南京工业大学动力换挡变速器精讲67页PPT

机械与动力工程学院
3.行星传动的效率计算 啮合功率法 ：在行星传动中动力流分为两部分：一部
分通过牵连运动传递，这一部分没有齿轮啮合摩擦功率 损失；另一部分通过相对运动传递，这一部分通过齿轮 啮合传递，有啮合功率损失。 啮合功率Nx
N x M t (nt n j ) M q (nq n j )
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2、离合器的摩擦转矩
离合器Ф接合时的工作转矩为
M m i i M i
从减小传递扭矩的要求出发，离合器应尽可能的布置 在变速箱的高速轴上。 与相对转速nфx相乘，得
( M m n ) M i ni (1
x
i i
)
如果通过改变离合器的位置降低离合器 Ф闭合时所传递 的转矩，但同时也增大了离合器Ф分离后的空转相对转速。
由此可得，对于变速机构Dmax=5.5，换向机构Dmax=3.5。
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第二节 行星式动力换档变速箱原理
特点：动力换档变速箱中有许多行星排，换档动作主要依 靠制动器制动各行星排的齿圈实现的。
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行星架
齿圈
行星齿轮
太阳轮
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盘式制动器
带式制动器
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行星传动的闭锁: 在行星传动中如果某一行星排的太阳轮、 行星架、齿圈三个元件任意两个的转速相等，第三件的转 速也必然与前两个相等。 实际设计中，常利用这个方法(闭锁离合器)实现直接档。
图 6-9 DZ161 铲运机变速箱简图
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上节课内容总结 第一节 定轴式动力换档变速箱
1、定轴式动力换挡变速箱的结构原理。 两自由度 三自由度 按自由度分为 四自由度 3、磨擦离合器的布置位置选择

02
变速器的工作原理
齿轮传动原理
01
02
03
齿轮传动
通过一对或多对相互咬合 的齿轮，将动力从一根轴 传递到另一根轴上，实现 动力的传递和变速。
齿轮种类
包括直齿、斜齿、锥齿等 多种类型，不同类型齿轮 适用于不同工作条件和要 求。
齿轮传动特点
效率高、传动平稳、结构 紧凑、工作可靠，是机械 传动中最常用的一种传动 方式。
检查密封件和油封
检查变速器各密封件和油封是否完好，有无泄漏或损坏。
定期清洁变速器外部
清除变速器表面的污垢和尘土，保持清洁。
变速器的定期保养
定期更换变速器油
根据变速器的使用情况和 制造商的推荐，定期更换 变速器油，以保证油的清 洁度和性能。
检查并更换磨损件
定期检查变速器内部的齿 轮、轴承、密封件等是否 磨损严重，及时更换以保 证变速器的正常运转。
输入轴连接发动机，将动力传递给变 速器；输出轴连接传动系统，将动力 传递到车轮；中间轴用于传递动力， 并起到减速或增速的作用。
变速器的齿轮与齿圈
齿轮是变速器中用于传递动力的 关键部件，包括直齿齿轮、斜齿
齿轮和行星齿轮等类型。
齿圈是与齿轮配合的另一个重要 部件，通常固定在变速器的壳体 上，通过与齿轮的啮合实现动力
操纵机构是变速器中用于控制档位切换的部件，包括换挡拨叉、换挡拉 杆和同步器等部件。
换挡拨叉通过与同步器的配合，实现档位的切换；换挡拉杆则将驾驶员 的换挡动作传递给换挡拨叉。
操纵机构的设计应简单、可靠，以保证驾驶员操作的准确性和便捷性。
04
变速器的维护与保养
变速器的日常保养
日常检查油位和油质
确保变速器油的液位在正常范围内，并观察油的品质是否正常， 有无杂质或变色。

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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。

弹簧为旋转鼓反作用力的缓冲弹簧，防止活塞振动。不制
动时制动带与制动鼓之间有一定间隙，此间隙可由调整螺
钉调整。
•
工作原理：当油液从输油管注入油缸时，油液压力
克服回位弹簧力推动活塞和推杆。通过推杆使制动带抱紧
制动鼓，起制动作用。当卸掉油缸油液时，油液作用在活
塞上的压力小于回位弹簧的弹力，活塞和推杆都向油缸底
在一起，与行星排某一基本元件连接的制动器鼓就被固定 住而不能旋转，如图6-6所示。
制动器
图6-5 制动器脱开
图6-6 制动器接合
制动器
• 6.1.2带式制动器
• 带式制动器由制动鼓、制动带、推杆、油缸、活塞等元
件组成。制动带的一端固定在自动变速器壳体上，另一端
与控制油缸的推杆相连接。外弹簧为活塞的回位弹簧。内
部运动，制动带释放。带式制动器结构组成如图6-7所示 结构组成
制动器
图6-8 制动带的工作原理
• 6.1.3单向离合器
• 单向离合器的作用是单方向固定或连接几个行星排中的某个太阳轮、
行星架、齿圈等基本元件。与离合器和制动器不同，单向离合器不受
汽车自动变速器换挡执行机构 原理与维修
自动变速器之换挡执行机构
• 行星齿轮变速器中的所有齿轮都处于常啮 合状态，换挡变换必须通过以不同方式对 行星齿轮机构的基本元件进行约束(即固 定或连接某些基本元件)来实现。我们把 对这些基本元件实施约束的机构称为行星 齿轮变速器的换挡执行机构。
•
执行机构主要由离合器、制动器和
液压系统的控制，单向离合器的锁止和释放完全由与之相连接元件的 受力方向来控制。单向离合器有滚柱斜槽式和楔块式两种。
•
一、滚柱斜槽式单向离合器
•

三轴式+倒档轴的 四档变速器
〔轻型汽车〕 1. 组成 第一轴(primary
shaft)，输入， 常啮合齿轮 (constantmash gear)
中间轴(lay shaft)，常啮合齿轮及各档齿轮 第二轴(main shaft) ， 输出轴， 各档齿轮
倒档轴 (Reverse shaft) 倒档齿轮
插入式配档：主1+副低、高=1~2档 主2+副低、高=3~4档，…… 主4+副低、高=7~8档
54
32 1
R
后置副变速器
前置副变速器(副变速器i较小时)
第三节 同步器
一、无同步器时的换档过程 用滑动齿轮或接合套换档时，必须待啮合
的轮齿的圆周速度须相等，方可平顺挂档—— 依赖驾驶员的操作。
以CA141为例： 直接档为4档〔左 齿轮〕，右齿轮为5档。 低档换高档〔4 5〕
n3下降较慢 使得 n2=n3不可能出现
无换档的最正确时刻
二、同步器作用、组成和分类 1. 作用 使接合套与待接合齿圈之间迅速同步，并阻
止在同步前接合。缩短换档时间，防止冲击。 2. 组成 同步装置〔推动件、摩擦件〕 锁止装置、 接合装置 3. 分类 按工作原理：常压式、自动增力式、 惯性式(广泛采用)
2. 四档变速器工作原理和各档传动路线
3、变速原理
Z5
Z4 Z3
2档和3档的传 动比是多少？
Z2
Z9
Z8
Z6
Z7
i2= 〔z6/z5〕X 〔z2/z9〕
i3= 〔z6/z5〕X 〔z3/z8〕
4、换档原理
一轴
中间轴
二轴
5、变速器工作情况
6、各档换档过程
一档

“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
2、同步装置 同步是使得套筒上的齿和齿轮（蓝色）啮合之前产生一个摩擦接触 ，见下图
齿轮（蓝色）上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口，两者之间 的摩擦力使得套筒和齿轮（蓝色）同步，套筒的外部滑动，和齿 轮啮合。
◆二轴五档变速器视频
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
◆一档动力传递路径
输入轴
输出轴
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
◆四档动力传递路径
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
◆五档动力传递路径
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
◆齿轮（蓝色）：在花键轴上自由转动。在发动机停止，但车辆仍在运动 中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转 动。

BS305变速箱Ⅱ档〔直接档〕路 线
二档〔直接档〕动力传递路线： 中间输入轴→太阳轮〔花键连接〕 →直接轴〔花键连接〕 →直接档主动片总成〔螺栓连接，扣紧片防
松〕→直接档从动片〔直接档油缸进油，推动直接档活塞压紧直接档主动片总成与直接档从动片，摩擦传力〕 →圆柱销〔从动片卡槽连接〕→直接档受压盘〔销接〕→中间轴输出齿轮〔与直接档受压盘、直接档油缸螺栓 连接，铁丝防松〕→输出轴齿轮〔啮合〕→输出轴〔花键连接〕→前后法兰〔花键连接〕
I档行星轮架与倒档内齿圈装配体
I档内齿圈 倒档行星架与行星轮架装配体
倒档〔Ⅰ档〕行星架总成
BS305变速箱直接档轴和油缸总 成
BS305变速箱直接档轴总 成
BS305变速箱直接档轴和油缸总 成
BS305变速箱直接档总成
倒档一档主动片总成、从动片油道
进油口：L K
回油口：
变速操纵阀切断阀
工作原理： 1、一般情况下〔非制动〕，C口有气进入气阀体的左腔，推动活塞压缩弹簧16，在弹
簧7的作用下刹车阀杆8右移，使油道F〔通向分配阀局部〕与T相通，阀体内的G腔 与油箱相通。 2、当脚制动时，从制动系统来的压缩空气，进入右腔，推动气阀杆10左移，圆柱塞9 、刹车阀杆8亦被推向左移，使油道F切断，同时使油道T与G腔连通，工作油缸的 油通过F、G流回油箱，因而离合器别离，变速箱回空档。 C、D口都不进气时，变速操纵阀压力为零； 同时从C、D口进气时，变速操纵阀压力也为零；
……人工换档变速箱〔滑移齿轮、啮合套〕 ……动力换档变速箱 ……自动换档变速箱〔半自动、全自动换档〕
其中动力换档又可分为：……机械—液压动力换档〔如ZL50C〕 ……电子—液压动力换档〔如ZL50G中、高配〕
定轴轮系

d、倒档轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。倒 档齿轮通过轴承活套在倒档轴上。
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2、各档动力动力传递情况
• a、一档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴 第一档齿轮→第二轴一档齿轮→一档同步器接合齿圈→ 接合套→第二轴→输出
• b、二档：输入轴→第一轴常啮齿轮→中间轴→中间轴 第二档齿轮→第二轴二档齿轮→二档同步器接合齿圈→ 接合套→第二轴→输出
黄色轴是花键轴，通过连接到汽车驱动轮的差速 器直接与驱动轴相连。
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蓝色齿轮连在轴承上， 轴环将两个蓝色齿轮中 的一个连接到黄色驱动轴上。 它通过齿槽直接 与黄色轴相连，并与黄色轴一起转动。 但轴环 也可以沿着黄色轴左右滑动，从而选择性地接合 两个蓝色齿轮中的一个。
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下图显示了当轴环换到一挡时如何结合右边的蓝色齿轮：
• b、中间轴在中间轴上制有（或固装）有六个齿轮，作 为一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相 啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动 力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次 称各齿轮为中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。
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c、在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴 承安装有二轴各档齿轮。其中从前向后，在第一和第二 花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂 之间装有一档和五档齿轮，它们分别与中间轴上各相应 档齿轮相啮合。在三个花键毂上分别套有带有内花键的 接合套，并设有同步机构。通过接合套的前后移动，可 以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿 轮上的动力传给二轴。其中在第二个接合套上还制有倒 档齿轮。第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之 间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与万向传动装置 相连。

标
一、变速器的功用
1.实现变速、变矩 2.实现倒车行使 3.实现动力传递中断 4.实现动力输出，驱动其他机构
二、变速器的类型
1.按传动比变化方式分类：
（1） 有级变速器 （2） 无级变速器 （3） 综合式变速器
2.按操纵方式不同分类：
（1） 强制操纵式变速器 （2） 自动操纵式变速器 （3） 半自动操纵式变速器
传动的挡位，它利用移动套在花键毂上的接 合套与传动齿轮上的接合齿圈相啮合或退出 完成换挡。
六、变速器的操纵机构
1.变速器操纵机构的功用 变速器操纵机构是保证驾驶员根据使用条件，
准确、可靠地使变速器挂入所需要的挡位，并可 随时使之退入空挡的一种机构。
2.变速器操纵机构的类型 （1）直接操纵式 （2）远距离操纵式
全国中等职业技术学校机电类通用教材
项目2 手动变速器的拆装与检修
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项目2 手动变速器的拆装与检 修
任务1 了解手动变速器的构造与原理 任务2 拆装手动变速器 任务3 检修手动变速器
项目概述

变速器是汽车传动系统的重要组成部
件，它将离合器传来的驱动力矩按照转动
比的变化改变输出轴的转速，再通过后方
的传动轴带动车轮转动，来实现车辆不同
的行驶速度。

本项目主要讲解手动变速器的基本结
构、工作过程及手动变速器的拆装检测方
法。
任务一 了解手动变速器的构造与原理
知
识
了解手动变速器的组成。
目
掌握手动变速器的工作原理。
标
技
能
对手动变速器各部件做到熟练认知。
目

选择
根据车辆的用途和性能要求选择合适的变速器类型，以满足 驾驶需求。
02
换挡操作与过程
换挡杆的工作原理
01
换挡杆的作用
换挡杆是手动变速器中的重要组成部分，用于控制变速器的换挡操作。
通过换挡杆，驾驶员可以切换不同的挡位，从而改变车辆的行驶速度和
动力输出。
02
换挡杆的构造
Байду номын сангаас
换挡杆通常由操作杆、球头和换挡机构组成。操作杆一般位于驾驶员的
变速器异响
如果变速器在行驶过程中 出现异响，可能是轴承或 者齿轮损坏，需要拆卸变 速器进行检修。
变速器漏油
如果发现变速器有漏油现 象，可能是密封件老化或 者损坏，需要更换密封件。
维修工具与注意事项
专用工具
在维修变速器时，需要使用专用的拆 卸工具和调整工具，以确保维修质量 。
安全注意事项
维修变速器时，应该注意安全，避免 杂物和污垢进入变速器内部，同时要 确保操作正确，防止损坏变速器。
右手下方，方便驾驶员操作。球头与换挡机构相连，通过球头可以控制
换挡机构的工作。
03
换挡杆的工作方式
当驾驶员需要换挡时，他可以通过操作杆推动球头，球头再带动换挡机
构进行工作。换挡机构会根据驾驶员的操作，将动力从输入轴传递到输
出轴，从而实现挡位的切换。
同步器的功能与工作原理
同步器的功能
同步器的结构
同步器是手动变速器中的一个关键部 件，它的主要功能是在换挡过程中， 使待啮合齿轮达到相同的转速，以便 于齿轮顺利啮合。
齿轮啮合与分离过程
齿轮啮合过程
在换挡过程中，当驾驶员推动换挡杆时，待啮合齿轮的转速逐渐与当前挡位的齿轮转速相匹配。当两者转速一致 时，待啮合齿轮与当前挡位的齿轮开始接触并逐渐增加接触力。随着接触力的增加，待啮合齿轮与当前挡位的齿 轮开始进入啮合状态。

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主要工作面
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• 2、选择定位基准 粗基准：外圆面 精基准：中心孔
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示意图
• 红色箭头所指的表面分 别是安装轴承和齿轮的 表面，相比于其他的表 面，其表面粗糙度、表 面质量更高，因此，本 着节约成本的角度应当 区别对待。
• 另外，我们还应当看到， 该轴上还有键槽与齿轮 进行固定，则加工时还 应当考虑到键槽的加工
花键轴部 分
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• 因此，在阶梯轴加工之后，只需在套筒活动部分 在拉出部分花键轴就可以了
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变速器齿轮加工
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齿轮分类
主动轮 从动轮 堕轮
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材料的选用：20CrMnTi
20CrMnTi多用于制造汽车重载，是抗 冲击，耐磨且适合高转速的重要零件。 它是渗碳钢，其淬透性高，同时具有较 高的强度和韧性，特别是具有较高的低 温冲击韧性。
12
视频
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结合下图,看看换档具体的实现,5MT的汽车,换档叉有 3根
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三．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 对传动副，其轴改变一 次转向。故倒档的实现 是在输入齿轮与输出齿 轮之间增加了一个中间 齿轮(称惰轮)，从而改变 了输出齿轮的方向。
器和传动轴,叫传出轴，传递动力给轮胎.需要注意的是,黄色 轴和紫色的套筒是通过花键相连的.
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一般的的变速器：这是个5MT的变速器，就很容易 明白了。
a
b
cde
h fg
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350 5.057:0.764 585
6、适用车型：2—3吨轻型卡车，7—8米
小型客车
Speed 1st 2nd 3rd
350 N.m
5.057 2.609 1.565
100 3.3
4th 5th
R
1.00 0.764 4.575
变速器培训教材
6
WLY653变速器
变速器培训教材
7
四、WLY653系列变速器技术特点
变速器培训教材
18
三、拆卸变速器总成
1、固定放稳变速器；
变速器培训教材
19
பைடு நூலகம்
2、拆掉顶盖总成；
变速器培训教材
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3、拆掉上盖总成；
变速器培训教材
21
4、拆掉突缘总成；
变速器培训教材
变速器培训教材
13
故障表现 变速器挂档困难
乱档
原因分析
排除方法
离合器分离不彻底
调整离合器
操纵机构调整不当
调整
同步器损坏
更换故障零件
拨叉变形或损坏
修复或更换拨叉
拨叉止动螺钉松动
紧固
轴承磨损或损坏
更换轴承
互锁钢球或互锁销漏装或磨 补装或更换 损
变速器培训教材
14
故障表现 变速器自动跳档
原因分析 操纵机构调整不当 同步器损坏 锁止弹簧变形或损坏 齿轮轴向间隙过大 轴承轴向间隙过大 拨叉过度磨损 突缘螺母松动
1、根据道路和车辆载重情况，采用1档或2档起步； 2、变速器禁止空档滑行，特别是发动机熄火状态下空档滑行，防止烧坏同步器及 各类轴承； 3、换档时，离合器必须彻底分离，以免出现半联动状态，损坏同步器等零件； 4、换倒档时，必须先停车后换档，以免损坏倒档齿轮和啮合套； 5、当变速器内出现异常声响时，应立即停车检查，待故障排除后方可继续行驶；

心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
变速器基础知识培训
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思

◆如图所示，输入轴（绿色）带动中间轴，中间轴带动右边的齿轮 （蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上。 在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒 啮合，所以它不对花键轴产生影响。
◆当套筒在两个齿轮中间时，变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花 键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间 的变速比决定的。
知回顾
• 变速器的作用 • 传动比
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目录
1 手动变速器的组成 2 手动变速传动机构 3 变速器动力传递 4 小结及作业
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手动变速器的组成
• 由传动机构和操纵机构 • 回答：
传动机构的作用 操纵机构的作用
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手动变速传动机构
• 预读提纲 1、变速传动机构的分类
作业： 1、写出两轴五档变速器各档位的传递路线。
第11页/共13页
第12页/共13页
谢谢您的观看！
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2、同步装置
同步是使得套筒上的齿和齿轮（蓝色）啮合之前产生一个摩 擦接触，见下图
齿轮（蓝色）上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口，两者之间
的摩擦力使得套筒和齿轮（蓝色）同步，套筒的外部滑动，和齿
轮啮合。
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观看三轴变速器原理
• 汽车知识之变速器齿厢构造_标清.flv
第9页/共13页
课堂练习
1、变速器由
变速传和动机构
2、变速传动机构分为
和
组 成 。变速操纵机构
3、三轴变速器由
、
、
三轴式变速器。
和一个
、
、 二轴式变速器
、
、
组成，具有五个