手动变速器维修论文 精品.docx
《手动变速器维修论文 精品.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手动变速器维修论文 精品.docx（35页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
手动变速器维修论文精品
毕业设计（论文）
作者：
学号：
30711152
系部：
汽车工程系
专业：
汽车运用技术
题目：
手动变速器故障判断及维修
指导者：
评阅者：
2010年4月
毕业设计（论文）中文摘要
变速器是传动系的一个重要组成部分。
在汽车使用过程中，变速器会出现各种不同的故障，直接影响汽车的正常运行。
本文通过具有代表性桑塔纳四挡与五挡的变速器为例，对期常见故障进行分析与判断，研究故障出现的原因，探索变故障的诊断和排除方法。
通过案例分析，总结出一般性的手动变速器故障出现的规律及分析方法，并根据故障情况提出使用与保养中的注意事项。
关键词：
手动变速器故障分析维修方法
目录
1引言……………………………………………………………………………6
2变速器概述……………………………………………………………………6
2．1变速器的功用及类型………………………………………………………6
2.1.1变速器的功用……………………………………………………………6
2.1.2变速器的类型……………………………………………………………7
3变速器传动机构………………………………………………………………8
3.1变速器的工作原理…………………………………………………………8
3.2两轴式变速器…………………………………………………………………9
3.2.1基本结构……………………………………………………………………9
3.2.2动力传递路线及传动比……………………………………………………10
3.2.3档位分析……………………………………………………………………11
3.3三轴式变速器…………………………………………………………………12
3.3.1基本结构……………………………………………………………………12
3.3.2动力传递路线及传动比……………………………………………………14
4桑塔纳2000轿车变速器结构与特性…………………………………………16
4.1桑塔纳2000轿车变速器的结构………………………………………………16
4.2桑塔纳2000轿车变速器的特性……………………………………………18
5桑塔纳2000轿车变速器总成的拆卸和安装…………………………………19
5.1变速器总成的拆卸……………………………………………………………19
5.2变速器总成的安装……………………………………………………………21
6桑塔纳2000轿车变速器常见故障判断与维修………………………………22
6.1变速器常见故障及判断………………………………………………………22
6.1.1桑塔纳2000轿车变速器常见故障…………………………………………22
6.2桑塔纳2000轿车变速器常见故障维修………………………………………24
6.2.1一般修理……………………………………………………………………24
6.2.2主要易损组件修理时的注意事项…………………………………………26
7桑塔纳2000轿车维修实例……………………………………………………27
7.1桑塔纳2000轿车手动变速器跳档故障………………………………………27
7.1.1故障现象……………………………………………………………………27
7.1.2故障分析与排除……………………………………………………………27
7.2桑塔纳2000轿车手动变速器无倒挡且有时有异响…………………………27
7.2.1故障现象……………………………………………………………………27
7.2.2故障排除……………………………………………………………………28
7.3桑塔纳2000手动变速器车在起步及行车时偶尔发出“吱吱”响…………28
7.3.1故障现象……………………………………………………………………28
7.3.2故障分析与排除……………………………………………………………28
8变速器使用和注意事项…………………………………………………………29
8.1变速器的使用方法……………………………………………………………29
8.2操纵换档应注意以下事项……………………………………………………29
结论…………………………………………………………………………………30
致谢…………………………………………………………………………………30
参考文献……………………………………………………………………………31
1引言
随着国民经济的迅猛发展，汽车产量逐年增加，2008年汽车最终销量938.05万辆，销量增幅6.7%。
我国汽车保有量越来越多，车型也越来越复杂。
尤其是高科技的飞速发展，一些新技术、新材料在汽车上的广泛应用后，给汽车故障诊断与排除增加了一定难度。
本篇论文重点讨论轿车手动变速器的故障分析及维修方法。
手动变速器是汽车必备的一个重要总成。
没有手动变速器汽车将无法起步，并且难以实现挡位变换、实现倒车、中断动力等。
在汽车使用中，手动变速器难免出现这样、那样的故障，直接影响汽车的正常运行。
现在汽车迅速进入家庭，汽车私有化程度提高，所以汽车故障将会影响到我们每一个人。
分析研究手动变速器故障现象、原因、探索手动变速器故障的排除方法和手动变速器的维修工艺，具有重大而现实的意义。
本文重点通过桑塔纳2000系列轿车故障的探讨，正确认识手动变速器的故障，更好的使用和维护手动变速器。
2变速器概述
现代汽车上广泛采用的是汽油或柴油发动机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的行驶条件，要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。
为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器，见图1-1手动变速器
1-倒档轴；2-变速器壳；3-第二轴；4-第一轴
图1-1手动变速器
2.1变速器的功用及类型
2.1.1变速器的功用
变速器的功用如下：
a.改变传动比扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在动力性和经济性比较有利的工况下工作；
b.实现倒车利用倒档，在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；
c.中断动力利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速、并便于变速器换档或进行动力传输。
2.1.2变速器的类型
2.1.2.1按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式3种。
（1）有级式变速器应用最为广泛。
它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。
按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。
（2）无级式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。
电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机。
液力式的传动部件是液力变矩器。
（3）综合式变速器（液力自动变速器）是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前应用较多。
2.1.2.2按操纵方式，变速器又可分为手动变速器、自动变速器和半自动变速器三种。
（1）手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。
（2）自动式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。
即档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件实现的，驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。
（3）半自动操纵式变速器有两种形式。
一种是常见的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板后松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。
在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。
3变速器传动机构
3.1变速器的工作原理
手动变速器通常采用平行轴式，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变矩，如图15-2。
主动齿轮转速与从动齿轮转速之比值称为传动比，用
表示，有：
式中:
、
为主动齿轮的转速、齿数；
、
为从动齿轮的转速、齿数。
如图3-1a所示，当小齿轮为主动齿轮，带动大的从动齿轮转动时，则输出轴的转速就降低，即
，
称为减速传动。
如图3-1b所示，当大齿轮为主动齿轮，带动小的从动齿轮转动时，则输出轴的转速就升高了，即
，
称为加速传动。
这就是齿轮变速的基本原理。
由于功率
（单位：
P为千瓦、n为转/分）如传动无效率损失，则传动比还可以为
式中:
为主动齿轮转矩
为从动齿轮转矩
由上式可知，降速则增矩，增速则降矩，齿轮式变速器在改变转速的同时也改变了输出转矩，传动比既是变速比也是变矩比，汽车变速器就是利用这一原理，通过改变各档传动比来改变输出转速，从而改变其输出转矩，以适应汽车行驶阻力的变化。
汽车手动变速器是通过多组一对或一对以上不同齿数的齿轮啮合来实现传动比的变化。
变速器传动比小的档位称为高档，传动比大的档位称为低档。
齿轮安装在不同的平行轴上，齿轮的安装方式有2种，一种是齿轮通过键或花键与轴固定，可以直接传递转矩；一种是齿轮通过滚针轴承空套在轴上，通过给合装置将空套的齿轮固定来实现不同档位的动力的传递。
变速器的档位数是指前进档位的数目，如4档变速器表示有4个前进档位。
一般变速器有4～6个档位。
对于重型和超重型汽车，为了得到更多的档位，采用组合式变速器，变速器分为主、副变速器两部分，主变速器档位数一般有4～5个档位，副变速器有2～4个档位，这样可使变速器得到8～20个档位。
按照手动变速器传动齿轮轴的数目，可分为两轴式变速器和三轴式变速器（也称为中间轴式变速器）。
3.2两轴式变速器
两轴式变速器多应用在发动机前置前轮驱动的轿车上，如一汽奥迪１００、捷达、高尔夫、上海大众桑塔纳、神龙富康等国产轿车。
或发动机后置后轮驱动（客车）的汽车上。
两轴式变速器的动力传递主要依靠两根相互平行的轴（输入轴与输出轴）完成。
此外，还有一根比较短的倒档轴来帮助汽车实现倒退行驶。
动力从输入轴（第一轴）输入，经一对齿轮传动后，直接由输出轴（第二轴）输出。
其特点是结构比较紧凑，机械效率高，噪声小。
3.2.1基本结构
图3-2为桑塔纳2000系列轿车二轴五档变速器的结构图和机构简图。
当驾驶员挂上某一档位时，动力由输入轴传入变速器，通过相啮合的齿轮副将动
力由输出轴传至主减速器，在变速器中实现了变速、变扭的作用。
变速器设置有超速档（传动比小于1），主要用于在良好路面或空车行驶时，提高汽车的燃料经济性。
第一轴也叫输入轴或主动轴，第一轴前端用轴承支承在曲轴中心孔内，前端与离合器从动盘通过花键联接，中段及后段三处通过轴承支承在变速器壳体上。
第一轴上共有六个齿轮两个同步器。
其中3、4、5档齿轮（见图中序号2、3、7）分别用滚针轴承空套在第一轴上，3、4档中间有一个同步器14，5档有一个同步器8，它们通过花键毂与轴联接，花键毂内、外都有花键，内花键与轴固定联接，用卡环轴向定位，外花键与接合套内花键啮合，接合套在拨叉作用下可沿花键毂轴向移动，与啮合齿轮上的接合齿圈上啮合。
1、2、倒档齿轮（见图中序号6、4、5）与第一轴固定。
第二轴15也叫输出轴或从动轴，第二轴前后端两处通过轴承安装在壳体上，第二轴上有七个齿轮，一个同步器。
其中，六个圆柱齿轮与第一轴齿轮对应，一个锥齿轮作为主减速器的主动齿轮。
3、4、5档从动齿轮（见图中序号13、16、9）与第二轴固定，1、2档从动齿轮（见图中序号10、12）用滚针轴承空套在第二轴上，同步器11位于1、2档从动齿轮中间，第二轴上倒档齿轮5与同步器接合套连成一体。
在第二轴中部一侧，还装有一根较短的倒档轴。
它是固定式轴，倒档齿轮5空套在倒档轴上，它可在倒档拨叉的作用下左右移动。
3.2.2动力传递路线及传动比
该变速器有5个前进档位和1个倒档位。
操纵变速杆，通过接合套的移动即可实现不同传动的动力传递。
当挂1档时，同步器接合套11右移
动力传递路线为：
第一轴1→第一轴一档齿轮6→第二轴一档齿轮10→同步器接合套11→同步器11的花键毂→第二轴输出
传动比为：
当挂2档时，同步器接合套11左移
动力传递路线为：
第一轴1→第一轴二档齿轮4→第二轴二档齿轮12→同步器接合套11→同步器11的花键毂→第二轴输出
传动比为：
当挂3档时，同步器接合套14右移
动力传递路线为：
第一轴1→同步器14的花键毂→同步器14的接合套→第一轴三档齿轮3→第二轴三档→齿轮13→第二轴输出
传动比为：
当挂4档时，同步器接合套14左移
动力传递路线为：
第一轴1→同步器14的花键毂→同步器14的接合套→第一轴四档齿轮2→第二轴三档→齿轮16→第二轴输出
传动比为：
当挂5档时，同步器接合套8左移
动力传递路线为：
第一轴1→同步器8的花键毂→同步器8的接合套→第一轴五档齿轮7→第二轴五档→齿轮9→第二轴输出
传动比为：
当挂倒档时，通过拨叉拨动倒档轴上的惰轮，使其同时与第一轴与第二轴上的倒档齿轮啮合，其动力传递路线为：
第一轴1→第一轴倒档齿轮→倒档轴惰轮→第二轴倒档齿轮→1、2档同步器11接合套→1、2档同步器11的花键毂→第二轴输出
传动比为：
：
一轴倒档齿轮的齿数
：
二轴倒档齿轮的齿数
由于倒档位的齿轮传递中多一个中间惰轮，因此，第二轴的旋转方向与前进位时相反。
3.2.3档位分析
当传动比
>1时，为减速档，且
越大，档位越低；
当传动比
=1时，为直接档；
当传动比
<1时，为超速档。
可以看出桑塔纳2000系列轿车手动变速器1、2、3档为减速传动，4、5两档为增速传动，即超速档。
3.3三轴式变速器
三轴式变速器除有第一轴、第二轴外，还增设了中间轴。
其特点是空间布置比较灵活，传动比的范围大，可设有直接挡传动。
3.3.1基本结构
图3-3所示为东风EQ1092型汽车变速器，它通过螺栓固定在飞轮后端面上。
变速器第一轴1（输入轴）前后端用轴承分别支承在曲轴后端的中心孔及变
速器壳体的前壁，其前部花键部分装离合器的从动盘，后部有齿轮2，其后端有一圈接合齿3，用作挂直接档。
第一轴轴承盖30的外圆面与离合器壳相应的孔配合，保证第一轴和曲轴的轴线重合。
中间轴18两端用轴承支承在壳体上。
与第一轴齿轮常啮合的中间轴常啮齿轮26和2、3、4档齿轮（见图中23、24、25）用半圆键安装在中间轴上，一、倒档齿轮21与中间轴制成一体。
第二轴15（输出轴）前后端分别用轴承支承于第一轴后端中心孔内和壳体上。
一、倒档齿轮13与第二轴以花键形式配合传力，可轴向滑动。
2、3、4档齿轮（见图11、7、6）分别以滚针轴承形式与轴配合，并分别与中间齿轮23、24、25常啮合，其侧面均有接合齿圈。
第二轴前端花键上套装4、5档花键毂
28，用卡环轴向定位，接合套4在花键毂28上轴向滑动实现档位转换。
花键毂27和接合套9实现2、3档动力传递。
在2、4档齿轮后面分别装有承受轴向力的推力环。
后轴承盖内装有里程表驱动螺旋齿轮，轴后端花键上装有凸缘，将动力传递给万向传动装置。
倒档轴固定在壳体上，倒档齿轮19、22制成一体，以滚针轴承的形式套在倒档轴上，齿轮22与中间轴齿轮21常啮合。
当第一轴旋转时，通过齿轮2带动中间轴及其上的齿轮旋转，其从动齿轮6、7、11随第一轴的旋转而在第二轴上空转，因此，第二轴不能被驱动。
固定在第二
轴上的各个花键毂的外圆表面上均制又与其相邻的结合齿圈齿形完全相同的外花键，分别与相应的具有内花键的各个接合套相接合，接合套可沿花键毂轴向滑动。
在该变速器中，除1档、倒档外，各档均采用同步器换档。
同步器是一种加装了一套同步装置的接合套换档机构。
同步装置的作用是使变速器在汽车行进中换档时不发生接合齿的冲击，其结构和工作原理将在下一任务中阐述。
3.3.2动力传递路线及传动比
东风EQ1092型汽车变速器有5个前进位和1个倒档位。
欲挂上一档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的1档从动齿轮13左移，与中间轴上的一、倒档主动齿轮21相啮合，把动力传给第二轴。
动力传递路线：
第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→一档、倒档主动齿轮21→第二轴一档、倒档从动齿轮13→第二轴15输出
挂一档时，传动比：
欲挂上二档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套9右移与接合齿圈10接合，则可得到二档。
把动力传给第二轴。
动力传递路线：
第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→2档主动齿轮23→第二轴2档从动齿轮11→接合套9→花键毂27→第二轴15输出
挂二档时，传动比：
欲挂上三档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套9左移与接合齿圈8接合，则可得到三档。
把动力传给第二轴。
动力传递路线：
第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→3档主动齿轮24→第二轴3档从动齿轮7→接合套9→花键毂27→第二轴15输出
挂三档时，传动比：
欲挂上四档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套4右移与接合齿圈5接合，则可得到四档。
把动力传给第二轴。
动力传递路线：
第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→4档主动齿轮25→第二轴4档从动齿轮6→接合套4→花键毂28→第二轴15输出
挂四档时，传动比：
欲挂上五档，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的接合套4左移与接合齿圈3接合，则可得到五档。
把动力直接传给第二轴，而不再经过中间齿轮传动，故这种档位称为直接档，其传动比为
欲挂倒档时，可操纵变速杆，通过拨叉使第二轴上的一档、倒档从动齿轮13右移，使其与倒档中间齿轮19啮合。
动力传递路线：
第一轴1→第一轴常啮合传动齿轮2→中间轴常啮合传动齿轮26→中间轴18→中间轴→一档、倒档主动齿轮21→倒档中间齿轮22→倒档中间齿轮19→第二轴一档、倒档从动齿轮13→第二轴15输出
挂倒档时，传动比：
由于倒档位的齿轮传递中多了一次外啮合，因此，第二轴的旋转方向与前进位时相反。
的数值较大，一般与
相近。
这是考虑到安全，希望倒车时速度尽可能低些。
汽车行驶中，变速器在结构上应保证不出现自动跳档的现象。
防止自动跳档的结构又多种形式。
CA1091型汽车六档变速器采用的是齿端倒斜面的结构（图3-4）。
在该变速器的所有接合齿圈及同步器接合套齿的端部两侧都制有倒斜面。
当同步器的结合套2左移与接合齿圈1接合时（图示位置），接合齿圈将转矩传到接合套齿的一侧，再经接合套齿的另一侧传给花键毂3.由于接合齿圈1与接合套2齿端部为斜面接触，便产生了垂直斜面的正压力N，其分力分别为Q和F，向左的分力为Q，即为防止跳档的轴向力。
在东风EQ1090E型汽车使用的五档变速器中，采用了减薄齿的结构来防止自动跳档（图3-5）。
在花键毂3的两端，齿厚各减薄0.3～0.4mm，使各牙齿中部形成一凸台。
当同步器的接合套左移与接合套齿圈接合时（图示位置），接合齿圈1将转矩传到接合套2的一侧，再由接合套的另一侧传给花键毂。
由于接合套齿的后端被凸台档住，在接触面上作用一个力N，其轴向分力Q即为防止跳档的阻力。
三轴式变速器，适应于传统的发动机前置、后轮驱动的布置形式。
4桑塔纳2000轿车变速器结构与特性
4.1桑塔纳2000轿车变速器的结构
桑塔纳2000型轿车的变速器结构与通常后轮驱动的变速器有很大不同，它将变速器、主传动器和差速器均安装于一个三件组合的壳体之内，图9-1所示为其传动示意图。
这种结构布置，它的显著优点是：
（1）发动机的动力通过减速直接传给前轮，功率损失小，传动效率高。
（2）取消原有的传动轴机构，使轿车自身质量减轻，结构简化。
（3）后桥减速齿轮和差速齿轮移至前桥后，与整个变速器溶为一体，使外形尺寸十分紧凑。
这些变化最终改善了桑塔纳2000型轿车的操纵性和稳定性，并提高了动力性和经济性。
桑塔纳2000型轿车变速器为五档同步手动机械式变速器，其型号为013300043B。
图4-1为桑塔纳2000型轿车五档手动变速器的结构图。
图4-2为其实物图。
由图可知，它由以下三大部分组成。
①壳体总成：
它是由变速器壳体、齿轮箱体和换档机构壳体组成三体合一的组合箱体。
图4-1桑塔纳2000五档手动变速器结构图
1-变速器壳体2-输入轴三档齿轮3-倒档齿轮4-倒档轴5-输入轴一档齿轮6-输入轴五档齿轮7-输出轴二档齿轮8-输出轴四档齿轮9-输出轴10-输入轴
②输入、输出轴总成及拨叉机构：
输入轴上装有空转的五个档的齿轮和同步器；输出轴上安装不可空转的五个档的齿轮以及主减速齿轮和差速器总成。
③换档机构：
它由支撑杆、内换档杆、换档杆接合器、倒档保险挡块以及手动换档杆部件组成。
图4-3为桑塔纳2000系列轿车五档变速器传动原理图。
当驾驶员挂上某一
图4-3变速器传动原理图
档位时，动力由输入轴传入变速器，通过相啮合的齿轮副将动力由输出轴传至主减速器，在变速器中实现了变速、变扭的作用。
变速器设置有超速档（传动比小于1），主要用于在良好路面或空车行驶时，提高汽车的燃料经济性。
桑塔纳2000系列轿车五档手动变速器的性能参数见表4-1所示。
表4-1桑塔纳五档手动变速器性能参数
项目
2000型（五档手动）
型号
013300043B
尺寸（长×宽×高）（mm）
712×410×362
速比（齿轮比）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
R
3.455（38:
11）
1.944（35:
18）
1.286（36:
28）
0.969（31:
32）
0.800（28:
35）
3.176（38:
12）
润滑油规格
SAE75W-90
MIL-L-2105
API/GL-5
润滑油容量/L
2.0
总成质量/kg
36
4.2桑塔纳2000轿车变速器的特性
桑塔纳2000型轿车五档变速器的结构归纳起来有以下一些特性：
（1）桑塔纳2000型轿车五档变速器结构是采用二轴布置的形式，取消常见的中间轴，并且与主传动锥齿轮和差速器连为一体的纵置前驱动变速器。
它由输入轴输入发动机动力，通过各档齿轮进行变速，利用输出轴、主减速齿轮和差速齿轮机构以驱动前轮行驶。
它具有结构紧凑、自质量小（仅为36kg）、噪声低、操作灵活等特点。
（2）变速器的前进档均装有同步器，换档轻便舒适，所有换档均采用防跳档措施。
（3）齿轮设计采用多齿数（最多齿达38齿），小模数（最小达1.75mm），小压力角（最小达15°），高齿顶（齿顶高系数达1.3左右），这样重迭系数增加，从而降低了噪声。
（4）渐开线花键采用小模数、大压力角，并且由于采用冷搓工艺，生产效率高，不需要加越程槽，轴的强度提高，轴向尺寸缩短，从而减轻了总成质量。
（5）结合齿都采用倒锥齿结构，可防止脱档。
（6）为了防止操作失误，在五档变速器中还装有倒档保险块，防止误入倒档。
（7）选档换档两个动作由同一根轴完成，选档复位采用一根扭力杆，这样结构简单，档位清晰。
5桑塔纳2000轿车变速器总成的拆卸和安装
5.1变速器总成的拆卸
a.拆下蓄电池的搭铁线。
b.拆下离合器拉索，如图5-1所示。
c.举升起汽车。
将传动轴（半轴）从变速器上拆下来并支撑好，
升级会员 