7.3 认识手动变速器的结构和工作原理（课件）《汽车构造》同步精品课堂（高教版）

7.3 认识手动变速器的结构和工作原理 《汽车构造》高教版 教学目标 教学重难点 新知学习 课程总结 小试牛刀 知识引入 手动变速器是汽车传动系统的重要组成部件，安装在离合器和传动轴之间，驾驶员可根据路况选择不同的挡位，实现前进、倒车、停车等功能。 知识引入 手动档变速箱结构原理详解，明白了原理你会喜欢开手动挡的操控感 课程目标 知识目标 了解变速器的功用、分类、工作原理。 了解典型二轴式变速器及其同步器的结构及工作原理。 能力目标 能指认手动变速器各部件的名称。 能分析手动变速器的挡位传递路线。 教学重难点 典型二轴式变速器及其同步器的结构及工作原理 教学重点 01 能指认手动变速器各部件的名称 教学难点 02 Part1 认识变速器的功用 手动变速器是汽车传动系统的重要组成部件，安装在离合器和传动轴之间，如图所示。 认识变速器的功用 变速器的功能主要有以下四种： 认识变速器的功用 手动变速器能改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求，能在较大范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上的扭矩。 倒车功能用来满足汽车倒退行驶的需要，利用变速箱中设置的倒挡来实现汽车倒车行驶。 1.改变传动比 2.实现倒车行驶 变速器的功能主要有以下四种： 认识变速器的功用 在发动机起动、怠速运转，汽车换挡或需要停车进行动力输出时，应中断向驱动轮的动力 传递。 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。空挡可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离 合器踏板离开驾驶员座位。 3.中断动力传递 4.实现空挡 Part2 认识变速器的分类 1.按变速器输入与输出转速的传动比变化方式不同分类 变速器可分为有级式、无级式和综合式三种形式。 认识变速器的分类 (1)有级式变速器采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。 01 (2)无级式变速器传动比的变化是连续的。 02 (3)综合式变速器的传动比可以在最大值与最小值之间几个分段的范围内做无级变化，一般由有级式变速器和液力变矩器两部分构成。 03 2.按操纵方式不同分类 变速器可分为手动变速器、自动变速器和半自动变速器三种形式。 认识变速器的分类 (1)手动变速器(manualtransmission,MT)是指由驾驶员通过操纵变速杆来变换汽车行驶时所需的挡位。 01 (2)自动变速器(automatictransmission,AT)是根据发动机的载荷信号和车速信号来控制执行元件，实现各前进挡位的自动变换。自动控制方式可分为全液压控制自动变速器和电子控制自动变速器两类。 02 (3)半自动变速器分为两类：一类是部分挡位自动换挡、部分挡位手动(强制)换挡；另一类是预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，由执行机构自行换挡。 03 3.按变速器前进时齿轮机构所用轴的数目不同分类 变速器可分为两轴式和三轴式两类。 认识变速器的分类 (1)两轴式变速器通常与发动机前置前轮驱动的布置类型相配。 (2)三轴式变速器一般与发动机前置后轮驱动的布置类型相配。 4.按前进时变速器的挡位数不同分类 变速器可分为三挡手动变速器、四挡手动变速器、五挡手动变速器、六挡手动变速器等。 认识变速器的分类 Part3 认识变速器的工作原理 1.变速原理 如图所示，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。 认识变速器的工作原理 2.变矩原理 如果忽略传动损失，齿轮传动的转速与力矩成反比，即当一对啮合齿轮的主动齿轮是小齿轮，从动齿轮是大齿轮时，输出的转速下降，转矩增加。 3.变向传动 如图所示，一对齿轮旋向相反，每经过一个传动副，其轴改变一次转向。在第一轴与第二轴中加人倒挡轮(也称为惰轮),汽车可实现倒车。 认识变速器的工作原理 Part4 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 二轴式手动变速器的变速传动机构(图)有输人轴和输出轴，两轴平行布置，输人轴同时是离合器的从动轴，输出轴是主减速器的主动锥齿轮轴。该变速器具有5个前进挡(一至三挡为降速挡，四挡为直接挡，五挡为超速挡)和1个倒挡，全部采用锁环式惯性同步器换挡。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 变速器的输人轴前端通过轴承支撑在发动机曲轴后端的中心孔内。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 输入轴上有一至五挡主动齿轮和倒挡齿轮以及三、四挡和五挡同步器。 01 各机件的安装位置从前向后依次为四挡主动齿轮，三、四挡同步器，三挡主动齿轮，二挡主动齿轮，倒挡主动齿轮，一挡主动齿轮，五挡主动齿轮，五挡同步器等。 02 其中，二挡主动齿轮、倒挡主动齿轮、一挡主动齿轮与轴制成一体，三、四、五挡主动齿轮及五挡同步器都通过轴承支撑在输人轴上，三、四挡同步器和五挡齿圈都通过花键固定在输入轴上。 03 输出轴与主减速器的主动锥齿轮制成一体 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 其上相应地有主减速器主动锥齿轮、一至五挡从动齿轮和一、二挡同步器。 01 各机件的安装位置从前向后依次为主减速器主动锥齿轮，四挡从动齿轮。三挡从动齿轮，二挡从动齿轮，一、二挡同步器，一挡从动齿轮，五挡从动齿轮等。 02 其中，三、四、五挡从动齿轮及一、二挡同步器与输出轴制成一体，一、二挡从动齿轮通过轴承支撑在输出轴上。 03 1,空挡 如图所示，3个接合套都位于花键毂中央且没有挂倒挡时，变速器即处于空挡状态，无法传递动力。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 2,一挡 如图所示，一，二挡同步器的接合套向右移动，动力传递路线为：输人轴→一挡主动齿轮→一挡从动齿轮→一，二挡同步器→输出轴。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 3.二挡 如图所示，一、二挡同步器的接合套向左移动，动力传递路线为：输入轴→二挡主动齿轮→二挡从动齿轮→一、二挡同步器→输出轴。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 4.三挡 如图所示，三、四挡同步器的接合套向右移动，动力传递路线为：输入轴→三、四挡同步器→三挡主动齿轮→三挡从动齿轮→输出轴。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 5.四挡 如图所示，三、四挡同步器的接合套向左移动，动力传递路线为：输入轴→三、四挡同步器→四挡主动齿轮→四挡从动齿轮→输出轴。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 6.五挡 如图所示，五挡同步器接合套向右移动，动力传递路线为：输入轴→五挡同步器→五挡主动齿轮→五挡从动齿轮→输出轴。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 7.倒挡 如图所示，倒挡惰轮向右移动，同时与倒挡主、从动齿轮啮合。经过2对外啮合齿轮传动，因此输出轴转向与前进各挡位相反，从而实现倒车。动力传递路线为：输入轴→倒挡主动齿轮→倒挡惰轮→倒挡从动齿轮→输出轴。 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 Part5 认识同步器的结构 1.同步器的作用 认识同步器的结构 惯性式同步器有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，从而避免了齿间冲击。 同步器是利用摩擦原理实现同步的，现代汽车上广泛使用的是惯性式同步器，可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不可能接触，避免齿间冲击和噪声。 认识同步器的结构 同步器主要分为常压式同步器、惯性式同步器和自行增力式同步器三种，目前所采用的同步器几乎都是摩擦式惯性同步器。 惯性同步器可分为锁环式、锁销式、多锥式等多种形式。挂挡时，在轴向力的作用下摩擦元件相靠，在惯性力矩的作用下产生摩擦力矩，使被接合的两部分逐渐同步；锁止元件用于阻止同步前强行挂挡；弹性元件使接合套等在空挡时保持中间位置，又不妨碍整个接合和分离过程。 2.同步器的分类 认识同步器的结构 2.同步器的分类 锁环式惯性同步器如图所示，工作可靠、耐用，但摩擦锥面半径受限，转矩容量不大，适用于轻型汽车，广泛用于轿车及轻型客、货汽车。 认识同步器的结构 (1)锁环式惯性同步器的构造 花键毂轴向固定，并与齿圈、锁环具有相同花键齿。 ①花键毂 接合套用来联动花键毂、同步环、啮合齿圈，并与齿圈、锁环具有相同的花键齿。 ②接合套 锁环的倒角与接合套倒角相同，锁环具有内锥面，其上有螺旋槽，以便两锥面接触后，破坏油膜，增加锥面间的摩擦。 ③同步环(锁环) 滑块装于花键毂的三轴向槽内，带定位销，以便空挡定位时两端伸入两锁环的三缺口内。 ④滑块 在卡环的作用下，滑块压向接合套，使其凸起的端部球面正好嵌在接合套中部的凹槽中、起到空挡定位作用。 ⑤卡环 认识同步器的结构 (2)锁环式惯性同步器的工作原理 接合套带动滑块推动两锥面相靠，锥面间产生摩擦力矩，使同步环转动一个角度，锁止面阻止同步器齿套前移实现同步，同步环等回转一个角度，进入接合齿，完成换挡。 认识同步器的结构 实训前准备课堂所需的工量具和场地，见表 设备、工具、耗材 整备车辆1辆，手动变速器总成1台，实训工作台1个，常用工具1套   安全要求及注意事项 1.严格按照安全操作规程进行作业，预防人员受伤； 2.实训场地严禁打闹； 3.分组实训； 4.在实训过程中，不能乱串工位； 5.遵守5S作业规范   实训步骤 1.在整备车辆上指认手动变速器的安装位置； 2.在手动变速器总成上指认各部件的名称； 3.结合手动变速器总成，说出手动变速器的挡位传递路线； 4.填写作业工单 认识同步器的结构 将认识汽车手动变速器的结构和工作原理实训项目填人作业工单 认识同步器的结构 将认识汽车手动变速器的结构和工作原理实训项目填人作业工单 课堂小结 认识变速器的功用 认识变速器的分类 手动变速器是汽车传动系统的重要组成部件，安装在离合器和传动轴之间. 变速器可分为有级式、无级式和综合式三种形式。 课堂小结 认识变速器的工作原理 认识二轴式手动变速器的变速传动机构 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。 二轴式手动变速器的变速传动机构有输人轴和输出轴，两轴平行布置，输人轴同时是离合器的从动轴，输出轴是主减速器的主动锥齿轮轴。 课堂小结 认识同步器的结构 同步器是利用摩擦原理实现同步的，现代汽车上广泛使用的是惯性式同步器，可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不可能接触，避免齿间冲击和噪声。 小试牛刀 手动变速器的主要功能不包括以下哪一项？ A. 改变传动比 B. 实现倒车行驶 C. 提高发动机功率 D. 实现空挡 答案：C 解析： 手动变速器的功能包括改变传动比、实现倒车、中断动力传递和实现空挡，但不能提高发动机功率，它只是调节动力输出方式。 小试牛刀 汽车需要倒车行驶时，变速器通过以下哪项实现？ A. 一挡 B. 倒挡 C. 空挡 D. 超速挡 答案：B 解析： 变速器中专门设有倒挡，通过齿轮组合实现汽车倒退行驶。 小试牛刀 当驾驶员换挡时，变速器需要实现哪项功能以完成平顺换挡？ A. 改变传动比 B. 中断动力传递 C. 实现倒车 D. 提高扭矩 答案：B 解析： 换挡时，变速器需中断动力传递，避免齿轮冲击，实现平顺换挡。 小试牛刀 无级式变速器的传动比变化特点是： A. 只有三个固定值 B. 是连续变化的 C. 只能用于倒车 D. 必须由驾驶员手动控制 答案：B 解析： 无级式变速器（CVT）的传动比连续变化，提供平滑的加速体验。 小试牛刀 以下哪种变速器可以根据车速和发动机负荷自动换挡？ A. 手动变速器（MT） B. 自动变速器（AT） C. 半自动变速器 D. 有级式变速器 答案：B 解析：自动变速器（AT）通过传感器信号自动控制换挡，无需驾驶员干预。 小试牛刀 发动机前置前轮驱动的汽车通常采用哪种类型的变速器？ A. 三轴式变速器 B. 两轴式变速器 C. 液力变矩器 D. 自动变速器 答案：B 解析： 两轴式变速器结构紧凑，适合前置前驱布置，常用于轿车。 小试牛刀 某变速器前进挡位有5个，它属于： A. 三挡手动变速器 B. 四挡手动变速器 C. 五挡手动变速器 D. 六挡手动变速器 答案：C 解析： 按前进挡位数分类，有5个前进挡的即为五挡手动变速器。 小试牛刀 半自动变速器的特点之一是： A. 所有挡位完全自动控制 B. 完全无离合器踏板 C. 部分挡位可自动换挡 D. 不能实现空挡 答案：C 解析： 半自动变速器部分挡位自动换挡，部分需手动干预，介于MT与AT之间。 作业布置 1.简述变速器的工作原理。 2.简述变速器的分类。 3.简述变速器的功用。 感谢您的聆听 中职教育XX版 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $