1、,手动变速器,本章学习目标： 1、了解汽车传动系统中手动变速器的功用和类型。 2、理解同步器的工作原理，掌握锁环式和锁销式同步器的结构和工作过程； 3、掌握两轴式和三轴式手动变速器的构成、工作原理及动力传递过程； 4、熟悉手动变速器换档操纵装置构成及其工作原理； 5、掌握手动变速器的拆装、维护及检修要点和方法。 6、了解手动变速器常见故障。,一、 变速器的功用,在汽车传动系中设置了变速器，其功用如下 :,(1) 改变传动比,(2) 倒向行驶,(3) 切断动力传动,二、按传动比变化方式分类,有级式变速器,无级式变速器,综合式变速器,按传动比变化方式,按操纵方式,(1) 强制操纵式手动变速器,(2
2、) 自动操纵式自动变速器。,(3) 半自动操纵式变速器,三、 普通齿轮变速器的变速原理,普通齿轮变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速和转矩的改变。由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以变速，而且两齿轮的转速与其齿数成反比。,(a) 减速传动 (b) 增速传动齿轮传动的变速原理 输入轴；2输出轴；1主动齿轮；2从动齿轮,1变速变矩原理普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动实现转速(N)和转矩（M）改变的。单级齿轮传动的传动比主动轮转速与从动轮转速的正比，齿数(Z)的反比 。,多级齿轮传动的传动比,从上述公式可知： 当i1时，为降速增扭传动，其档位称为降速档； 当i1时
3、，为增速降扭传动，其档位称为超速档； 当i=1时，为等速等扭传动，其档位称为直接档。变速器就是通过档位变换来改变传动比，从而实现多级变速的。,2.变向原理由齿轮传动原理可知，一对相啮合的外齿轮旋向相反，每经过一传动副，其轴改变一次转向。故两轴式变速器在输入轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮（也称为惰轮），而三轴式变速器则在中间轴与输出轴之间加装了一倒档轴和倒档齿轮，就可使输出轴转向改变，从而使汽车能倒向行驶。,三、同步器(锁环式和锁销式惯性同步器),1、变速器的换挡方式,变速器的换挡装置,直齿滑动 齿轮式,接合套式,同步器式,2、无同步器时的换挡过程,1第一轴；2第一轴常啮合齿轮；3接合套
4、；4第二轴五挡齿轮；5第二轴； 6中间轴五挡齿轮；7中间轴常啮合齿轮,低挡换高挡(四挡换五挡)高档换抵挡(五挡换四挡),图 无同步器换挡示意图,(a),接合套圆周速度；,同步时间；A同步时机,(b),接合套圆周速度；,圆周速度开始下降时间；,加空油时间；,第一轴速度达到最大 时间；,同步时间,3.3.3 同步器,同步器的作用,是使接合套与待啮合的齿圈迅速同步，以缩短换 挡时间，并防止待啮合的齿轮达到同步之前产生 轮齿冲击,三、同步器,1、锁环式惯性同步器 1）构造主要由同步器花键毂、接合套、两个锁环（也称同步环）、三个滑块和滑块弹簧等组成。同步器在第一轴上的装配关系如图所示。,2）工作原理,现
5、以五挡换六挡为例(如图所示)，介绍同步器的工作原理,图 锁环式惯性同步器工作过程示意图,3六挡接合齿圈；4锁环；5滑块；6定位销；7接合套；15花键毂；16弹簧,上述换挡过程可简要归纳为：摩擦工作面接触产生摩擦力矩锁环转动一个角度锁止元件起锁止作用、阻止接合套前移摩擦力矩增长至同步惯性力矩消失锁止作用消失接合套进入啮合完成换挡。,2、锁销式惯性同步器,如图所示为东风EQ1090E型汽车五挡变速器装用的四、五挡锁销式惯性同步器,图 锁销式惯性同步器,1第一轴齿轮；2摩擦锥盘；3摩擦锥环；4定位销；5接合套；6第二轴四挡齿轮； 7第二轴；8锁销；9花键毂；10钢球；11弹簧,四、普通齿轮变速器的工
6、作原理,三轴式,机械式齿轮变速器的变 速传动机构,两轴式,普通齿轮变速器常见的 齿轮传动形式,双级齿轮传动,单级齿轮传动,变速传动机构是变速器的主体，主要由一系列相互啮合的齿轮副、同步器、支承轴以及作为基础件的壳体组成 。,变速器包括变速传动机构和操纵机构两部分。按变速器轴的数目分，有两轴式变速器和三轴式变速器。,两轴式手动变速器动力传递路线,三轴式手动变速器传动路线,五、防止自动脱挡的措施,减薄齿式,常见的防止自动脱挡的机构,齿端倒斜面式,1、齿端倒斜面式防止自动脱挡机构,齿端倒斜面式防止自动脱挡机构 1、4接合齿圈；2接合套；3花键毂；F圆周力； N倒锥齿面正压力；Q防止脱挡的轴向力,2、
7、减薄齿式防止自动脱挡机构,东风EQ1090E型汽车变速器采用的是减薄齿式防止自动脱挡机构,减薄齿式防止自动脱挡机构 1、4接合齿圈；2接合套；3花键毂；F圆周力；N凸台对接合套的总阻力；Q防止脱挡的轴向力,六、两轴式变速传动机构,我国常见的几种国产轿车均采用发动机前置前轮驱动,捷达,桑塔纳,奥迪,富康,纵向布置,横向布置,当纵置时，主减速器齿轮和差速器齿轮布置在离合器和变速器之间，主减速器齿轮为一对圆锥齿轮,1纵置发动机；2离合器；3变速器；4变速器输入轴；5主动齿轮轴；6半轴齿轮；7差速器行星齿轮；8前轮；、一、二、三、四、五挡齿轮；R倒挡齿轮,当横置时，由于主减速器的主动齿轮和从动齿轮轴线
8、平行，故采用一对圆柱齿轮。,捷达轿车四挡变速器传动示意图 1发动机；2离合器；3变速器；4主减速器；5差速器；6带等角速度万向节的半轴,七、手动变速器的操纵机构,1、手动变速器的功用与要求,2、变速器操纵机构的类型及构造,变速器操纵机构的功用,是进行挡位变换，即根据汽车行驶条件的需要改变变 速器传动机构传动比、变换传动方向或中断发动机动 力的传递,变速器操 纵机构,远距离 操纵式,直接 操纵式,（1）远距离操纵式操纵机构,桑塔纳2000型轿车五挡变速器远距离操纵机构,1支撑杆；2内换挡杆；3换挡杆接合器；4外换挡杆；5倒挡保险挡块；6换挡手柄座；7操纵杆；8换挡标记,（2） 直接操纵式操纵机构
9、,解放CA1092型汽车六挡变速器操纵机构示意图,1 自锁装置,变速器的自锁和互锁装置,1自锁钢球；2自锁弹簧；3变速器盖(前端)；4互锁钢球；5互锁销；6拨叉轴,八、锁止装置,2互锁装置,图3-29 互锁装置工作示意图,1、5、6拨叉轴；2、4互锁钢球；3互锁销,转动钳口式互锁装置 1变速杆；2钳形板,互锁装置也有采用转动钳口式的如图所示,有的变速器操纵机构将自锁装置与互锁装置合二为一如图所示,起自锁与互锁双重作用的锁止装置1空心锁销；2自锁弹簧,3 倒挡锁,图 弹簧锁销式倒挡锁 1倒挡锁销；2倒挡锁弹簧；3倒挡拨块；4变速杆,图 解放CA1092型汽车六挡变速器的倒挡锁,l变速杆；2倒挡锁
10、弹簧；3变速器顶盖；4倒挡锁销；5变速器上盖；6倒挡拨块； 7倒挡拨叉轴；8一、二挡拨叉轴；9一、二挡拨块；10三、四挡拨叉轴；11三、四挡拨块； 12五、六挡拨叉轴；13选挡锁销弹簧；14选挡锁销；15锁片；16五、六挡拨块；17叉形拨杆,九、手动变速器的维护与故障诊断,1换档困难 （1）故障现象在进行正常变速操作时，变速杆不能挂入档位，或者勉强挂上档后又很难摘下来。（2）故障原因变速杆下端磨损或控制杆弯曲；拨叉或拨叉轴磨损、松旷、弯曲；自锁或互锁弹簧过硬、钢球损伤；操纵机构中控制连杆机构动作不良；同步器故障（磨损或损坏）；变速器轴弯曲变形或花键损伤。,一、手动变速器常见故障,2变速器跳档（
11、1）故障现象汽车在加速、减速或爬坡时，变速杆自动跳回空档位置。（2）故障原因变速杆没有调整好或变速杆弯曲，远程控制杆机构磨损或调整不良；拨叉轴向自由行程过大或凹槽位置不正确，拨叉轴凹槽磨损及拨叉磨损、变形；自锁钢球磨损或破裂，自锁弹簧弹力不够或折断；变速器轴、轴承磨损松旷或轴向间隙过大以及变速器壳松动或与离合器壳没对准，造成轴转动时齿轮啮合不足而发生跳动和轴向窜动；齿轮或接合套严重磨损，沿齿长方向磨成锥形；同步器磨损或损坏。,3变速器乱档（1）故障现象在离合器技术状况正常情况下，变速器同时挂上两个档或虽能挂上档，但却不能挂入所需要的档位，或者挂入后不能退出。（2）故障原因主要为变速操纵机构失效
12、。变速杆球头定位销磨损、折断或球孔、球头磨损、松旷；拨叉槽、互锁销或互锁球磨损严重或漏装；变速杆下端工作面或拨叉轴上导块的导槽磨损过度。,4变速器异响（1）故障现象变速器工作时，发出不正常声响，如金属的干摩擦声，不均匀的碰撞声等。（2）故障原因 轴承发响：轴承缺油、磨损松旷、疲劳剥落或轴承滚动体破裂。齿轮发响：齿轮磨损严重，齿侧间隙太大，齿面疲劳有金属剥落或个别齿损坏折断等；齿轮制造精度差或齿轮副不匹配，维修中未成对更换相啮合的两齿轮；齿轮与轴或轴上花键配合松旷；安装齿轮的轴弯曲等。操纵机构发响：变速器操纵机构各连接处松动，拨叉变形或磨损松旷。 其他原因发响：变速器缺油、润滑油过稀，过稠或质量
13、变坏；变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴轴线不同心，或变速器壳体变形；壳体轴承孔修复后,轴心发生变动或使两轴线不同心，变速器壳体前端面与第一、二轴轴心线垂直度或一、 二轴与曲轴同轴度超差；变速器内掉入异物或某些紧固螺栓松动。,5变速器漏油（1）故障现象变速器壳体外围有油泄漏，变速器箱的齿轮油减少。（2）故障原因变速器的盖与壳体之间安装松动或者密封垫损坏； 油封磨损、变形或损伤；通气口堵塞、放油螺塞松动；齿轮油过多或齿轮油选用不当，产生过多泡沫；变速器壳龟裂或损伤或延伸壳破裂；车速表接头锁紧装置松动或破损。,二、变速器主要零件的检修,1传动齿轮,齿轮在轴上磨损松旷，通常用百分表测量齿轮和内座
14、圈之间的游隙来检查，如图,图 变速器齿轮游隙的测量,2、 轴,（1）如图所示，轴的弯曲变形用百分表和V形支块检查(径向圆跳动量)。当最大径向圆跳动量达到0.05mm时，应校正或更换。,图 轴的弯曲变形检查,(2) 轴接合齿和花键的齿顶磨损超过0.25mm、齿长磨损超过全长30%、 啮合间隙超过0.5mm的损伤程度时，应更换。,(3) 用千分尺检查轴颈的磨损情况，如图所示。轴颈磨损 达到0.04mm时，可堆焊后进行修磨、镀铬修复或更换。,图 轴颈磨损的检查,(6) 轴体上不得有任何性质的裂纹，否则应更换。,(4) 滚动轴承或齿轮与轴颈的配合属于过盈配合的，应无间隙， 且最大过盈量应不超过原设计规
15、定；属于过渡配合的，其间隙 允许比原设计规定增加0.003mm；属于间隙配合的，允许比原 设计规定增加0.02mm。超过规定时，可对轴颈进行刷镀修复。,(5) 轴承、轴承挡圈及轴颈如有损坏或轴颈磨损超过轴颈与轴 承配合间隙允许的极限时(国产载货汽车一般不超过0.07mm)， 必须更换。,3、同步器,锁环齿尖磨损轻微的可锉修，磨损严重、断齿的应更换。,1,锁环内锥面螺旋槽磨损，造成与齿轮外锥面配合间隙增大 ，内、外锥面摩擦作用减弱以致完全消失，使同步器失效。,2,锁环上3个缺口的磨损过大或因更换锁环不当使缺口过小，都会给换挡带来困难。,3,用塞尺测量齿轮的轴向间隙。,4,4、变速器换挡拨叉,变速
16、器操纵机构的主要损伤形式有磨损、变形、连接松动和弹簧失效等。 （1）检查操纵机构各零件的连接应无松动现象，否则应及时紧固。 （2）检查变速杆、拨叉、拨叉轴等应无变形，否则应校正或更换。 （3）检查拨叉与接合套、拨叉与拨叉轴、选档轴等处的磨损，磨损逾限时应更换。 （4）检查定位钢球、定位锁销、锁止弹簧、复位弹簧，当出现磨损逾限或弹簧失效时，应更换。,变速器换挡拨叉(简称变速叉)的损坏主要是叉的弯曲和扭曲，其检验可按如图所示的方法进行 。,图 换挡拨叉的检验,5、变速器壳体,变速叉轴弯曲变形可用百分表或平板进行检查,图 变速叉轴垂直度的检验 1垫块；290角尺；3变速叉；4变速器盖,6、变速器盖,
17、变速器盖 的损伤,裂纹,球节座的磨损,7、变速器的装配与调整,变速器装配质量的好坏直接关系到变速器的工作质量，因此在变速器的装配过程中应特别注意以下几个方面：,（1）装配前，必须对零件进行认真的清洗，除去污物，毛刺和铁屑等。尤其要注意第二轴齿轮上的径向润滑油孔的畅通。 （2）装配各部轴承键槽时，应涂质量优良的润滑油进行预润滑。总成修理时，应更换所有的滚针轴承。 （3）对零件的工作表面不得用硬金属直接锤击，避免齿轮轮齿出现运转噪声。 （4）注意同步器锁环或锥环的装配位置。装配过程中，如有旧件时应原位装复，以保证两元件的接触面积。因此，在变速器解体时，应注意各档齿轮、同步器固定齿座、止推垫圈的方向
18、及位置，以保证齿轮的正确啮合位置。,（5）安装第一轴、二轴及中间轴的轴承时，只许用压套垂直压在内圈上，禁止施加冲击载荷，轴承内圈圆角较大的一侧必须朝向齿轮。（6）装入油封前，需在油封的刃口涂少量润滑脂，要垂直压入，并注意安装方向。（7）变速器装配后，要检查各齿轮的轴向间隙和各齿轮副的啮合间隙及啮合印痕。常啮合齿轮的啮合间隙为0.150.4mm；滑动齿轮的啮合间隙为0.150.5mm。第一轴的轴向间隙0.15mm，其它各轴的轴向间隙0.30mm。各齿轮的轴向间隙0.40mm。（8）装配密封衬垫时，应在密封衬垫的两侧涂以密封胶，确保密封效果。（9）安装变速器盖时，各齿轮和拨叉均应处于空档位置。必要时，可分别检查各个常用档的齿轮副是否处于全长接合位置。（10）按规定的力矩拧紧螺栓。,桑塔纳轿车变速器的检修,输入和输出轴的检修,同步器的检修,图 检查轴的径向圆跳动,图 检查同步器间隙,表 桑塔纳轿车同步器环齿与轮齿的间隙,变速器壳体的检修,变速器操作机构的检修,十、 变速器操纵装置的检查与调整,(1) 换挡操纵性能的检查,(2) 变速杆的调整,
