第四章 手动变速器
第一节 概述
第二节 手动变速器的变速传动机构
第三节 同步器
第四节 变速器操纵机构
第五节 手动变速器故障诊断与检修
本章目标
? 掌握变速器的功用、分类，掌握普通齿轮变速
器的工作原理。
? 掌握三轴式变速传动机构的结构，掌握防止自
动脱档的结构和工作原理，掌握齿轮传动消隙
装置的结构和工作情况。
? 了解无同步器变速器的换档过程与有同步器换
档过程比较，掌握锁环式、锁销式惯性同步器
的结构及工作原理。
? 掌握变速器操纵机构的结构，掌握自锁装置、
互锁装置、倒档锁装置的结构和工作情况。
第一节 概述
? 一、变速器的功用
? 二、变速器的类型
? 三、手动变速器的工作原理
一、变速器的功用
1、改变汽车的行驶速度和牵引力
传动比：输入轴转速与输出轴转速的比值。
2、改变驱动轮的旋转方向
3、使动力与驱动轮脱离
二、变速器的类型
(一 )按档数设置分,
1、有级式变速器
采用齿轮传动，一般 汽车采用 3~5个前进档和一个倒档。
变速器档数：前进档的位数。
2、无级式变速器
采用液力变扭器传动，传动比可在一定的数值范围内连续
变化。
3、综合式变速器
由液力变扭器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个
范围内连续变化。
? (二 )按操纵型式分
? 1、手动
? 2、自动
三、手动变速器的工作原理
? 1、结构
结合套
中间轴
变速齿轮
输入轴
倒档轴
输出轴
2、基本原理
? i12=n1/n2= z2/z1=
M2/M1
z1, n1, M1为主动
齿轮的参数。
z2, n2, M2为从动
齿轮的参数。
主动轮 1
从动轮 2
3、变速原理 2档和 3档的传
动比是多少？
i2= （ z6/z5） X（ z2/z9）i3= （ z6/z5） X（ z3/z8）
Z2
Z3Z
4Z
5
Z6
Z7
Z8
Z9
4、换档原理
第二节 手动变速器的变速传动机构
变速器组成：传动机构、操纵机构
功用：传动机构：改变转速比
操纵机构：实现换档
分类：三轴式变速器、二轴式变速器
? 一、三轴式变速器
? 二、两轴式变速器
三轴式五档位变速器
三轴五档位变速器结构简图
1、变速器基本结构
中心孔
滚动轴承
滚动轴承
滚动轴承
二轴支承 滚动轴承
2、各档传动过程
3、齿轮的换档结构型式
（ 1）采用常啮合斜齿轮。
（ 2）利用同步器换档。
（ 3）防止自动脱档机构
切薄齿式
斜面齿式
4、润滑与密封
润滑与密封：采用飞溅润滑，在 1,2轴与轴承盖之间
多采用回油螺纹、橡胶油封，壳体间用密封垫
变速器壳：
材料：铸铁、铸铝
上部有通气孔，中部有加油孔，底部有放油螺塞。
二、两轴式变速器
应用：
发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱
动的汽车。
特点；
输入轴与输出轴平行，无中间轴。
组成：
输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿
轮
桑塔纳轿车两轴式变速器
结构分析：
一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通
过轴承连接。
二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮
与轴一体。
第三节 同步器
? 一、无同步器的换档过程
? 二、同步器的构造及其工作原理
一、无同步器的换档过程
1、从低档换入高档
五档齿轮
四档齿轮
中间轴 结合套
花键毂
结合齿圈
脱离瞬间：
V4=VJ
V5>VJ,V4
保持空档片刻
V5降低,VJ,V4变化不大
在 VJ与 V5相等时挂入五档
2、从高档换入低档
脱离瞬间：
V5=VJ
V4<VJ,V5
抬起离合器踏板，踩一
下油门踏板
V4升高,VJ变化不大
在 VJ与 V4相等时挂入四档
五档齿轮
四档齿轮
中间轴 结合套
花键毂
结合齿圈
二、同步器
1、功用：
使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换
档时间，同时防止啮合时齿间冲击。
2、结构：
同步装置、锁止装置、结合装置
3、分类：
锁环式惯性同步器
锁销式惯性同步器
（一）锁环式惯性同步器
1、组成：
细牙螺旋槽
滑块
2、结构：
滑块
锁环
结合齿圈
3、原理
定位销、滑块
锁环
结合齿圈
0.5齿厚
（二）锁销式惯性同步器
摩擦锥盘
摩擦锥环
定位销
锁销
结合套
钢球
定位销
锁销受力
锁止角
第四节 变速器操纵机构
功用：
保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。
要求：
自锁功能：防止自动换档、脱档。
互锁功能：保证变速器不会同时换入两个档位。
倒档锁：防止误换倒档。
分类：
直接操纵式
远距离操纵式
? 一、换档拨叉机构
? 二、定位锁止装置
变速器操纵机构
一、换档拨叉机构
五、六档拨叉
三、四档拨叉
一、二档拨叉
倒档拨叉
变速杆
换档轴
叉形拨杆
倒档拨叉轴
一、二档
拨叉轴
五、六档拨
叉轴
自锁钢球
互锁销
五、六档拨块
二、锁止机构
1、自锁装置
自锁钢球
互锁钢球 互锁销
拨叉轴
自锁弹簧
2、互锁装置工作原理
拨叉轴
互锁钢球
互锁销
空档状态
3、倒档锁
倒档锁销
倒档拨块
驾驶员在换倒档
时要克服倒档锁
弹簧弹力，变大
的换档阻力，可
提醒驾驶员
倒档锁弹簧
第五节 手动变速器故障诊断与检修
? 一、变速器常见故障与诊断
? 二、变速器零件的检修
? 三、变速器的装配与调整
? 四、变速器的磨合与试验
? 五、齿轮油的选用
自测题
? 汽车变速器基本的功能是什么？
?
? 两轴变速器和三轴变速器的结构
? 及各自的优点。
?
? 试说明三轴变速器各档的传力路线。
?
? 举例说明变速器操纵机构中自锁、
? 互锁和倒档锁工作原理及其功用。
?
? 同步器在变速器中所起的作用是
? 什么？试说明锁环式同步器的工
? 作原理和工作过程。
?
? 汽车自动变速器分为哪几部分？
第一节 概述
第二节 手动变速器的变速传动机构
第三节 同步器
第四节 变速器操纵机构
第五节 手动变速器故障诊断与检修
本章目标
? 掌握变速器的功用、分类，掌握普通齿轮变速
器的工作原理。
? 掌握三轴式变速传动机构的结构，掌握防止自
动脱档的结构和工作原理，掌握齿轮传动消隙
装置的结构和工作情况。
? 了解无同步器变速器的换档过程与有同步器换
档过程比较，掌握锁环式、锁销式惯性同步器
的结构及工作原理。
? 掌握变速器操纵机构的结构，掌握自锁装置、
互锁装置、倒档锁装置的结构和工作情况。
第一节 概述
? 一、变速器的功用
? 二、变速器的类型
? 三、手动变速器的工作原理
一、变速器的功用
1、改变汽车的行驶速度和牵引力
传动比：输入轴转速与输出轴转速的比值。
2、改变驱动轮的旋转方向
3、使动力与驱动轮脱离
二、变速器的类型
(一 )按档数设置分,
1、有级式变速器
采用齿轮传动，一般 汽车采用 3~5个前进档和一个倒档。
变速器档数：前进档的位数。
2、无级式变速器
采用液力变扭器传动，传动比可在一定的数值范围内连续
变化。
3、综合式变速器
由液力变扭器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个
范围内连续变化。
? (二 )按操纵型式分
? 1、手动
? 2、自动
三、手动变速器的工作原理
? 1、结构
结合套
中间轴
变速齿轮
输入轴
倒档轴
输出轴
2、基本原理
? i12=n1/n2= z2/z1=
M2/M1
z1, n1, M1为主动
齿轮的参数。
z2, n2, M2为从动
齿轮的参数。
主动轮 1
从动轮 2
3、变速原理 2档和 3档的传
动比是多少？
i2= （ z6/z5） X（ z2/z9）i3= （ z6/z5） X（ z3/z8）
Z2
Z3Z
4Z
5
Z6
Z7
Z8
Z9
4、换档原理
第二节 手动变速器的变速传动机构
变速器组成：传动机构、操纵机构
功用：传动机构：改变转速比
操纵机构：实现换档
分类：三轴式变速器、二轴式变速器
? 一、三轴式变速器
? 二、两轴式变速器
三轴式五档位变速器
三轴五档位变速器结构简图
1、变速器基本结构
中心孔
滚动轴承
滚动轴承
滚动轴承
二轴支承 滚动轴承
2、各档传动过程
3、齿轮的换档结构型式
（ 1）采用常啮合斜齿轮。
（ 2）利用同步器换档。
（ 3）防止自动脱档机构
切薄齿式
斜面齿式
4、润滑与密封
润滑与密封：采用飞溅润滑，在 1,2轴与轴承盖之间
多采用回油螺纹、橡胶油封，壳体间用密封垫
变速器壳：
材料：铸铁、铸铝
上部有通气孔，中部有加油孔，底部有放油螺塞。
二、两轴式变速器
应用：
发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱
动的汽车。
特点；
输入轴与输出轴平行，无中间轴。
组成：
输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿
轮
桑塔纳轿车两轴式变速器
结构分析：
一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通
过轴承连接。
二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮
与轴一体。
第三节 同步器
? 一、无同步器的换档过程
? 二、同步器的构造及其工作原理
一、无同步器的换档过程
1、从低档换入高档
五档齿轮
四档齿轮
中间轴 结合套
花键毂
结合齿圈
脱离瞬间：
V4=VJ
V5>VJ,V4
保持空档片刻
V5降低,VJ,V4变化不大
在 VJ与 V5相等时挂入五档
2、从高档换入低档
脱离瞬间：
V5=VJ
V4<VJ,V5
抬起离合器踏板，踩一
下油门踏板
V4升高,VJ变化不大
在 VJ与 V4相等时挂入四档
五档齿轮
四档齿轮
中间轴 结合套
花键毂
结合齿圈
二、同步器
1、功用：
使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换
档时间，同时防止啮合时齿间冲击。
2、结构：
同步装置、锁止装置、结合装置
3、分类：
锁环式惯性同步器
锁销式惯性同步器
（一）锁环式惯性同步器
1、组成：
细牙螺旋槽
滑块
2、结构：
滑块
锁环
结合齿圈
3、原理
定位销、滑块
锁环
结合齿圈
0.5齿厚
（二）锁销式惯性同步器
摩擦锥盘
摩擦锥环
定位销
锁销
结合套
钢球
定位销
锁销受力
锁止角
第四节 变速器操纵机构
功用：
保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个档位。
要求：
自锁功能：防止自动换档、脱档。
互锁功能：保证变速器不会同时换入两个档位。
倒档锁：防止误换倒档。
分类：
直接操纵式
远距离操纵式
? 一、换档拨叉机构
? 二、定位锁止装置
变速器操纵机构
一、换档拨叉机构
五、六档拨叉
三、四档拨叉
一、二档拨叉
倒档拨叉
变速杆
换档轴
叉形拨杆
倒档拨叉轴
一、二档
拨叉轴
五、六档拨
叉轴
自锁钢球
互锁销
五、六档拨块
二、锁止机构
1、自锁装置
自锁钢球
互锁钢球 互锁销
拨叉轴
自锁弹簧
2、互锁装置工作原理
拨叉轴
互锁钢球
互锁销
空档状态
3、倒档锁
倒档锁销
倒档拨块
驾驶员在换倒档
时要克服倒档锁
弹簧弹力，变大
的换档阻力，可
提醒驾驶员
倒档锁弹簧
第五节 手动变速器故障诊断与检修
? 一、变速器常见故障与诊断
? 二、变速器零件的检修
? 三、变速器的装配与调整
? 四、变速器的磨合与试验
? 五、齿轮油的选用
自测题
? 汽车变速器基本的功能是什么？
?
? 两轴变速器和三轴变速器的结构
? 及各自的优点。
?
? 试说明三轴变速器各档的传力路线。
?
? 举例说明变速器操纵机构中自锁、
? 互锁和倒档锁工作原理及其功用。
?
? 同步器在变速器中所起的作用是
? 什么？试说明锁环式同步器的工
? 作原理和工作过程。
?
? 汽车自动变速器分为哪几部分？
