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1、第四章 變速箱 人力換檔變速箱,1.減速增扭 降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增大扭矩 2.變速變扭 改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪間的傳動(dòng)比，使 機(jī)械的牽引力和行駛速度適應(yīng)各種工況的需要。 3.實(shí)現(xiàn)倒檔 使機(jī)械實(shí)現(xiàn)后退行駛。 4.實(shí)現(xiàn)空檔 使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系保持分離，機(jī)器較 長(zhǎng)時(shí)間停車。 5.使發(fā)動(dòng)機(jī)處在最佳工作狀態(tài),（一）變速箱的功用,一、概述,（1）人力換檔（機(jī)械換檔） （2）動(dòng)力換檔 采用換檔離合器將變速箱中的某兩個(gè)換檔元件接合，或采用換檔制動(dòng)器將某一換檔元件制動(dòng)實(shí)現(xiàn)換檔的，由于其換檔動(dòng)作是通過(guò)液壓系統(tǒng)借助發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)的，所以稱為動(dòng)力換檔變速箱。,（二）變速箱的類型,1.按換檔方式分,（變速箱的類型）,（

2、1）定軸式（軸線固定式） 人力換檔和動(dòng)力換檔 （2）行星式（軸線旋轉(zhuǎn)式） 動(dòng)力換檔,2.按輪系形式分,人力換檔變速箱、定軸式動(dòng)力換檔變速箱和行星式動(dòng)力換檔變速箱。 輪胎式裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、平地機(jī)等多采用動(dòng)力換檔變速箱，人力換檔變速箱用的越來(lái)越少。,3.工程機(jī)械變速箱類型,二、人力換檔變速箱,（一）換檔基本原理,1. 移動(dòng)式齒輪換檔,雙聯(lián)齒輪向右移動(dòng)，Z1與Z2嚙合，則：,此時(shí)，,（1）工作原理,雙聯(lián)齒輪向左移動(dòng)，Z3與Z4嚙合，則：,此時(shí)，,顯然，,圖示狀態(tài)，Z1、Z2、Z3、Z4均不互相嚙合，軸與軸的轉(zhuǎn)動(dòng)間沒有關(guān)系，變速箱為空檔狀態(tài)。,（2）特點(diǎn),行進(jìn)中換檔時(shí)兩齒輪嚙入時(shí)的線速度不同（不同步

3、），使換檔較困難，齒輪易損壞。 換檔時(shí)齒輪移動(dòng)距離較長(zhǎng)。 不能采用斜齒圓柱齒輪，直齒圓柱齒輪傳力不平穩(wěn)，機(jī)構(gòu)不緊湊。 零部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高。 常用于小型機(jī)械（如拖拉機(jī)）和不太常用的檔位（如汽車倒檔）。,2. 嚙合套換檔,嚙合套A向右移動(dòng)，軸 的動(dòng)力通過(guò)嚙合套傳到齒輪Z1實(shí)現(xiàn)檔。,（1）工作原理,圖示狀態(tài)，嚙合套A隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但齒輪Z1與齒 輪Z3在軸空轉(zhuǎn)，變速箱為空檔狀態(tài)。,嚙合套A向左移動(dòng)，軸 的動(dòng)力通過(guò)嚙合套傳到齒輪Z3實(shí)現(xiàn)檔。,（2）特點(diǎn),換檔時(shí)嚙合套的一圈內(nèi)齒與齒輪的一圈外齒同時(shí)嚙合，傳動(dòng)強(qiáng)度比移動(dòng)齒輪式大，嚙合套的移動(dòng)距離比前述齒輪小，也提高了換檔時(shí)的抗沖擊能力。 變速

4、箱齒輪為常嚙合，可采用斜齒輪，傳力平穩(wěn)。 未傳動(dòng)的齒輪工作時(shí)在軸上空轉(zhuǎn)，其潤(rùn)滑問(wèn)題需充分考慮。 常用于轉(zhuǎn)矩較大，對(duì)換檔過(guò)程無(wú)嚴(yán)格要求的機(jī)械，如推土機(jī)等。,（3）實(shí)例,輸入軸,輸出軸,中間軸,（4）換檔過(guò)程,相互嚙合的齒輪對(duì)的齒數(shù)關(guān)系使如下關(guān)系恒成立： n4 n2,低檔換高檔,高檔換低檔,（4）換檔過(guò)程,總結(jié) 低檔升高檔,離合器分離接合一次,離合器分離接合兩次,高檔降低檔,3. 同步器換檔,同步器可看作是嚙合套的改進(jìn)，其基本原理是掛檔前先利用摩擦力使兩個(gè)元件同步，然后進(jìn)行換檔； 同步器從機(jī)械結(jié)構(gòu)上保證待嚙合的嚙合套與接合齒輪的花鍵齒在達(dá)到同步之前不可能接觸，可以避免齒間沖擊和噪音； 廣泛應(yīng)用于汽

5、車等高速機(jī)械； 分類：鎖環(huán)式慣性同步器、鎖銷式慣性同步器,齒圈（兩個(gè)） 鎖環(huán)（兩個(gè)） 嚙合套 花鍵轂 滑塊（三個(gè)） 定位銷（三個(gè)）,鎖環(huán)式慣性同步器,1、組成,換擋目的：嚙合套連接齒圈和花鍵轂，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。,鎖環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,（1）鎖環(huán)上有斷續(xù)的短花鍵齒圈 輪廓尺寸與花鍵轂上的外花鍵齒相同。,2、結(jié)構(gòu),短花鍵齒圈,鎖環(huán),花鍵轂,嚙合套,（2）鎖環(huán)上花鍵齒對(duì)著接合套的一端有倒角 鎖止角,（3）鎖環(huán)具有內(nèi)錐面，內(nèi)錐面上有細(xì)牙螺旋槽 破壞油膜增加摩擦力,細(xì)牙螺旋槽,倒角,（4）鎖環(huán)上有三個(gè)缺口，滑塊在其中移動(dòng),（5）鎖環(huán)上有三個(gè)凸起，伸入花鍵轂的三個(gè)通槽中,缺口,凸起,3、工作過(guò)程,1.變速器由5

6、檔退入空檔 n鎖環(huán)=n嚙合套 n齒圈n嚙合套 n齒圈n鎖環(huán),以變速器由5檔換入6檔為例。,花鍵轂,鎖環(huán),滑塊,定位銷,嚙合套,齒圈,旋轉(zhuǎn)方向,,,,,3.鎖止,撥環(huán)力矩M2,慣性力矩M1,2.接合套左移，帶動(dòng)滑塊移動(dòng)，推動(dòng) 鎖環(huán)左移,齒圈和鎖環(huán)內(nèi)外錐面接觸，由于齒圈和鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速差，鎖環(huán)被帶動(dòng)超前轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,撥環(huán)力矩：切向力F2所形成的力矩M2，有使鎖環(huán)相對(duì)于嚙合套向后轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì) 慣性力矩：軸向力 Fl使齒圈通過(guò)摩擦錐面對(duì)鎖環(huán)作用，與轉(zhuǎn)動(dòng)方向同向摩擦力矩M1，其阻止鎖環(huán)相對(duì)嚙合套向后退轉(zhuǎn),,,,,3.鎖止,撥環(huán)力矩M2,慣性力矩M1,2.接合套左移，帶動(dòng)滑塊移動(dòng)，推動(dòng) 鎖環(huán)左移,齒圈和鎖環(huán)內(nèi)外

7、錐面接觸，由于齒圈和鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速差，鎖環(huán)被帶動(dòng)超前轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,只有當(dāng) M2M1,嚙合套花鍵和鎖環(huán)才能接合。 設(shè)置合理的鎖止角和摩擦錐面錐角保證在未達(dá)到同步前，無(wú)論駕駛員施加多大的力，M2

8、檔采用同步器換檔；倒檔和一檔采用移動(dòng)齒輪換檔。,平面三軸變速箱廣泛應(yīng)用于倒退不太頻繁的機(jī)械（如汽車），也可用于液壓驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系中（如穩(wěn)定土拌合機(jī)）。,2. 空間三軸變速箱,輸入軸、中間軸和輸出軸呈三角形布置。 五個(gè)前進(jìn)檔和四個(gè)倒退檔，由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率較大，全部采用嚙合套換檔。,動(dòng)力傳遞路線（表4-1） 空間三軸變速箱在倒退頻繁的機(jī)械（如推土機(jī)）上使用的較多。,（空間三軸變速箱）,（三）操縱機(jī)構(gòu),1. 換檔機(jī)構(gòu) 2. 互鎖機(jī)構(gòu) 3. 連鎖機(jī)構(gòu),4-8,1.換檔機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)換檔，由 變速桿1、換向滑桿 （撥叉軸）6和撥叉 7等組成。,（三）操縱機(jī)構(gòu),2. 互鎖機(jī)構(gòu),（1）作用 一次只能撥動(dòng)一個(gè)

9、撥叉，防止同時(shí)掛兩個(gè)檔，并能促使變速傳動(dòng)桿回到中立位置,（2）工作原理（擺架式） 鉸于變速箱頂部，變速桿穿過(guò)擺架，下端進(jìn)入待撥撥叉軸槽中，同時(shí)卡塊A、B卡在相鄰撥叉軸槽內(nèi)，阻止其移動(dòng)，故變速桿只能撥動(dòng)一根撥叉軸,框板式互鎖機(jī)構(gòu),擺架式互鎖機(jī)構(gòu),4-9,（1）作用 離合器接合時(shí)變速箱扳不動(dòng)，離合時(shí)齒輪不會(huì)自由滑動(dòng)而引起“跳檔”； 齒輪沒有撥到位，主離合器不能接合，防止齒輪在半齒嚙合下工作,3. 連鎖機(jī)構(gòu)一,4-9,3. 連鎖機(jī)構(gòu)一,（2）結(jié)構(gòu) 包括柱塞（鎖銷），每一個(gè)鎖銷上裝一個(gè)圓彈簧，銑有四個(gè)平面的鎖軸和主離合器踏板（操作桿）相連,4-9,（3）工作原理 鎖銷排成一排，在支架的垂直孔中滑動(dòng)

10、，每一根撥叉軸在每一個(gè)鎖銷下面，每一根撥叉軸在鎖銷下面切有兩個(gè)或三個(gè)凹槽 連鎖狀態(tài)下，鎖銷端部落入一個(gè)凹槽,3. 連鎖機(jī)構(gòu)一,4-9,（3）工作原理 離合器接合時(shí)，撥叉軸由鎖銷鎖定在一定位置 離合器分離時(shí)，鎖軸轉(zhuǎn)到非鎖定位置，及鎖軸銑出的平面對(duì)著鎖銷，不再頂住鎖銷，搬動(dòng)變速桿，可使任一撥叉軸前后滑動(dòng),3. 連鎖機(jī)構(gòu)一,,（1）作用 掛倒檔時(shí)，掛不上檔 掛檔之前，必須掛前進(jìn)檔,3. 連鎖機(jī)構(gòu)二,,（2）結(jié)構(gòu) 定位鎖銷，銷長(zhǎng)等于槽間距減一槽深 檔撥叉軸上對(duì)應(yīng)有一個(gè)凹槽，倒順檔撥叉軸上對(duì)應(yīng)一個(gè)長(zhǎng)凹槽,,（3）工作原理 定位鎖銷置于倒順檔撥叉軸的長(zhǎng)凹槽和檔撥叉軸之間 倒順檔撥叉軸前進(jìn)或空檔時(shí)，檔撥叉軸

11、可以移動(dòng) 倒順檔撥叉軸倒退檔時(shí)，阻止檔撥叉軸移動(dòng),3. 連鎖機(jī)構(gòu)二,（四）特點(diǎn),1.需切斷動(dòng)力后再換檔，換檔時(shí)間較長(zhǎng)。 2.傳遞力矩不能太大，檔位不能太多。 3.對(duì)提高作業(yè)效率和減輕司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度不利。 4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，常與主離合器配合使用。,（五）使用保養(yǎng)和故障排除,換檔時(shí)應(yīng)使離合器完全分離； 換入檔后應(yīng)平穩(wěn)接合離合器； 低檔換高檔應(yīng)順序加檔，輪式機(jī)械應(yīng)適應(yīng)車速； 高檔換低檔應(yīng)與車速、車況、路況適應(yīng)，運(yùn)行換檔要根據(jù)車速、車況、路況控制好空油，必要時(shí)可以越級(jí)減檔 有直接檔的機(jī)械，一般應(yīng)多用直接檔以油門控制車速 機(jī)械未完全停車前，不要反向換入倒檔。,1. 使用要點(diǎn),（1）注意潤(rùn)滑，定期檢查油面，定期更換齒輪油或機(jī)油，經(jīng)常檢查油塞是否緊固，是否有漏油現(xiàn)象； （2）注意各軸，不應(yīng)有軸向松動(dòng)，必要時(shí)調(diào)整各軸軸承。,2. 保養(yǎng)要點(diǎn),（1）齒輪有強(qiáng)烈的聲響； （2）換檔困難； （3）跳檔； （4）漏油。,3. 常見的故障,謝謝聆聽！,