汽车变速器设计-课件PPT(精)

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3．常见的换档方式 （1）利用滑动齿轮换档 （2）利用接合套换档
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3．常见的换档方式 （1）利用滑动齿轮换档 （2）利用接合套换档 （3）利用同步器换档
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变速传动机构主要作用是改变转速和转矩的大小，方向。 按工作轴的数量（不包括倒档轴）可以分为：两轴和三轴两种类型。
< M2 M1，而使结合套与同步环不能结合。因为这个锁止作用是由惯性力矩造成的，
因此称之为惯性同步器。
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惯性式同步器的工作过程 3.同步并实现结合
n3=n4
惯性力矩消失，解除锁 止。
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惯性式同步器的工作过程 4.完成换档
在结构上保证了接合部 位在未达到同时不能接 触，因此可以避免冲击 和发生的噪音。
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第3节 同步器 3.1 无同步器时变速器的换档过程 高档换低档和低档换高档实现同步的方法还有所不同。
3.1.1自低速档换入高速档 3.1.2自高速档换入低速档
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3.1.1自低速档换入高速档
4档接合时：V3=V2； V4>V2 分离瞬间：V3=V2； V4>V3 分离一段时间：V4下降较快
如果发动机的功率不高，超速档的应用率不高，节油效果不明显，还导致 在该档位汽车的驱动力不足，影响动力性（加速、爬坡）。
说明4：
三轴变速箱在前进档时，输入轴与输出轴旋转方向一致； 输入轴的长度较短，强度较好、容易制造。
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2.4 防止跳档的结构和措施 原因： 接合套与接合齿圈的结合长度短；经常换档引起接合套的齿端磨损等原因，使汽 车在正常行驶时因振动造成接合套与接合脱离，发生自动跳档。

两轴变速器： 两轴式变速器的输入轴和输出轴不在同一轴线上，两根
轴分别为第一轴（输入轴），第二轴（输出轴）。第一轴为 离合器的从动轴，第二轴为主减速器的主动轴，且单级变速， 体积小，节省空间。一般应用于前置前驱或后置后驱的中、 轻型轿车上。
三轴变速器： 三轴式变速器的输入轴和输出轴在同一轴线上，比两轴
变速器操纵机构松旷或调整 不当，自锁装置的定位钢球 未进入凹槽内；
拨叉轴上的自锁定位槽和定 位钢球磨损，定位弹簧弹力 不足或折断；
变速器轴、轴承磨损或轴向 间隙过大。
排除方法 修理或更换 调整
更换新件 更换轴承
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跳档故障诊断
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4、变速器乱挡
故障原因
互锁装置失效,拨叉轴、顶销或钢 球过度磨损； 变速杆下端工作面磨损过大或拨 叉轴上导块的导槽磨损过大； 变速杆球头定位销折断或球孔、 球头磨损过大。
安装三挡齿轮
装配花键毂和接合套
花键毂
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接合套
安装同步环止动弹簧
安装一挡和二挡同步器
安装一挡齿轮的滚针 轴承内圈
安装内后轴承
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手动变速器拆装过程：
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六、手动变速器的故障现象及原因
1、变速器异响
故障原因
排除方法
轴承磨损或发干；
空 档
轴入轴轴承损坏；
异 齿轮磨损及齿折断;
式变速器多了一个中间轴，且是二级变速。由于产生的扭矩 大，体机大，多为重型车所用。
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3.变速器操纵机构
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常见的变速器操纵机构一般分为直接拨动式换挡操纵机构和 远距离式换挡操纵机构 直接拨动式换挡操纵机构：

一、传感器 5、发动机冷却液温度传感器
图12-14为一典型的 发动机冷却液温度传感器。 它的外壳以螺纹旋入发动 机冷却系统，通常是位于 冷却系中靠近节温器的地 方。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 6、自动变速器油温度传感器 自动变速器油温度传感器安装在自动变速器油底壳内的液压阀阀
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
三、电磁阀 1、脉冲式电磁阀 脉冲式电磁阀的结构与开关式电磁阀基本相似，也是由电磁线圈、
衔铁、阀芯等组成，如图12-23所示。其作用是控制油路中油压的大小。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第三节 电控自动变速器的阀体
电液式控制系统的控制阀也是采用由各种控制阀组成的阀体， 它和液压式控制系统的阀体具有相似的结构。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 1、节气门位置传感器
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 2、发动机转速传感器
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
一、传感器 3、车速传感器
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第十二章 自动变速器电子控制系统
第二节 电子控制系统控制部件的结构原理
三、电磁阀 1、开关式电磁阀
开关式电磁阀的作用：开启和关 闭自动变速器油路，可用于控制换挡 阀及液力变矩器的锁止离合器锁止阀。 开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀 芯和回位弹簧等组成，如图12-22所 示。
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第十二章 自动变速器电子控制系统
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润滑状态基本不变，提高齿轮、轴承的 寿命。
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润滑油的发展趋势
全寿命油 降低成本 可回收 绿色
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实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需 要。
中断动力传递，在发动机起动、怠速运转、汽车 换档或需要停车动力输出时，中断向驱动轮的动 力传递。
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第二节 变速器结构传动机构布置方案
两轴式：轿车 中间轴式：轻型、中型车辆 双中间轴式：重型车辆
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变速器的分类
有级式变速器 采用齿轮传动，具有若干个定值传动比
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中间轴式变速器
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4档中间轴式变速器传动方案
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5档中间轴式变速器传动方案
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中间轴式变速器动力传递路线
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中间轴式变速器的特点
传动比大 直接档效率高 结构复杂，有时需要中间支撑
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倒档布置方案
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齿数、中心距，β角等。
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变速器齿轮的特点
硬齿面 7级精度 低碳合金钢＋渗碳淬火
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第四节 变速器的设计与计算
齿轮 轴 壳体 润滑
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齿轮失效形式
弯曲强度：轮齿折断 接触强度：点蚀
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变速器设计流程图
确定设计参数：转矩、档位分布等 试算中心距 计算各档齿轮齿数和初步确定齿轮参数 调整螺旋角和变位系数 强度校核 修改齿轮参数或齿数 验算

清洗变速器滤网
02
定期清洗变速器滤网，防止杂质和颗粒对变速器内部零件造成
磨损。
检查并调整变速器控制系统
03
检查变速器的电子控制系统，确保其正常工作，并根据需要进
行调整。
故障诊断与排除方法
观察故障现象
注意自动变速器的工作状态， 观察是否有异响、顿挫、漏油
等异常现象。
使用诊断工具
利用专业的汽车诊断工具，读 取变速器的故障码和数据流， 帮助定位故障。
检查相关部件
根据故障现象和诊断结果，检 查与故障相关的部件，如传感 器、执行器、控制模块等。
更换或维修故障部件
对于损坏或失效的部件，进行 更换或维修，恢复变速器的正
常工作状态。
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自动变速器在新能源汽车中的应用
新能源汽车对自动变速器的需求特点
高效能量转换新能源汽车需要自动 Nhomakorabea 速器实现高效能量转换
控制策略优化
通过优化控制策略，提高变速器的响 应速度和换挡平顺性，提升驾驶体验 。
轻量化设计
采用高强度铝合金等轻量化材料，降 低变速器重量，提高整车续航里程。
高可靠性保障
通过严格的试验验证和质量控制，确 保变速器的可靠性和稳定性。
未来发展趋势预测
多挡位自动变速器
随着新能源汽车对动力性和经济性的更 高要求，多挡位自动变速器将成为发展
趋势。
集成化设计
将自动变速器与其他动力总成部件进 行集成化设计，降低整车重量和成本
。
智能化控制
结合人工智能、大数据等技术，实现 自动变速器的智能化控制，提高换挡 品质和燃油经济性。
电动化发展
随着电动汽车的普及，电动化自动变 速器将成为未来发展的重要方向。

长
汽车加速性
差
对换档技术要求 高（熟练）
啮合套换档
复杂 居中 较高 小 小 较短 长 较差 高
同步器换档
最复杂 长 高
没有 没有
长 短 好 低
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第二节 变速器传动机构布置方案
3、防止自动脱挡的结构措施 由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足、振动等原因都会导致自 动脱挡，这是变速器主要故障之一。
❖使两接合齿啮合位置错开约1~3mm，挤压磨损形成凸肩； ❖将啮合套齿座齿厚切薄，齿后端面被齿座前端面顶住； ❖将接合齿工作面加工成斜面，形成倒锥角； ❖将接合齿的齿侧加工成台阶形状，也可以防止自动脱挡。
❖第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体 ❖一般将第二轴前端经轴承支承在第一轴后端孔内，两轴轴线 在同一直线上 ❖使用直接挡时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，传动效率高， 噪声低，磨损少，寿命提高 ❖中间挡位可以获得较大的传动比 ❖高挡齿轮采用常啮合齿轮传动，低挡齿轮可以不采用常啮合 齿轮传动 ❖除一挡以外的其它挡位，换挡机构多采用同步器或啮合套换 挡（有的一挡也采用同步器或啮合套换挡） ❖各挡同步器或啮合套多设置在第二轴上 ❖除直接挡外，其他挡位传动效率较低
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第二节 变速器传动机构布置方案
4、变速器轴承
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第二节 变速器传动机构布置方案
4、变速器轴承
❖圆锥滚子轴承 直径小、宽度大，负荷高，容量大； 需要调整预紧度，装配麻烦，且磨损后轴易歪斜； 不适合用在线膨胀系数较大的铝合金壳体上。
❖滚针轴承 摩擦损失小、传动效率高； 径向配合间隙小、定位及运转精度高，有利于齿轮啮合 用于齿轮与轴有相对运动的地方；
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第二节 变速器传动机构布置方案
中间轴式四挡变速器传动方案

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六、手动变速器的故障现象及原因
1、变速器异响
故障原因
排除方法
空 档 异 响
响挂 档 后 异
轴承磨损或发干； 轴入轴轴承损坏； 齿轮磨损及齿折断; 齿轮磨损或弯曲 润滑油型号不对或不足； 输出轴上的齿轮磨损； 同步器磨损或损伤; 更换齿轮时没有成对更换
更换轴承、添加润滑油； 更换； 更换齿轮； 更换或校正 选用规定润滑油或添足； 更换； 更换齿； 成对更换。
1、主动轴 2、主动轴四档齿轮 3、三／四档同步器 4、主动轴三档齿轮 5、主动轴二档齿轮 6、主动轴一挡齿轮 7、主动轴五档齿轮 8、五档步器 9、从动轴五档齿轮 10、从动轴一挡齿轮 11、一／二档同步器 12、从动轴二档齿轮 13、从动轴三档齿轮 14、从动轴四档齿轮 15、从动轴 16、倒档惰轮 17、主动轴倒档齿轮 18、从动轴倒档齿轮
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三、变速器的工作原理
1、变速变矩原理 一对啮合的齿轮，小齿轮齿数为12,
大齿轮齿数为24,则在相同时间内，小 齿轮转2周而大齿轮只能转1周。
若小齿轮是主动齿轮，它的转速经 大齿轮传出时转速就降低了；反之，以 大齿轮为主动，它的转速经小齿轮传出 时转速就升高了。
汽车用齿轮式变速器就是根据这一 变速原理，利用若干齿数不同的齿轮搭 配啮合传动来实现变速的。
装变 置速
器 锁 止
自锁装置 互锁装置
防止变速器自动脱档
防止变速器同时挂入两个档位，造 成变速器齿轮“卡死”
倒档锁装置 防止驾驶员误挂入倒档
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自锁装置：
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互锁装置：
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倒档锁装置：
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课题
授课时间 及班级
课时 课型 知识目标 能力目标 教学重点 教学难点