检修手动变速器变速传动机构

学习任务3　检修手动变速器变速传动机构

学习任务描述

一辆东风雪铁龙汽车行驶65 482km，车辆行驶过程中在高速档位时出现异响，而且随着车速变化越来越明显，特别是在路况不好或者频繁换档时表现更明显。车主已将车开到4S店，请你解决本车减速器传动机构的故障。

相关知识学习

一、二轴式变速器的变速传动机构

二轴式变速器用于发动机前置前轮驱动的汽车，一般与驱动桥（前桥）合称为手动变速驱动桥。目前，我国常见的国产轿车均采用这种变速器，如桑塔纳、捷达、富康、奥迪等。

前置发动机有纵向布置和横向布置两种形式，与其配用的二轴式变速器也有两种不同的结构形式。

发动机纵置时，主减速器为一对圆锥齿轮，如奥迪100、桑塔纳2000轿车，如图3－21所示。

图3－21　发动机纵置的二轴式变速器传动示意图（桑塔纳2000）

1－纵置发动机；2－离合器；3－变速器；4－变速器输入轴；5－变速器输出轴（主减速器主动锥齿轮）；6－差速器；7－主减速器从动锥齿轮；8－前轮（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ－一、二、三、四、五档齿轮；R－倒档齿轮）

发动机横置时，主减速器采用一对圆柱齿轮，如捷达轿车，如图3－22所示。

图3－22　发动机横置的二轴式变速器传动示意图（捷达）

1－发动机；2－离合器；3－变速器；4－主减速器；5－差速器；6－带等角速万向节的半轴

（一）发动机纵向布置的二轴变速器

发动机纵向布置的二轴式变速器，图3－23、图3－24所示分别为桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构图和示意图。

图3－23　桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的结构图

1－四档齿轮；2－三档齿轮；3－二档齿轮；4－倒档齿轮；5－一档齿轮；6－五档齿轮；7－五档运行齿环；8－换档机构壳体；9－五档同步器；10－齿轮箱体；11－一、二档同步器；12－变速器壳体；13－三、四档同步器；14－输出轴；15－输入轴；16－差速器

1．结构

该变速器的变速传动机构有输入轴和输出轴，二轴平行布置，输入轴也是离合器的从动轴，输出轴也是主减速器的主动锥齿轮轴。该变速器具有五个前进档和一个倒档，全部采用锁环式惯性同步器换档。输入轴上有一～五档主动齿轮，其中一、二档主动齿轮与轴制成一体，三、四、五档主动齿轮通过滚针轴承空套在轴上。输入轴上还有倒档主动齿轮，它与轴制成一体。三、四档同步器和五档同步器也装在输入轴上。输出轴上有一～五档从动齿轮，其中一、二档从动齿轮通过滚针轴承空套在轴上，三、四、五档齿轮通过花键套装在轴上。一、二档同步器也装在输出轴上。在变速器壳体的右端还装有倒档轴，上面通过滚针轴承套装有倒档中间齿轮。

图3－24　桑塔纳2000轿车二轴式变速器传动机构的示意图

1－输入轴；2－输出轴；3－三、四档同步器；4－一、二档同步器；5－倒档中间齿轮；Ⅰ－一档齿轮；Ⅱ－二档齿轮；Ⅲ－三档齿轮；Ⅳ－四档齿轮；Ⅴ－五档齿轮；R－倒档齿轮

2．各档动力传动路线（如图3－24所示）

各档动力传动路线如表3－2所示。

表3－2　桑塔纳2000轿车变速器动力传动路线

操作：此时可以观看变速器实物，讲解结构、演示各档动力传动路线。

（二）发动机横向布置的二轴式变速器

1．结构

发动机横向布置的二轴式变速器结构如图3－25所示，所有前进档齿轮和倒档齿轮都采用常啮合斜齿轮，并采用锁环式同步器换档。

图3－25　发动机横向布置的二轴式变速器结构图

1－输出轴；2－输入轴；3－四档齿轮；4－二档齿轮；5－二档齿轮；6－倒档齿轮；7－倒档惰轮；8－一档齿轮；9－主减速器主动齿轮；10－差速器油封；11－等速万向节轴；12－差速行星齿轮；13－差速半轴齿轮；14－主减速器从动齿轮；15－一、二档同步器；16－三、四档同步器

2．动力传动路线

（1）一档。如图3－26所示，一、二档同步器使一档齿轮与主减速器主动齿轮轴接合，将变速齿轮锁定到主减速器主动齿轮轴上。输入轴齿轮的一档主动齿轮顺时针转动，逆时针地驱动一档从动齿轮和主减速器主动齿轮轴，顺时针驱动主减速器从动齿轮。

图3－26　一档动力传动路线

（2）二档。从一档向二档换档时，一、二档同步器分离一档从动齿轮，并接合二档从动齿轮，动力传动路线如图3－27所示。

图3－27　二档动力传动路线

（3）三档。当二档同步器接合套返回空档后，将三、四档同步器锁定到主减速器主动齿轮轴上的三档齿轮上。动力传动路线如图3－28所示。

图3－28　三档动力传动路线

（4）四档。将三、四档同步器接合套从三档齿轮移开，移向四档齿轮，将其锁定在主减速器主动齿轮轴上。动力传动路线如图3－29所示。

图3－29　四档动力传动路线

（5）倒档。变速杆位于倒档时，倒档惰轮换入与倒档主动齿轮和倒档从动齿轮啮合。倒档从动齿轮同时又是一、二档同步器接合套，同步器接合套带有沿其外缘加工的直齿。倒档惰轮改变变速齿轮的转动方向，汽车就可以倒车。动力传动路线如图3－30所示。

图3－30　倒档动力传动路线

二、三轴式变速器的变速传动机构

三轴式变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。

（一）三轴式变速器的传动机构

下面以东风EQ1092中型货车的变速器为例进行介绍，其结构简图如图3－31、图3－32所示，有三根主要的传动轴，一轴、二轴和中间轴，所以称为三轴式变速器。另外还有倒档轴。

图3－31　三轴手动挡变速器结构示意图

①、②、③、④、⑤、R为各档位齿轮啮合对

图3－32　东风EQ1092中型货车的三轴式变速器

1－一轴；2－一轴常啮合齿轮；3－一轴常啮合齿轮接合齿圈；4、9－接合套；5－四档齿轮接合齿圈；6－二轴四档齿轮；7－二轴三档齿轮；8－三档齿轮接合齿圈；10－二档齿轮接合齿圈；11－二轴二档齿轮；12－二轴一、倒档直齿滑动齿轮；13－变速器壳体；14－二轴；15－中间轴；16－倒档轴；17、19－倒档中间齿轮；18－中间轴一、倒档齿轮；20－中间轴二档齿轮；21－中间轴三档齿轮；22－中间轴四档齿轮；23－中间轴常啮合齿轮；24、25－花键毂；26－一轴轴承盖；27－回油螺纹

（二）各档位传动分析

该变速器为五档变速器，各档传动情况如下：

1．空档

发动机动力通过离合器传递给输入轴，变速器内无动力传递。

2．一档

前移二轴一、倒档直齿滑动齿轮12与中间轴一档齿轮18啮合。动力经一轴齿轮2、中间轴常啮合齿轮23、中间轴齿轮18、二轴一、倒档齿轮12，传到第二轴使其顺时针旋转（与第一轴同向）。

3．二档

后移接合套9与二轴二档齿轮11的接合齿圈10啮合。动力经齿轮2、23、20、11、10、9、24，传到二轴使其顺时针旋转。

4．三档

前移接合套9与二轴三档齿轮7的接合齿圈8啮合。动力经齿轮2、23、21、7、8、9、24，传到二轴使其顺时针旋转。

5．四档

后移接合套4与二轴四档齿轮6的接合齿圈5啮合。动力经齿轮2、23、22、6、5接、4、25，传到二轴使其顺时针旋转。

6．五档

前移接合套4与一轴常啮合齿轮2的接合齿圈3啮合。动力直接由一轴、2、3、4、25，传到二轴，传动比为1。由于二轴的转速与一轴相同，故此档称为直接档。

7．倒档

后移二轴上的一、倒档直齿滑动齿轮12与倒档齿轮17啮合。动力经齿轮2、23、18、19、17、12，传给二轴使其逆时针旋转，汽车倒向行驶。倒档传动路线与其他档位相比较，由于多了倒档中间齿轮的传动，所以改变了二轴的旋转方向。

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齿轮变速机构的拆装和检修

变速传动机构包括输入轴、输出轴及其上的齿轮。输入轴和输出轴的分解分别如图3－33和图3－34所示。

图3－33　输入轴分解图

1－后轴承的罩盖；2－挡油圈；3－卡环；4－输入轴后轴承；5－变速器后盖；6－五档同步套管；7－五档同步环；8－五档同步器和齿轮；9－五档齿轮滚针轴承；10－五档齿轮滚针轴承内座圈；11－固定垫圈；12－卡环；13－中间轴承；14－轴承支座；15－中间轴承内座圈；16－卡环；17－四档齿轮；18－四档同步环；19－四档齿轮滚针轴承；20－卡环；21－三档和四档同步器；22－三档同步环；23－三档齿轮；24－三档齿轮滚针轴承；25－输入轴；26－输入轴滚针轴承

图3－34　输出轴分解图

1－五档齿轮；2－输出轴外后轴承；3－轴承保持架；4－后轴承外圈；5－调整垫片；6－轴承支座；7－输出轴内后轴承；8－一档齿轮；9－一档齿轮滚针轴承；10－一档齿轮滚针轴承内座圈；11－一档同步环；12－一档和二档同步器；13－二档同步环；14－二档齿轮；15－二档齿轮滚针轴承；16－挡环；17－三档齿轮（凸缘应转向四档齿轮）；18－挡环；19－四档齿轮（凸缘应转向主动锥齿轮）；20－输出轴前轴承；21－输出轴；22－圆柱销；23－输出轴前轴承外圈

（一）齿轮变速机构的拆卸

1．整套齿轮的拆卸

拆卸变速器；拆下变速器后盖；拆下轴承支座；拆下整套齿轮。

2．输入轴的拆卸

拆下四档齿轮的卡环；取下四档齿轮、同步环和滚针轴承，拆下同步器锁环；取下三档和四档同步器、三档同步环和齿轮，取下三档齿轮的滚针轴承，取下输入轴的中间轴承内座圈。

3．输出轴的拆卸

拆下输出轴内后轴承和一档齿轮；取下滚针轴承和一档同步环，取下滚针轴承的内座圈、同步器和二档齿轮；取下二档齿轮的滚针轴承，拆下三档齿轮的卡环、三档齿轮；拆下四档齿轮的卡环、四档齿轮。拆下输出轴的前轴承。

（二）齿轮变速机构的检修

1．检查所有齿轮和轴承的损坏情况

齿面有轻微斑点的，在不影响使用的情况下可以用油石修磨。当齿厚磨损超过0．2mm、齿长磨损超过原齿长的15％或斑点面积超过齿面15％以上时，则应更换齿轮。装好滚针轴承和内座圈后，用百分表检查齿轮与内座圈之间的间隙，如图3－35所示。标准间隙为0．009～0．060mm，极限间隙为0．15mm，超过极限应更换轴承。

注意：齿轮应成对更换。

2．检查输入轴和输出轴

输入轴和输出轴不应有裂纹，轴径及花键不应有严重磨损，轴上的齿轮不应有断齿和严重磨损，否则应更换。检查轴的径向圆跳动，如图3－36所示，不应超过0．05mm，否则应更换或校正。

图3－35　检查齿轮与内座圈之间的间隙

图3－36　检查轴的径向圆跳动

图3－37　检查同步器间隙

3．检查同步器

将同步环压在各自齿轮的锥面上，按压转动同步环时要有阻力，用塞尺测量环齿与轮齿之间的间隙a，如图3－37所示。间隙a的规定值见表3－3。如果不符合规定，应更换同步环。

表3－3　同步器环齿与轮齿之间的间隙a　单位：mm

（三）齿轮变速机构的装配

1．装配步骤

（1）装上中间轴承的内座圈。

（2）将预先润滑过的三档齿轮滚针轴承装上，把油槽转向二档齿轮。

（3）组装三档、四档同步器。

（4）装上三档齿轮和三档、四档同步器，装上卡环。

（5）装上同步环、滚针轴承和四档齿轮，再装卡环。

（6）用2kN的力将三档齿轮、同步器和四档齿轮紧紧压卡环上，把总成固定好。

（7）将前轴承装在输出轴上；装上四档齿轮。

（8）用手扶住前轴承，齿轮有凸缘的一边应朝向轴承。

（9）用卡环将四档齿轮固定好，卡环的厚度有2．35mm、2．38mm、2．41mm、2．44mm、2．47mm等几种。

（10）安装三档齿轮，凸缘应朝向四档齿轮。

（11）用塞尺测量卡环的厚度，根据测量结果，选择适当的卡环装上。

（12）安装滚针轴承、齿轮和二档同步环。装配一档和二档同步器。

（13）装上一档和二档同步器，同步器壳体的槽应朝一档齿轮。

（14）装上一档齿轮滚针轴承的内座圈。

（15）装上一档同步环、一档齿轮、一档齿轮滚针轴承。

（16）装上内后轴承，将输入轴和输出轴装在轴承支座上，将轴承支座装在变速器壳体上。

（17）将变速器后盖装在变速器轴承支座上。