變速箱換擋控制說明.ppt
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1.變換擋位 改變發(fā)動機與驅(qū)動輪間的傳動比,使 機械的牽引力和行駛速度適應(yīng)各種工況的需要。 2.實現(xiàn)倒擋 使機械實現(xiàn)后退行駛。 3.實現(xiàn)空擋 使發(fā)動機和傳動系保持分離,機器較 長時間停車。 4.使發(fā)動機處在最佳工作狀態(tài),(一)變速箱的功用,一、概述,(1)人力換擋(機械換擋) (2)動力換擋 采用換擋離合器將變速箱中的某兩個換擋元件接合,或采用換擋制動器將某一換擋元件制動實現(xiàn)換擋的,由于其換擋動作是通過液壓系統(tǒng)借助發(fā)動機的動力實現(xiàn)的,所以稱為動力換擋變速箱。,(二)變速箱的類型,1.按換擋方式分,(變速箱的類型),(1)定軸式(軸線固定式) 人力換擋和動力換擋 (2)行星式(軸線旋轉(zhuǎn)式) 動力換擋,2.按輪系形式分,人力換擋變速箱、定軸式動力換擋變速箱和行星式動力換擋變速箱。,,3.工程機械變速箱類型,二、人力換擋變速箱,1.移動式齒輪換擋,(一)換擋基本原理,,雙聯(lián)齒輪向右移動,Z1與Z2嚙合,則:,此時,,(1)工作原理,雙聯(lián)齒輪向左移動,Z3與Z4嚙合,則:,此時,,顯然,,,圖示狀態(tài),Z1、Z2、Z3、Z4均不互相嚙合,軸Ⅰ與軸Ⅱ的轉(zhuǎn)動間沒有關(guān)系,變速箱為空擋狀態(tài)。,(2)特點,行進中換擋時兩齒輪嚙入時的線速度不同(不同步),使換擋較困難,齒輪易損壞。 換擋時齒輪移動距離較長。 采用斜齒輪幾乎不能換擋,傳力不平穩(wěn)。 零部件數(shù)量少,結(jié)構(gòu)簡單,傳動效率高。 常用于小型機械(如拖拉機)和不太常用的擋位(如汽車倒擋)。,,2. 嚙合套換擋,,嚙合套A向右移動,軸Ⅰ 的動力通過嚙合套傳到齒輪Z1實現(xiàn)Ⅰ擋。,(1)工作原理,,圖示狀態(tài),嚙合套A隨軸Ⅰ轉(zhuǎn)動,但齒輪Z1與齒 輪Z3在軸Ⅰ空轉(zhuǎn),變速箱為空擋狀態(tài)。,嚙合套A向左移動,軸Ⅰ 的動力通過嚙合套傳到齒輪Z3實現(xiàn)Ⅱ擋。,(2)特點,換擋時嚙合套的一圈內(nèi)齒與齒輪的一圈外齒同時嚙合,傳動強度比移動齒輪式大,嚙合套的移動距離比前述齒輪小,也提高了換擋時的抗沖擊能力。 變速箱齒輪為常嚙合,可采用斜齒輪,傳力平穩(wěn)。 未傳動的齒輪工作時在軸上空轉(zhuǎn),其潤滑問題需充分考慮。 常用于轉(zhuǎn)矩較大,對換擋過程無嚴格要求的機械,如推土機等。,,3. 同步器換擋,同步器可看作是嚙合套的改進,其基本原理是掛擋前先利用摩擦力使兩個元件同步,然后進行換擋。 廣泛應(yīng)用于汽車等高速機械。,,1.平面三軸變速箱,(二)基本類型,輸入軸、中間軸和輸出軸在同一平面內(nèi)。 變速箱有五個前進擋和一個倒退擋:二、三、四、五擋采用同步器換擋;倒擋和一擋采用移動齒輪換擋。,平面三軸變速箱廣泛應(yīng)用于倒退不太頻繁的機械(如汽車),也可用于液壓驅(qū)動的傳動系中(如穩(wěn)定土拌合機)。,(平面三軸變速箱),2.空間三軸變速箱,,輸入軸、中間軸和輸出軸呈三角形布置。 五個前進擋和四個倒退擋,由于發(fā)動機功率較大,全部采用嚙合套換擋。,動力傳遞路線(表4-1) 空間三軸變速箱在倒退頻繁的機械(如推土機)上使用的較多。,,(空間三軸變速箱),4-8,1.換擋機構(gòu) 實現(xiàn)換擋,由 變速桿1、換向滑桿 (撥叉軸)6和撥叉 7等組成。,(三)操縱機構(gòu),,4-9,,2.鎖止機構(gòu),(1)鎖定機構(gòu) 鎖銷,保證不會自動脫擋。,(2)互鎖機構(gòu) 導(dǎo)向框板,防止同時掛兩個擋。,(3)聯(lián)鎖機構(gòu) 帶銑槽的鎖軸,防止離合器未分離而換擋。,(四)特點,1.需切斷動力后再換擋,換擋時間較長。 2.傳遞力矩不能太大,擋位不能太多。 3.對提高作業(yè)效率和減輕司機勞動強度不利。 4.結(jié)構(gòu)簡單,傳動效率高,常與主離合器配合使用。,(五)使用保養(yǎng)和故障排除,換擋時應(yīng)使離合器完全分離; 換入擋后應(yīng)平穩(wěn)接合離合器; 低擋換高擋應(yīng)順序加擋,輪式機械應(yīng)適應(yīng)車速; 高擋換低擋應(yīng)與車速、車況、路況適應(yīng),運行換擋要根據(jù)車速、車況、路況控制好空油,必要時可以越級減擋 有直接擋的機械,一般應(yīng)多用直接擋以油門控制車速 機械未完全停車前,不要反向換入倒擋。,1. 使用要點,(1)注意潤滑,定期檢查油面,定期更換齒輪油或機油,經(jīng)常檢查油塞是否緊固,是否有漏油現(xiàn)象; (2)注意各軸,不應(yīng)有軸向松動,必要時調(diào)整各軸軸承。,2. 保養(yǎng)要點,(1)齒輪有強烈的聲響; (2)換擋困難; (3)跳擋; (4)漏油。,3. 常見的故障,,4-10,三、定軸式動力換擋變速箱,如圖b為定軸式動力換擋變速箱的換擋離合器與齒輪:換擋離合器接合,則齒輪與軸一起旋轉(zhuǎn);換擋離合器分離,則齒輪在軸上空轉(zhuǎn)。 如圖a,W90-3裝載機變速箱原理圖。,,1.W90-3裝載機變速箱,動力傳遞路線(表4-2),,4-2,(1)組成 空間六軸。 (2)傳動路線 以前進1擋為例: 輸入軸→Z1/Z2→Z7/Z8 →Z10/Z11→輸出軸,2.ZLM50裝載機變速箱,(3)傳動比,3.RM80清篩機變速箱,3. 特 點,(1)可在不切斷動力(甚至在大載荷)情況下?lián)Q擋。 (2)可減輕司機操作強度,提高生產(chǎn)效率。 (3)與液力變矩器配合使用,可保護發(fā)動機和傳動系統(tǒng)。 (4)與人力換擋變速箱相比,傳動效率較低。 (5)采用旋轉(zhuǎn)接頭引入液壓油,帶來密封問題。,,四、行星式動力換擋變速器,1.簡單行星排動力換擋變速箱,圖4-12 簡單行星排動力換擋變速箱簡圖 1-太陽輪;2-齒圈;3-行星架;4-行星輪;5-制動器;6-行星輪軸,,(2)行星排轉(zhuǎn)速方程式 nt+knq - (1+k)nj = 0 (3)二自由度行星排 固定某一元件(如采用制動器),行星排成為一自由度系統(tǒng),即可由轉(zhuǎn)速方程式確定行星排傳動比。 六種傳動方案。,圖4-13 簡單行星排的傳動方案,,,(1)三基本元件 太陽輪t、行星架j、齒圈q。,簡單行星排六種方案傳動比 表4-3,(4)結(jié)論 簡單行星排變速箱可得到6種傳動方案,但其傳動比受k的限制,尚不能滿足工程機械的要求。因此行星變速箱通常由幾個簡單行星排組合而成。,,2.CL7鏟運機行星變速箱,圖4-14 CL7鏟運機變速箱傳動簡圖,,(1)變速箱組成 a.前行星變速箱 第一行星排。 b.后行星變速箱 第二、三、四行星排。 (2)自由度和擋數(shù)分析 a.前行星變速箱 兩個操縱元件,可實現(xiàn)兩個擋。 b.后行星變速箱 ①結(jié)構(gòu)分析:五個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(B、C、D、E、2)。 ②自由度分析:Y = m – p = 5 – 3 = 2(m、p分別為旋轉(zhuǎn)構(gòu)件數(shù)和行星排數(shù))。 ③擋數(shù)分析:二自由度,四操縱元件,可實現(xiàn)四個擋。,,(3)計算各擋速比,前行星排轉(zhuǎn)速方程式為: na + k1nb - (1+k1) n1= 0 (k1=59/23) ①接合離合器L1 na=n1,i=n1/nb=1,為直接擋。 ②接合制動器Z1 na=0,i=n1/nb=k1/(k1+1)=0.72,,a.前行星變速箱速比計算,各行星排轉(zhuǎn)速方程式 nb + k2nd - (1+k2)nc = 0(k2=59/31) (a) nb + k3nc - (1+k3)n2 = 0(k3=59/21) (b) nc + k4ne - (1+k4)n2 = 0(k4=59/31) (c) ①接合離合器L2 nb=nc,代入(b)得:i=nb/n2=1 ②接合制動器Z2 nd=0,由(a)得:nb= (1+k2)nc ,代入(b)得: i=nb/n2=(1+k2)(1+k3)/(k2+k3+1)=1.94,,,b.后行星變速箱速比計算,③接合制動器Z3 nc=0,代入(b)得:i=nb/n2=k3+1=3.84 ④接合制動器Z4 ne=0,由(c)得:nc= (1+k4)n2 ,代入(b)得 : i=nb/n2=1-k3k4= - 4.35,,,(4)變速箱總速比(表4-4) i=i前i后,CL7型鏟運機變速箱的總傳動比 表4-4,,圖4-15 ZL50裝載機變速箱傳動簡圖 1-泵輪;2Ⅰ-一級渦輪;2Ⅱ-二級渦輪;3-導(dǎo)輪;4-單向離合器;5-換擋制動器Ⅰ;6-換擋制動器Ⅱ;7-換擋離合器;8-轉(zhuǎn)向泵;9-自由輪,3.ZL50裝載機行星變速箱,,結(jié)論 雙渦輪液力變矩器相當于兩擋自動變速箱,可相應(yīng)減少變速箱擋數(shù),以簡化變速箱結(jié)構(gòu)。,(1)雙渦輪液力變矩器,高速輕載時 超越離合器分離, 2Ⅱ單獨傳遞動力。 低速重載時 超越離合器接合, 2Ⅰ和2Ⅱ共同傳遞動力。,,(2)行星變速機構(gòu),行星變速機構(gòu)由兩個相同的簡單行星排組成。 兩太陽輪制成一體,與變速箱輸入軸和換擋離合器主動軸相連。 左齒圈、右行星架和離合器被動鼓連成一體,行星變速機構(gòu)的輸出軸。 左行星架和右齒圈上分別設(shè)倒擋制動器5和一擋制動器6。 兩行星排間有四個旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,二自由度變速箱;三個操縱元件可實現(xiàn)三個擋位。,,(3)變速箱速比計算,行星排轉(zhuǎn)速方程式為: nt + knq - (1+k) nj= 0 ①接合制動器6,實現(xiàn)前進一擋 i1′= 1 + k 高速輕載 i1 = iAi1′ (ZC/ZD) 低速重載 i1 = iA-Bi1′(ZC/ZD),,,②接合離合器7,實現(xiàn)前進二擋 i2′ = 1 高速輕載 i2 = iAi2′ (ZC/ZD) 低速重載 i2 = iA-Bi2′(ZC/ZD) ③接合制動器5,實現(xiàn)倒擋 i倒′ = -k 高速輕載 i倒 = iAi倒′(ZC/ZD) 低速重載 i倒 = iA-Bi倒′(ZC/ZD),,,(4)“三合一”機構(gòu),組成 嚙合套X和齒輪E、F、G、H等。 工作原理 將嚙合套X接合,則車輪帶動變速箱輸出軸轉(zhuǎn)動,通過齒輪E、F、自由輪9傳給齒輪G、H,帶動轉(zhuǎn)向泵8和發(fā)動機轉(zhuǎn)動,從而解決了發(fā)動機熄火后不能拖起動、拖轉(zhuǎn)向和拖行時制動的問題。 發(fā)動機起動后,轉(zhuǎn)速很快升高,動力傳到不能反向傳動的自由輪9時便被切斷,以防止“三合一”機構(gòu)被損壞;發(fā)動機起動后同時也應(yīng)即行摘開嚙合套X。,,4. 特 點,幾個齒輪同時傳遞動力,可采用小模數(shù)齒輪 。 零件受力平衡,軸承、軸、殼體等受力較小,結(jié)構(gòu)緊湊,尺寸小 。 結(jié)構(gòu)剛度大,齒輪接觸良好,使用壽命長。 換擋主要采用制動器、固定油缸和固定密封,避免了大量的旋轉(zhuǎn)油缸和旋轉(zhuǎn)密封,操縱系統(tǒng)可靠性提高。 制動布置于變速箱外周,尺寸大,工作容量大。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零件多,制造困難。,,復(fù)習(xí)思考題,1. 試述變速箱的功用。 2. 變速箱有哪些類型?各有什么特點?試各舉一例說 明各種變速箱的動力傳遞路線分析及其傳動比計算。 3. 人力換擋變速箱有哪些換擋方式?各種換擋方式有 何特點? 4. 試述變速箱擋位、傳動比、轉(zhuǎn)速、扭矩之間的關(guān)系。,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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