第三章变速器,第二节变速器传动机构教学内容.pdf

学而不思则惘，思而不学则殆 3.2 变速器传动机构 普通齿轮式变速器优点：结构简单，容易制造，性能可靠，传动效率高，易于维修 轿车 、轻中型货车多用一般3 6 档 按轴数分：中间轴式（三轴式）如 CA1091,CA1040,EQ1090,EQ1141G,BJ2021(切诺基） ...等 两轴式：如CA7220,Audi100轿车...等 一.中间轴式变速器 CA1091 变速器 （见图 3-4a,3-4b,3-4c) 由日本日野公司引进LF06S-CB 型六档 变速器 档位传动比与传动路线（参见图 3-4c） i1=（Z2Z1）（ Z11Z12） i2=（Z2Z1）（ Z9Z10） i3=（Z2Z1）（ Z7Z8） i4=（Z2Z1）（ Z5Z6） i5=（Z2Z1）（ Z3Z4） i6=1(直接档） ，最高 iR=（Z2Z1）（ Z15Z14）（ Z13Z15） 档，毎档均有 2 对齿轮传递动力 档传递动力路线： Te轴齿轮齿圈同步器的接合套花键 榖轴输出 其他档位路线略之 齿轮形式与换挡方式 学而不思则惘，思而不学则殆 、 R 档：常啮直齿轮，接合套换挡； 档：常啮斜齿轮， 同步器换档档 锁销式，档 锁环式；：直接档，锁 环式同步器换挡。

轴承支承形式 输入轴（轴） ：箱体上圆柱滚子轴承，前端球轴承，支撑在曲轴输出端的轴承孔 内； 输出轴（） ：前端滚针轴承，支撑在轴的齿轮轴孔内，输出端圆柱滚子轴承， 支撑在箱体上； 中间轴：两端均为圆柱滚子轴承，支撑在箱体上 注意轴承内外圈结构；轴向固定形式 润滑稀油 飞溅式 注意 轴、轴上齿轮的轮针轴承的润滑方式？ 密封 见图 3-4a 轴、齿轮的运动关系 空挡时：发动机怠速，不转动件轴、同步器，其余全转动（空转） 在某个档位时，全转动，但要区分传力的件和空转的件 档位排列 输入输出 高档低档 传动比值小i6大i1值 换挡装置布置 学而不思则惘，思而不学则殆 一般布置在轴上 防止跳档结构措施 齿端倒锥齿结构 CA1091 ，见图 3-5 F齿轮上齿圈传递的圆周力，传力路线是：F齿圈 1接合套 2花键榖轴 齿圈作用于接合套，由于倒锥面，法向力FN产生的 水平方向力 FQ ，对接合套退出起到一 个 阻力作用此即为倒锥齿防止跳档的作用 箱体材料 货车：一般灰铸铁如CA1091 车； 轿车：铸铝如 CA7220 EQ1090E 型车五档变速器（图 3-6a) 档位传动比与传动路线 （参见图 3-6b) i1=（Z23Z2）（ Z12Z18） i2=（Z23Z2）（ Z11Z20） i3=（Z23Z2）（ Z7Z21） i4=（Z23Z2）（ Z6Z22） i5=1 (直接档） iR=（Z23Z2）（ Z19Z18）（ Z12Z17） 档，毎档均有 2 对齿轮传递动力。

档传递动力路线： Te轴齿轮 2齿轮 23中间轴 15齿轮18 齿轮12-花键输出轴 齿轮形式与换挡方式 学而不思则惘，思而不学则殆 、 R 档：滑动直齿轮换挡； 档：常啮斜齿轮，锁销同步器换档； 档：直接档，锁销同步器换档； 轴承支承形式(参见图 3-6a、b） 4.轴、齿轮的运动关系 空挡时：发动机怠速，不转动件轴、同步器，齿轮12，倒档惰轮轴；其余全转动（空 转） 在某个档位时，除了倒档惰轮轴外，全转动，但要区分传力的件和空转的件 档位排列 输入输出 高档低档 (5-4-3-2-1-R) 传动比值小i5大i1值 换挡装置布置 布置在轴 防止跳档结构措施减薄齿结构 即将花键榖上花键齿的两端削薄了，见图3-7. CA1040 五档变速器 （图 3-8a) 档位传动比与传动路线（参见图 3-8b） i1=（Z33Z2）（ Z17Z29） ；i2=（Z33Z2）（ Z16Z30） ； i3=（Z33Z2）（ Z9Z31） ；i4=（Z33Z2）（ Z8Z32） ； i4=1 (直接档） i5=（Z33Z2）（ Z8Z32） （超速当）； 学而不思则惘，思而不学则殆 iR=（Z33Z2）（ Z28Z25）（ Z22Z28） 档位传递路线，例如档： Te轴齿轮 2齿轮 33中间轴 26齿轮 30齿轮 16齿圈 15接合套 12花键榖 13 输出轴 23 齿轮形式与换挡方式 齿轮形式：均为斜齿轮，且均为常啮式。

换挡方式：档均为锁环式同步器换挡； R 档 接合套换挡 轴承支承形式(参见图 3-8a） 档位排列 输入输出 4-5-3-2-1-R 轴、齿轮的运动关系 (据图 3-8b 分析） 空挡，且发动机怠速；在某档位 操纵 与 CA1091 变速器不同，是 远距离 操纵 另外，箱体材料：灰铸铁轴和齿轮材料：20CrMnTi(渗碳） 二.两轴式变速器 以 Audi100 轿车 012 型变速器为例，见图3-9a 均为常啮斜齿轮；锁环式同步器换挡；输出轴输出端的锥齿轮即 为主减速器的主动齿轮 传动比(参见图 3-9b) 学而不思则惘，思而不学则殆 i1=（Z23Z5）=39/11=3.545 ；i2=（Z21Z7）=4019=2.105; i3=（Z20Z8）=4028=1.429 ；i4=（Z18Z10）=3534=1.029 ； i5=（Z16Z11）=3137=0.838 （超速当）； iR=（Z26Z13）（ Z14Z26）=（Z14Z13）=30/10=3.5 特点：前进档，毎档一对齿轮传动，比中间轴式少了一对齿轮，传动 效率，噪音；无直接当，最高档传动效率（因为有一对齿轮传动）。

输出轴为什么采用圆锥滚子轴承支承？（从主减速器主动锥齿轮 受力来考虑 --有轴向力作用 ） 对于 CA7220 车的 016 型变速器，其构造与上述012 型的类似，也是 5 档变速器 三.组合式变速器 普通变速器，多用于中轻型货车、轿车，重型车需要更多档位和更大传动比，以适应各种行 驶工况，而普通变速器无法满足，利用组合式变速器可满足需要具有良好动力性和经济性 组成：主、副变速器串联而成 主变速器： 36 档（1-2 种） 副变速器： 2 个档 通过更换主变速器的齿轮副和副变速器形成一个系列变速器 如 AllisonCLBT5000 6000 系列； AllisonDP8000 系列，等等 形式： 档数： 主变速器当数副变速器当数 =总当数 配档方式： 插入式配档形式；分段式配档形式 副主主副 副主副 学而不思则惘，思而不学则殆 综合式形式 主变速器在前，副变速器在后的插入式配档 以斯太尔（ Steyr) Z F S6-90 型变速器为例，见图3-10b 档位数 ：主变速器 6 个前进挡，副变速器2 个前进挡； 总档数： 2 6=12 个前进挡 插入式配档方式 ： 副变速器的 2 个档分别与主变速器的各个档交替配档。

下面通过配档图表来说明配档原理与各档传动比的求法（此中包含了档位传动路线） 档 位 副变速器主变速器传动比 ih iLi6 i5 i4 i3 i2 i1ig 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + i12=1 1=1 i11=Z43/Z31 Z3/Z42 i10=1 Z42/Z3 Z34/Z41 i9=Z43/Z31 Z34/Z41 i8=1 Z42/Z3 Z5/Z27 i7=Z43/Z31 Z5/Z27 i6=1 Z42/Z3 Z7/Z26 i5=Z43/Z31 Z7/Z26 i4=1 Z42/Z3 Z9/Z25 i3=Z43/Z31 Z9/Z25 i2=1 Z42/Z3 Z37/Z40 i1=Z43/Z31 Z37/Z40 学而不思则惘，思而不学则殆 主变速器在后，副变速器在前的分段式配档 斯太尔（ Steyr) Z F S6-90 型变速器， 10 档式，见图 3-10a R2 R1 + + + iR2=1 Z42/Z3 Z21/Z40 Z12/Z21 iR1=Z43/Z31 Z21/Z40 Z12/Z21 学而不思则惘，思而不学则殆 档位数 ：主变速器 5 个前进挡，副变速器2 个前进挡； 总档数： 2 5=10 个前进挡 插入式配档方式 ：副变速器的高档与主变速器的各个档配档后，副变速器的低档再与主变速器 各档配档，组成高、低两段的传动比范围。

一般副变速器低档传动比较大时，采用这种布置方式配档 下面通过配档图表来说明配档原理与各档传动比的求法（此中包含了档位传动路线） 副变速器：高档 ih =1（接合套右移，将行星架与齿圈联成一体，根据行星机构运动特性方程 n1+ n2-( +1)n3=0 而得） 低档 iL= +1（亦是根据行星机构运动特性方程得之，此时是齿圈固定 =Zt/Zg(太 阳轮齿数与齿圈齿数之比） 主变速器： i5= 1（直接档） ；i4 =Z28/Z3 Z5/Z27；i3 =Z28/Z3 Z6/Z26 ； i2 = Z28/Z3 Z9/Z25；i1=Z28/Z3 Z10/Z24 ；iR=Z28/Z3 Z21/Z23 Z12/Z21 档位 副变速器主变速器传动比 ih iLi5 i4 i3 i2 i1ig 学而不思则惘，思而不学则殆 补充知识 一汽 CA10T150 变速器，其结构布置与图3-10a 类似，为组合式 10 档变速器，且采用分段 式配档方式 i1=12.961;i 2=9.693;i3=7.37;i4=5.54;i5=5.85;i6=3.39;i7=2.52;i8=1.92;i9=1.44;i10=1； iR1=11.301;i R2=2.938 。

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 R2 R1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + i10=ih i5 i9=ih i4 i8=ih i3 i7=ih i2 i6=ih i1 i5=iL i5 i4=iL i4 i3=iL i3 i2=iL i2 i1=iL i1 iR2=ih iR（快倒档） iR1=iL iR（慢倒档） 学而不思则惘，思而不学则殆 且副变速器 +1=3.85 ； ih =1；iL= +1 QJ16S1700 型组合式变速器 系重庆綦（ q）江齿轮厂引进德国 ZF 公司变速器制造技术，为三级组合式变速器，共16个前 进挡 作业 1.根据图 3-4c，画出 CA1091 变速器传动简图，解答下列问题： （1）求各档传动比；（2）各档采用什么传动齿轮； （3）各档采用什么换挡装置； （4）发动机 怠速，空挡时，变速器转动的齿轮、轴，不转动的齿轮、轴有各哪些？ （5）1 档的动力传递 路线？ 思考： 1.EQ1090E 变速器、CA1040 变速器：传动比计算；齿轮形式与换挡方式； 各档动力传递路线； 空挡、在档时齿轮、轴的运动状态。

2.两轴式变速器有何特点？ 3.根据实例说明组合式变速器的配档方式 副 2 档主 4 档副 2 档 。