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變速器的作用和工作原理

: 問(wèn) 提問(wèn)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(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(chē)行駛，用來(lái)滿足汽車(chē)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(chē)換檔或需要停車(chē)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(lèi) （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(jiàn)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(chē)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(lèi)，一類(lèi)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(lèi)是預(yù)先用按鈕選定檔位，在采下離合器踏板或松開(kāi)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(lèi)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)（見(jiàn)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(chē)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(jiàn)圖(b)）。由于車(chē)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(chē)的與差速器之間（見(jiàn)圖 (d)）。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)車(chē)橋的差速器與車(chē)輪之間（見(jiàn)圖 (e)）。汽車(chē)的動(dòng)力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中（見(jiàn)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(lèi) 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(chē)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(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(jiàn)的準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)有雙聯(lián)式和三銷(xiāo)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(chēng)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(chē)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(jiàn)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420溓榭魷麓?菖ぞ兀?浣峁菇舸眨?鹱胺獎(jiǎng)悖?玫焦惴河τ謾 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(chēng)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(chē)身（或車(chē)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(chē)身（或車(chē)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(chē)輪。驅(qū)動(dòng)橋一般可分為非斷開(kāi)式和斷開(kāi)式兩種。 1。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋也稱(chēng)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(chē)身或車(chē)架相連。兩側(cè)車(chē)輪安裝在此剛性橋殼上，半軸與車(chē)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(chē)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(kāi)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(chē)架或車(chē)身上，這種驅(qū)動(dòng)橋稱(chēng)為斷開(kāi)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(chē)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(chē)輪；6-擺臂；7-擺臂軸斷開(kāi)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(chēng)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(chē)的行駛速度，提供合適的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力，并能按需切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，以及改變汽車(chē)動(dòng)力輸出方向，實(shí)現(xiàn)倒車(chē) 行駛。變速器類(lèi)型很多，按操縱方式不同可分為手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器和手自一體式變速器。: 回答者：網(wǎng)友

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