而接合套只與輸入軸和離合器從動(dòng)盤相聯(lián)系，慣性很小，故n3下降較快。 因?yàn)閚3原先大于n4，n3下降得又比n4快，所以過(guò)一會(huì)兒后，必然會(huì)有n3＝n4（同步）的情況出現(xiàn)。最好能在n3＝n4的時(shí)刻使接合套右移而掛入四檔。 與接合套聯(lián)系的一系列零件的慣性越小，則n3下降得越快，達(dá)到同步所需時(shí)間越少，并且在同樣速度差的情況下，齒間的沖擊力也小，因此離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小一些。 當(dāng)變速器從高速檔（四檔）換人低速檔（三檔）時(shí)，剛從四檔推到空檔的接合套與齒輪的轉(zhuǎn)速相同，即n3＝n4，同時(shí)又有n2>n4，

56、所以n2>n3。進(jìn)入空檔后，由于n3下降得比n2快，所以在接合套停下來(lái)之前，隨著時(shí)間的推移，兩者（n2與n3）差值將越來(lái)越大。為了使接合套3與齒輪2的轉(zhuǎn)速達(dá)到相同，駕駛員應(yīng)在此時(shí)重新接合離合器，同時(shí)踩一下加速踏板，使變速器輸入軸及接合套3的轉(zhuǎn)速高于齒輪2轉(zhuǎn)速（動(dòng)畫子步驟（6）），即n3>n2，然后再分離離合器，等待片刻，到n3＝n2時(shí)，即可讓接合套3與齒輪2上接合齒圈相接合，從而掛入三檔。 上述相鄰檔位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該采取不同操作步驟的道理同樣適用于移動(dòng)齒輪換檔的情況，只是前者的待接合齒圈與接合套的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度要求一致，而后者的待接合齒輪嚙合點(diǎn)的線速度要求一致，但所依據(jù)的速度分析原理是一樣的。

57、 以上變速器的換檔操作，尤其是從高檔向低檔的換檔操作比較復(fù)雜，而且很容易產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊。為了簡(jiǎn)化操作，并避免齒間沖擊，可以在換檔裝置中設(shè)置同步器。 同步器有常壓式，慣性式和自行增力式等種類。 慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。 ? 轎車和輕、中型貨車的變速器廣泛采用鎖環(huán)式慣性同步器，其細(xì)部結(jié)構(gòu)多種多樣, 但工作原理是一樣的?；ㄦI轂7與第二軸用花鍵連接，并用墊片和卡環(huán)作軸向定位。在花鍵轂兩端與齒輪1和4之間，各有一個(gè)青銅制成的鎖環(huán)（也稱同步環(huán)）9和5。鎖環(huán)上有短花鍵齒圈，花鍵齒的

58、斷面輪廓尺寸與齒輪 1，4及花鍵轂 7上的外花鍵齒均相同。在兩個(gè)鎖環(huán)上，花鍵齒對(duì)著接合套8的一端都有倒角（稱鎖止角），且與接合套齒端的倒角相同。鎖環(huán)具有與齒輪1和4上的摩擦面錐度項(xiàng)同的內(nèi)錐面，內(nèi)錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后破壞油膜，增加錐面間的摩擦。三個(gè)滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三個(gè)軸向槽11內(nèi)，并可沿槽軸向滑動(dòng)。在兩個(gè)彈簧圈6的作用下，滑塊壓向接合套，使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空檔定位作用?；瑝K2的兩端伸入鎖環(huán)9和5的三個(gè)缺口12中。只有當(dāng)滑塊位于缺口12的中央時(shí)，接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。 如下圖所示： 1、4-齒輪 2-滑塊 3-撥差 5、

59、9-鎖環(huán) 6-彈簧圈 7-花鍵轂 8-接合套10-凹槽 11-軸向槽 12-缺口 在掛三檔時(shí)，用撥叉3撥動(dòng)接合套8并帶動(dòng)滑塊2一起向左移動(dòng)。當(dāng)滑塊左端面與鎖環(huán)9的缺口12的端面接觸時(shí)，便推動(dòng)鎖環(huán)9壓向齒輪1，使鎖環(huán)9的內(nèi)錐面壓向齒輪1的外錐面。由于兩錐面具有轉(zhuǎn)速差（n1＞n9），所以一接觸便產(chǎn)生摩擦作用。齒輪1即通過(guò)摩擦作用帶動(dòng)鎖環(huán)相對(duì)于接合套超前轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，直到鎖環(huán)9的缺口12與滑塊的另一側(cè)面,接觸時(shí)，鎖環(huán)便與接合套同步轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，接合套的齒與鎖環(huán)的齒錯(cuò)開(kāi)了約半個(gè)齒厚，從而使接合套的齒端倒角面與鎖環(huán)相應(yīng)的齒端倒角面正好互相抵觸而不能進(jìn)入嚙合。 當(dāng)變速器由二檔換入三檔（直接

60、檔）時(shí)，接合套8從二檔退到空檔，齒輪1和接合套 8連同鎖環(huán)9都在其本身及其所聯(lián)系的一系列運(yùn)動(dòng)件的慣性作用下，繼續(xù)沿原方向（如下圖中箭頭所示）旋轉(zhuǎn)。 D－C3－16(b齒端受力) 駕駛員的換檔操縱力通過(guò)接合套作用于鎖環(huán)的鎖止角斜面上，在此斜面上產(chǎn)生的法向壓力為N。法向壓力N可分解為軸向力F1和切向力F2。切向力F2所形成的力矩M2有使鎖環(huán)相對(duì)于接合套向后（用箭頭指示M2）轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，稱為撥環(huán)力矩。軸向力 Fl則使齒輪1 通過(guò)摩擦錐面對(duì)鎖環(huán)9作用一與轉(zhuǎn)動(dòng)方向同向摩擦力矩M1（用箭頭指示M1）。這一摩擦力矩M1阻止鎖環(huán)相對(duì)接合套向后退轉(zhuǎn)。 如果撥環(huán)力矩M2大于摩擦力矩M1，則鎖環(huán)9即可相對(duì)于接

61、合套向后退轉(zhuǎn)一個(gè)角度，以便二者進(jìn)入接合；若M2＜M1（此時(shí)還有滑塊對(duì)鎖環(huán)缺口一側(cè)的阻擋作用），則二者相對(duì)位置不變，不可能進(jìn)入接合。在設(shè)計(jì)同步器時(shí)，適當(dāng)?shù)剡x擇鎖止角和摩擦錐面的錐角，便能保證在達(dá)到同步（n1=n9）之前，齒輪1施加在鎖環(huán)9上的摩擦力矩M1總是大于切向力F2形成的撥環(huán)力矩M2，不論駕駛員通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)加在接合套上的軸向推力有多大，接合套齒端與鎖環(huán)齒端總是互相抵觸而不能接合。 鎖環(huán)9對(duì)接合套的鎖止作用是由于上述摩擦力矩M1造成的。因?yàn)榇四Σ亮氐淖饔门c鎖環(huán)9（及與之連接的接合套8、花鍵轂7、變速器輸出軸及整個(gè)汽車等）和齒輪1（及與之連接的離合器從動(dòng)部分和變速器內(nèi)部分齒輪）兩部分的轉(zhuǎn)動(dòng)

62、慣性有關(guān)，故稱此種同步器為"慣性式"同步器。 D－C3－16(C)(D) 應(yīng)加動(dòng)畫 繼續(xù)加力于接合套上，摩擦作用使齒輪1與鎖環(huán)9轉(zhuǎn)速很快趨于一致，緊接著兩者間的相互轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)也迅速降低，摩擦力矩M1也相應(yīng)迅速降低。當(dāng)撥環(huán)力矩M2大于摩擦力矩M1時(shí)，便使鎖環(huán)相對(duì)于接合套向后退轉(zhuǎn)一個(gè)角度。在鎖環(huán)的摩擦帶動(dòng)下，齒輪1及與之相連的所有零件跟鎖環(huán)一起相對(duì)于接合套向后退轉(zhuǎn)一個(gè)角度。當(dāng)滑塊對(duì)正缺口12的中央時(shí),接合套花鍵齒圈與鎖環(huán)的花鍵齒圈不再抵觸，接合套8繼續(xù)左移，而與鎖環(huán)的花鍵齒圈進(jìn)入接合狀態(tài)，鎖環(huán)的鎖止作用即行消失。 接合套與鎖環(huán)接合后，軸向力F1不再存在，錐面間的摩擦力矩也就消失。如果此時(shí)接合套

63、8花鍵齒與齒輪1的花鍵齒發(fā)生抵觸（見(jiàn)圖D－C3－16(C)），則接合套8花鍵齒作用在齒輪1花鍵齒端斜面上有切向分力，使齒輪1及其相連零件相對(duì)于鎖環(huán)及接合套轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使接合套與齒輪l進(jìn)入接合（見(jiàn)圖D－C3－16(d)），而最后完成了換入三檔（由低速檔換入高速檔）的全過(guò)程。 如果是由三檔（直接檔）換入二檔（由高速檔換入低速檔），上述過(guò)程也適用。但此時(shí)齒輪4是被加速到與鎖環(huán)5（亦即與接合套8）同步，從而使接合套8先后與鎖環(huán)5及齒輪4進(jìn)入嚙合而完成換檔過(guò)程。 常壓式同步器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但又不能保證被嚙合件在同步狀態(tài)（即角速度相等）下?lián)Q檔的缺點(diǎn)，故僅在少數(shù)重型汽車上得到應(yīng)用，而在大多數(shù)變速器中得

64、到廣泛應(yīng)用的是慣性式同步器。同步器作為一種換檔裝置，是在接合套換檔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，起功用是使接合套與待接合的齒輪二者之間迅速達(dá)到同步，并阻止二者在同步前進(jìn)入嚙合，從而可消除換檔時(shí)的沖擊，縮短換檔時(shí)間，簡(jiǎn)化換檔過(guò)程，使換檔操縱作簡(jiǎn)捷而輕便。 2.2.1慣性式同步器 按結(jié)構(gòu)分，慣性式同步器有鎖銷式、滑塊式、鎖環(huán)式、多片式和多錐式幾種。雖然它們結(jié)構(gòu)不同，但是它們都有摩擦元件和鎖止元件。 摩擦元件是同步緩和齒輪上的凸出部分 ，分別在他們的內(nèi)圈和外圈設(shè)計(jì)有相互接觸的錐形摩擦面，鎖至元件是在換動(dòng)齒套的圓盤部分的中間做出與同步環(huán)剛性連接專用彈簧下面的鋼球和銷使滑動(dòng)齒套和頭腦干部環(huán)彈性連接。圖表二所

65、示摩擦元件是用滑動(dòng)齒套上的錐面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。作為鎖止元件是鎖環(huán)的內(nèi)齒和做在齒輪上的接合齒端部。齒輪和鎖環(huán)之間是彈性連接。 在慣性式同步器中，彈性元件的重要性僅次于摩擦元件和鎖止元件。 它用來(lái)使用有關(guān)部分保持在中立位置的同時(shí)，又不妨礙鎖止，解除鎖止和換檔。 鎖檔式同步器優(yōu)點(diǎn)是零件數(shù)量少，并且摩擦錐面平均半徑教大，使其轉(zhuǎn)距容量得到提高，故多用于中，重型貨車變速器，它工作可靠，零件耐用，但因結(jié)構(gòu)布置上的限制，轉(zhuǎn)距容量不大，而且由于鎖止面在同步錐環(huán)的結(jié)合齒上，會(huì)因齒端磨損而失效，因而主要用語(yǔ)轎車和輕型貨車變速器中。 鎖環(huán)式同步器的鎖止面在同步錐環(huán)和嚙合套的倒錐面上，省去了同步錐環(huán)的結(jié)合齒，且軸向尺

66、寸較小，多用于中，重型貨車變速器中。 多錐式同步器的鎖止面仍在同步環(huán)的接合齒上，只是在原有的兩個(gè)錐面之間再插入兩個(gè)輔助同步錐。由于錐表面的有效摩擦面積成倍的增加，同步轉(zhuǎn)距也相應(yīng)的增加，因而具有較大的轉(zhuǎn)距容量和低的熱負(fù)荷。這不但改善了同步的效能，增加了可靠性，而且可使換檔力大為減小。若保持換檔力不變，則可縮短同步時(shí)間，多錐式同步器多用與重型貨車得主、副變速器以及分動(dòng)器中。 慣性增力式同步器又稱為波舍式同步器。它能可靠的保證旨在同步狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換檔。只要嚙合套和換檔齒輪之間存在轉(zhuǎn)速差，彈簧片的支承力就阻止同步縮小，從而也就阻止了嚙合套移動(dòng)。只有在轉(zhuǎn)速差為零時(shí)，彈簧片卸除載荷，于是對(duì)同步環(huán)直徑的縮小失去阻力，這樣才能實(shí)現(xiàn)換檔。該同步器的特點(diǎn)是，由于同步環(huán)內(nèi)部的彈簧片作用，同步環(huán)產(chǎn)生的摩控力矩得到成倍增長(zhǎng)，增長(zhǎng)的程度隨兩嚙合件的轉(zhuǎn)差而變化，轉(zhuǎn)差愈大，增力作用愈強(qiáng)，因此，用不大的換檔力冰可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成換檔。在完成換檔后，同步環(huán)處于嚙合套的屋頂狀凹槽里，被可靠的固定住，幫在掛 檔位置無(wú)需采用自鎖裝置，此外，波舍同步器還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、軸向尺寸短（與一般嚙合套換檔部件的軸向尺寸相近）