人力換擋變速箱第6周

第四章 變速箱 人力換檔變速箱,1.減速增扭 降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，增大扭矩 2.變速變扭 改變發(fā)動機與驅(qū)動輪間的傳動比，使 機械的牽引力和行駛速度適應(yīng)各種工況的需要。 3.實現(xiàn)倒檔 使機械實現(xiàn)后退行駛。 4.實現(xiàn)空檔 使發(fā)動機和傳動系保持分離，機器較 長時間停車。 5.使發(fā)動機處在最佳工作狀態(tài),（一）變速箱的功用,一、概述,（1）人力換檔（機械換檔） （2）動力換檔 采用換檔離合器將變速箱中的某兩個換檔元件接合，或采用換檔制動器將某一換檔元件制動實現(xiàn)換檔的，由于其換檔動作是通過液壓系統(tǒng)借助發(fā)動機的動力實現(xiàn)的，所以稱為動力換檔變速箱。,（二）變速箱的類型,1.按換檔方式分,（變速箱的類型）,（1）定軸式（軸線固定式） 人力換檔和動力換檔 （2）行星式（軸線旋轉(zhuǎn)式） 動力換檔,2.按輪系形式分,人力換檔變速箱、定軸式動力換檔變速箱和行星式動力換檔變速箱。 輪胎式裝載機、鏟運機、平地機等多采用動力換檔變速箱，人力換檔變速箱用的越來越少。,3.工程機械變速箱類型,二、人力換檔變速箱,（一）換檔基本原理,1. 移動式齒輪換檔,雙聯(lián)齒輪向右移動，Z1與Z2嚙合，則：,此時，,（1）工作原理,雙聯(lián)齒輪向左移動，Z3與Z4嚙合，則：,此時，,顯然，,圖示狀態(tài)，Z1、Z2、Z3、Z4均不互相嚙合，軸與軸的轉(zhuǎn)動間沒有關(guān)系，變速箱為空檔狀態(tài)。,（2）特點,行進(jìn)中換檔時兩齒輪嚙入時的線速度不同（不同步），使換檔較困難，齒輪易損壞。 換檔時齒輪移動距離較長。 不能采用斜齒圓柱齒輪，直齒圓柱齒輪傳力不平穩(wěn)，機構(gòu)不緊湊。 零部件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高。 常用于小型機械（如拖拉機）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，軸 的動力通過嚙合套傳到齒輪Z1實現(xiàn)檔。,（1）工作原理,圖示狀態(tài)，嚙合套A隨軸轉(zhuǎn)動，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，軸 的動力通過嚙合套傳到齒輪Z3實現(xiàn)檔。,（2）特點,換檔時嚙合套的一圈內(nèi)齒與齒輪的一圈外齒同時嚙合，傳動強度比移動齒輪式大，嚙合套的移動距離比前述齒輪小，也提高了換檔時的抗沖擊能力。 變速箱齒輪為常嚙合，可采用斜齒輪，傳力平穩(wěn)。 未傳動的齒輪工作時在軸上空轉(zhuǎn)，其潤滑問題需充分考慮。 常用于轉(zhuǎn)矩較大，對換檔過程無嚴(yán)格要求的機械，如推土機等。,（3）實例,輸入軸,輸出軸,中間軸,（4）換檔過程,相互嚙合的齒輪對的齒數(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元件同步，然后進(jìn)行換檔； 同步器從機械結(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)用于汽車等高速機械； 分類：鎖環(huán)式慣性同步器、鎖銷式慣性同步器,齒圈（兩個） 鎖環(huán)（兩個） 嚙合套 花鍵轂 滑塊（三個） 定位銷（三個）,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，實現(xiàn)動力傳遞。,鎖環(huán)的結(jié)構(gòu)特點：,（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)上有三個缺口，滑塊在其中移動,（5）鎖環(huán)上有三個凸起，伸入花鍵轂的三個通槽中,缺口,凸起,3、工作過程,1.變速器由5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，帶動滑塊移動，推動 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)被帶動超前轉(zhuǎn)過一個角度,撥環(huán)力矩：切向力F2所形成的力矩M2，有使鎖環(huán)相對于嚙合套向后轉(zhuǎn)動的趨勢 慣性力矩：軸向力 Fl使齒圈通過摩擦錐面對鎖環(huán)作用，與轉(zhuǎn)動方向同向摩擦力矩M1，其阻止鎖環(huán)相對嚙合套向后退轉(zhuǎn),3.鎖止,撥環(huán)力矩M2,慣性力矩M1,2.接合套左移，帶動滑塊移動，推動 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)被帶動超前轉(zhuǎn)過一個角度,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，無論駕駛員施加多大的力，M2<M1。 鎖止作用是由慣性力矩造成的，因此稱之為慣性同步器。,5.完成換檔,在結(jié)構(gòu)上保證了接合部位在未達(dá)到同時不能接觸，因此可以避免沖擊和發(fā)生的噪聲。,4、總結(jié),摩擦工作面接觸產(chǎn)生摩擦力矩鎖環(huán)轉(zhuǎn)動一角度鎖止，防止接合套前移摩擦力矩增長至同步慣性力矩消失鎖止消失，接合套進(jìn)入嚙合完成換檔,1. 平面三軸變速箱,（二）基本類型,輸入軸、中間軸和輸出軸在同一平面內(nèi)。 變速箱有五個前進(jìn)檔和一個倒退檔：二、三、四、五檔采用同步器換檔；倒檔和一檔采用移動齒輪換檔。,平面三軸變速箱廣泛應(yīng)用于倒退不太頻繁的機械（如汽車），也可用于液壓驅(qū)動的傳動系中（如穩(wěn)定土拌合機）。,2. 空間三軸變速箱,輸入軸、中間軸和輸出軸呈三角形布置。 五個前進(jìn)檔和四個倒退檔，由于發(fā)動機功率較大，全部采用嚙合套換檔。,動力傳遞路線（表4-1） 空間三軸變速箱在倒退頻繁的機械（如推土機）上使用的較多。,（空間三軸變速箱）,（三）操縱機構(gòu),1. 換檔機構(gòu) 2. 互鎖機構(gòu) 3. 連鎖機構(gòu),4-8,1.換檔機構(gòu) 實現(xiàn)換檔，由 變速桿1、換向滑桿 （撥叉軸）6和撥叉 7等組成。,（三）操縱機構(gòu),2. 互鎖機構(gòu),（1）作用 一次只能撥動一個撥叉，防止同時掛兩個檔，并能促使變速傳動桿回到中立位置,（2）工作原理（擺架式） 鉸于變速箱頂部，變速桿穿過擺架，下端進(jìn)入待撥撥叉軸槽中，同時卡塊A、B卡在相鄰撥叉軸槽內(nèi)，阻止其移動，故變速桿只能撥動一根撥叉軸,框板式互鎖機構(gòu),擺架式互鎖機構(gòu),4-9,（1）作用 離合器接合時變速箱扳不動，離合時齒輪不會自由滑動而引起“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. 連鎖機構(gòu)一,4-9,3. 連鎖機構(gòu)一,（2）結(jié)構(gòu) 包括柱塞（鎖銷），每一個鎖銷上裝一個圓彈簧，銑有四個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，每一根撥叉軸在每一個鎖銷下面，每一根撥叉軸在鎖銷下面切有兩個或三個凹槽 連鎖狀態(tài)下，鎖銷端部落入一個凹槽,3. 連鎖機構(gòu)一,4-9,（3）工作原理 離合器接合時，撥叉軸由鎖銷鎖定在一定位置 離合器分離時，鎖軸轉(zhuǎn)到非鎖定位置，及鎖軸銑出的平面對著鎖銷，不再頂住鎖銷，搬動變速桿，可使任一撥叉軸前后滑動,3. 連鎖機構(gòu)一,（1）作用 掛倒檔時，掛不上檔 掛檔之前，必須掛前進(jìn)檔,3. 連鎖機構(gòu)二,（2）結(jié)構(gòu) 定位鎖銷，銷長等于槽間距減一槽深 檔撥叉軸上對應(yīng)有一個凹槽，倒順檔撥叉軸上對應(yīng)一個長凹槽,（3）工作原理 定位鎖銷置于倒順檔撥叉軸的長凹槽和檔撥叉軸之間 倒順檔撥叉軸前進(jìn)或空檔時，檔撥叉軸可以移動 倒順檔撥叉軸倒退檔時，阻止檔撥叉軸移動,3. 連鎖機構(gòu)二,（四）特點,1.需切斷動力后再換檔，換檔時間較長。 2.傳遞力矩不能太大，檔位不能太多。 3.對提高作業(yè)效率和減輕司機勞動強度不利。 4.結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，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)，運行換檔要根據(jù)車速、車況、路況控制好空油，必要時可以越級減檔 有直接檔的機械，一般應(yīng)多用直接檔以油門控制車速 機械未完全停車前，不要反向換入倒檔。,1. 使用要點,（1）注意潤滑，定期檢查油面，定期更換齒輪油或機油，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，必要時調(diào)整各軸軸承。,2. 保養(yǎng)要點,（1）齒輪有強烈的聲響； （2）換檔困難； （3）跳檔； （4）漏油。,3. 常見的故障,謝謝聆聽！,