第11章變速箱

1、輪式裝載機液力機械式傳動系統(tǒng)圖輪式裝載機液力機械式傳動系統(tǒng)圖1-1-輪胎；輪胎；2-2-腳制動器；腳制動器；3-3-前驅動橋；前驅動橋；4-4-變速箱；變速箱；5-5-轉向油泵；轉向油泵；6-6-工作工作油泵；油泵；7-7-變速油泵；變速油泵；8-8-液力變矩器；液力變矩器；9-9-柴油機；柴油機；10-10-后驅動橋后驅動橋回回 顧顧第第1111章章 變速箱變速箱1.1.變速箱的作用變速箱的作用（1 1）改變傳動比）改變傳動比; ;（2 2）實現(xiàn)倒檔，以改變運行方向）實現(xiàn)倒檔，以改變運行方向; ;（3 3）實現(xiàn)空檔，可切斷傳動系統(tǒng)的動力，實現(xiàn)在發(fā)實現(xiàn)空檔，可切斷傳動系統(tǒng)的動力，實現(xiàn)在發(fā)動機不

2、熄火情況下，機械能較長時間停車，便于動機不熄火情況下，機械能較長時間停車，便于發(fā)動機起動發(fā)動機起動; ;（4 4）將發(fā)動機動力傳給液壓系統(tǒng)及其它附屬裝置。）將發(fā)動機動力傳給液壓系統(tǒng)及其它附屬裝置。 2 .對變速箱的要求對變速箱的要求（1 1）具有足夠的檔位與合適的傳動比，使工程機械）具有足夠的檔位與合適的傳動比，使工程機械具有良好的牽引性；具有良好的牽引性；（2 2）工作可靠，傳動效率高，使用壽命長，結構簡）工作可靠，傳動效率高，使用壽命長，結構簡單，維修方便；單，維修方便；（3 3）操縱輕便可靠，不允許出現(xiàn)同時掛兩個檔、自）操縱輕便可靠，不允許出現(xiàn)同時掛兩個檔、自行脫檔和跳檔等現(xiàn)象；行脫檔和

3、跳檔等現(xiàn)象；（4 4）動力換檔變速器則要求其換檔離合器接合平穩(wěn)、）動力換檔變速器則要求其換檔離合器接合平穩(wěn)、傳動效率高。傳動效率高。 i i1212= =n n1 1/n/n2 2=z=z2 2/z/z1 1z z1 1 ，n n1 1 為主動齒輪的參數(shù)。為主動齒輪的參數(shù)。z z2 2 ，n n2 2 為從動齒輪的參數(shù)。為從動齒輪的參數(shù)。 主動輪1從動輪2i=主動齒輪齒數(shù)主動齒輪齒數(shù)從動齒輪齒數(shù)從動齒輪齒數(shù) 利用不同齒數(shù)的齒輪對相互嚙利用不同齒數(shù)的齒輪對相互嚙合，以改變變速器的傳動比。合，以改變變速器的傳動比。 倒檔倒檔的工作原理的工作原理v前進檔時，動力由第一軸直接傳給第二軸，只經過一對齒輪

4、傳前進檔時，動力由第一軸直接傳給第二軸，只經過一對齒輪傳動，兩軸轉動方向相反。倒檔時，動力由第一軸傳給倒檔軸、動，兩軸轉動方向相反。倒檔時，動力由第一軸傳給倒檔軸、再由倒檔軸傳給第二軸，經過兩對齒輪傳動，第一軸與第二軸再由倒檔軸傳給第二軸，經過兩對齒輪傳動，第一軸與第二軸轉動方向相同。轉動方向相同。 通通過過增增加加齒齒輪輪傳傳動動的的對對數(shù)，數(shù)，以以實實現(xiàn)現(xiàn)倒倒檔。檔。 3. 3. 變速箱的類型變速箱的類型 機械式換擋變速箱機械式換擋變速箱：人力通過操縱機構撥動齒輪或人力通過操縱機構撥動齒輪或結合套進行換檔。結合套進行換檔。動力換擋變速箱動力換擋變速箱：利用液壓系統(tǒng)操縱利用液壓系統(tǒng)操縱換擋離

5、合器換擋離合器等等元件進行換擋；特點是操縱輕便，換檔快；換檔時元件進行換擋；特點是操縱輕便，換檔快；換檔時切斷動力的時間很短，可以實現(xiàn)帶負荷不停車換檔；切斷動力的時間很短，可以實現(xiàn)帶負荷不停車換檔；但結構復雜，傳動效率較低。但結構復雜，傳動效率較低。 機械式換擋變速箱機械式換擋變速箱中齒輪與軸的連接方式：中齒輪與軸的連接方式： 固定連接固定連接，表示齒，表示齒輪與軸固定連接。一般輪與軸固定連接。一般用鍵或花鍵連接在軸上用鍵或花鍵連接在軸上，并軸向定位，不能軸，并軸向定位，不能軸向移動。向移動。 空轉連接空轉連接，表示齒，表示齒輪通過軸承裝在軸上，輪通過軸承裝在軸上，可相對軸轉動，但不能可相對軸

6、轉動，但不能軸向移動。軸向移動。 滑動連接滑動連接，表示齒輪，表示齒輪通過花鍵與軸連接，可通過花鍵與軸連接，可軸向移動，但不能相對軸向移動，但不能相對軸轉動。軸轉動。 （a）機械換檔變速箱可分為：移動齒輪換檔）機械換檔變速箱可分為：移動齒輪換檔和移動嚙合套換檔兩種結構。和移動嚙合套換檔兩種結構。移動齒輪換檔移動齒輪換檔移移動嚙合套換檔動嚙合套換檔 動力換檔動力換檔工作原理工作原理： 齒輪齒輪a a、b b用軸承支用軸承支承在軸上，與軸是空轉承在軸上，與軸是空轉連接。通過相應的連接。通過相應的換檔換檔離合器離合器，分別將不同檔，分別將不同檔位的齒輪與軸相固連，位的齒輪與軸相固連，從而實現(xiàn)換檔。從

7、而實現(xiàn)換檔。 （b）動力換檔變速箱按齒輪傳動形式分為：動力換檔變速箱按齒輪傳動形式分為：定軸式定軸式和和行星齒輪式行星齒輪式兩種。兩種。 WA380-3 WA380-3裝載機變速箱傳動簡圖裝載機變速箱傳動簡圖ZL50ZL50裝載機液力機械傳動簡圖裝載機液力機械傳動簡圖（2 2）按變速器軸數(shù)分：）按變速器軸數(shù)分：二軸式、平面三軸式、空間二軸式、平面三軸式、空間三軸式與多軸式等三軸式與多軸式等. . 平面三軸式平面三軸式二軸式二軸式多軸式多軸式v二軸式變速器：二軸式變速器：兩軸是指車輛前進時，傳遞動力的兩軸是指車輛前進時，傳遞動力的軸只有第一軸和第二軸。軸只有第一軸和第二軸。v三軸式變速器：三軸式

8、變速器：三軸是指車輛前進時，傳遞動力的三軸是指車輛前進時，傳遞動力的軸有第一軸、中間軸和第二軸（除直接檔外）軸有第一軸、中間軸和第二軸（除直接檔外）。v換檔方式：換檔方式：用人力撥動齒輪（或嚙合套、或同步用人力撥動齒輪（或嚙合套、或同步器），進行變速或換向。器），進行變速或換向。三軸式五檔位變速器三軸式五檔位變速器三軸五檔位變速器三軸五檔位變速器結構簡圖結構簡圖（3 3）按輪系型式分：）按輪系型式分：定軸式、行星式定軸式、行星式定軸式變速箱：定軸式變速箱：所有齒輪都有固定所有齒輪都有固定的旋轉軸線，其換的旋轉軸線，其換檔方式有機械式換檔方式有機械式換檔和動力換檔。檔和動力換檔。行星式變速箱：行

9、星式變速箱：有些齒輪的軸線也有些齒輪的軸線也在旋轉，即自轉與在旋轉，即自轉與公轉；輸入軸與輸公轉；輸入軸與輸出軸同心；只有動出軸同心；只有動力換檔一種方式。力換檔一種方式。 (4)按傳動比的變化分為三種：按傳動比的變化分為三種：有級變速器：有級變速器：采用齒輪傳動具有若干個定值傳動比，具采用齒輪傳動具有若干個定值傳動比，具有結構簡單、易于制造、工作可靠、傳動效率高等優(yōu)點。有結構簡單、易于制造、工作可靠、傳動效率高等優(yōu)點。無級式變速器：無級式變速器：傳動比在一定的數(shù)值范圍內可連續(xù)變化。傳動比在一定的數(shù)值范圍內可連續(xù)變化。綜合式變速器：綜合式變速器：由液力變扭器和行星齒輪式變速器組成由液力變扭器和

10、行星齒輪式變速器組成的液力機械式變速器。的液力機械式變速器。第二節(jié)第二節(jié) 機械換檔變速箱機械換檔變速箱一、一、T220T220推土機變速箱組成推土機變速箱組成 有五個前進檔和四個倒檔，采用嚙合套換檔的空間三軸有五個前進檔和四個倒檔，采用嚙合套換檔的空間三軸式變速箱。式變速箱。 換向桿換向桿變速桿變速桿中間軸中間軸輸入軸輸入軸輸出軸輸出軸輸入軸輸入軸中間軸中間軸輸出軸輸出軸固裝軸上固裝軸上前進檔雙聯(lián)齒輪前進檔雙聯(lián)齒輪ABC傳動路線傳動路線v前進一檔：前進一檔：Z1Z5Z4Z11Z16Z10v前進二檔：前進二檔：Z1Z5Z4Z11Z15Z9v前進三檔：前進三檔：Z1Z5Z4Z11Z14Z8v前進四

11、檔：前進四檔：Z1Z5Z4Z11Z13Z6v前進五檔：前進五檔：Z3Z7v倒退一檔：倒退一檔：Z2Z12Z16Z10v倒退二檔：倒退二檔：Z2Z12Z15Z9v倒退三檔：倒退三檔：Z2Z12Z14Z8v倒退四檔：倒退四檔：Z2Z12Z13Z6 二、二、 推土機變速箱操縱機構推土機變速箱操縱機構 1、功用：、功用：保證按需要順利可靠的進行換檔。保證按需要順利可靠的進行換檔。2、要求：、要求： （1）在振動等條件影響下，操縱機構應保證變速器不）在振動等條件影響下，操縱機構應保證變速器不自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構中自行掛檔或自行脫檔。為此在操縱機構中設有鎖定設有鎖定機構。機構。 （2）為了防

12、止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，）為了防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機構中在操縱機構中設有互鎖機構設有互鎖機構。 （3）為了防止離合器不分離時不能換檔，在操縱機構）為了防止離合器不分離時不能換檔，在操縱機構中中設有聯(lián)鎖機構設有聯(lián)鎖機構。（4）防止誤掛最高檔或倒檔，設有）防止誤掛最高檔或倒檔，設有鎖銷式互鎖機構鎖銷式互鎖機構 . 變速箱操縱機構變速箱操縱機構1-變速桿；變速桿；2-球頭；球頭；3-導向框板；導向框板；4-撥叉軸凹槽；撥叉軸凹槽；5-鎖定銷；鎖定銷；6-撥叉軸；撥叉軸；7-撥叉；撥叉；8-滑動齒輪；滑動齒輪；9-變速箱軸變速箱軸1.換檔機構換檔機構2.鎖止裝置

13、鎖止裝置(1)自鎖機構自鎖機構(2)互鎖機構互鎖機構(3)聯(lián)鎖機構聯(lián)鎖機構1.1.換檔撥叉機構換檔撥叉機構2.2.鎖止機構鎖止機構框板式互鎖裝置框板式互鎖裝置1-變速桿；變速桿；2-導向框板；導向框板；3-撥叉軸撥叉軸擺架式互鎖裝置擺架式互鎖裝置1-變速桿；變速桿；2-擺架；擺架；3-撥叉軸撥叉軸；A、B-卡鐵卡鐵（2）互鎖機構）互鎖機構（a） (b) (c)圖圖11-9 11-9 鎖銷式互鎖機構原理圖鎖銷式互鎖機構原理圖1-1-換向撥叉軸；換向撥叉軸；2-2-撥叉軸前座；撥叉軸前座；3-3-互鎖銷；互鎖銷；4-4-五檔撥叉軸五檔撥叉軸（a) 換向滑桿與五檔滑桿都在空檔位置。換向滑桿與五檔滑桿

14、都在空檔位置。(b)換五檔時，五檔滑桿換五檔時，五檔滑桿4移動將定位銷頂入換向滑桿槽中，使移動將定位銷頂入換向滑桿槽中，使之不能向倒檔位置移動。之不能向倒檔位置移動。(c)(c)換倒檔時，換向滑桿換倒檔時，換向滑桿1 1移動將定位銷頂入五檔滑桿槽中，移動將定位銷頂入五檔滑桿槽中，使之不能向五檔位置移動。使之不能向五檔位置移動。變速箱聯(lián)鎖機構變速箱聯(lián)鎖機構a)離合器分離時離合器分離時b)離合器接合時離合器接合時1-擺動桿；擺動桿；2-聯(lián)鎖軸；聯(lián)鎖軸；3-拉桿；拉桿；4-離合器踏板；離合器踏板；5-鎖定銷；鎖定銷；6-撥叉軸；撥叉軸；7-撥叉；撥叉；8-銑槽銑槽（3 3）聯(lián)鎖機構）聯(lián)鎖機構第三節(jié)第

15、三節(jié) 定軸式動力換檔變速箱定軸式動力換檔變速箱圖圖11-12 11-12 單離合器單離合器1-1-齒輪；齒輪；2-2-外鼓外鼓；3-3-鋼片；鋼片；4-4-壓板；壓板；5 5、13-13-卡環(huán)；卡環(huán)；6-6-摩擦片；摩擦片；7-7-內鼓齒輪內鼓齒輪；8 8、9 9、11-11-密封圈；密封圈；10-10-活塞活塞；12-12-分離彈簧；分離彈簧；換檔離合器換檔離合器 由由施壓油缸施壓油缸（壓緊分離）與（壓緊分離）與片式離合器片式離合器（傳動）兩部分組成（傳動）兩部分組成 特點特點：離合器采用階梯液壓缸，壓力油先通至液壓缸?。弘x合器采用階梯液壓缸，壓力油先通至液壓缸小腔腔v v，然后通過圓柱配合

16、面縫隙，流至油缸大腔，然后通過圓柱配合面縫隙，流至油缸大腔V V。油缸小腔油缸小腔是用來消除離合器片間間隙是用來消除離合器片間間隙的，的，油缸大腔用來壓緊油缸大腔用來壓緊。由于油。由于油從小腔進入大腔經過從小腔進入大腔經過節(jié)流節(jié)流，因此，因此大腔的油壓上升比較緩慢大腔的油壓上升比較緩慢，離合器的壓緊力是逐漸增加的，這樣可實現(xiàn)離合器平順結合。離合器的壓緊力是逐漸增加的，這樣可實現(xiàn)離合器平順結合。 a a）被動摩擦片；）被動摩擦片；離合器摩擦片離合器摩擦片b b）主動摩擦片）主動摩擦片 主動摩擦片內圈為內花鍵。在主動主動摩擦片內圈為內花鍵。在主動摩擦片上燒結有一定厚度的粉末冶金襯摩擦片上燒結有一定

17、厚度的粉末冶金襯面，在粉末冶金襯面上開有徑向油槽，面，在粉末冶金襯面上開有徑向油槽，通油后，起破壞油膜、冷卻和沖刷磨屑通油后，起破壞油膜、冷卻和沖刷磨屑作用，且能促進摩擦片的分離。作用，且能促進摩擦片的分離。 從動摩擦片為平鋼從動摩擦片為平鋼片，外圈為外花鍵片，外圈為外花鍵圖圖11-13 11-13 雙離合器雙離合器WA380-3裝載機變速箱傳動簡圖裝載機變速箱傳動簡圖1、2、3、4、5、7、8、9、11、12、13-齒輪；齒輪； 6、10-缸體齒輪；缸體齒輪；-輸入軸輸入軸-一、三檔離合器軸；一、三檔離合器軸；-二、四檔離合器軸；二、四檔離合器軸；輸出軸；輸出軸；B、A前進、倒退離合前進、倒

18、退離合器；器；C、D一、三檔離合器；一、三檔離合器；E、F二、四檔離合器二、四檔離合器主動摩擦片主動摩擦片從動摩擦片從動摩擦片前進前進后退后退一檔一檔 三檔三檔二檔二檔四檔四檔 WA380-3裝載機各檔傳動路線裝載機各檔傳動路線v組成組成：v液力變矩器液力變矩器、行星、行星變速器、換檔執(zhí)行機構、變速器、換檔執(zhí)行機構、換檔操縱控制機構。換檔操縱控制機構。l排檔排檔：P：停車位；：停車位；R：倒檔；：倒檔；N：空檔；：空檔；D：高速檔；：高速檔；L：低速檔；：低速檔；第四節(jié)第四節(jié) 行星式動力換檔變速箱行星式動力換檔變速箱一、一、 簡單行星排簡單行星排1 1、行星齒輪機構、行星齒輪機構n1n2n3（

19、1 1）太陽輪）太陽輪1 1為主動件，行星架為主動件，行星架3 3為從動件，齒圈為從動件，齒圈2 2固定固定i i1313= =n n1 1/ /n n3 3= =1+1+=1+=1+z z2 2/ /z z1 1 減速增扭減速增扭（2 2）齒圈）齒圈2 2為主動件，行星架為主動件，行星架3 3為從動件，太陽輪為從動件，太陽輪1 1固定固定i i2323= =n n2 2/ /n n3 3= =(1+(1+)/)/=1+=1+z z1 1/ /z z2 2 減速增扭減速增扭（3 3）太陽輪）太陽輪1 1為主動件，齒圈為主動件，齒圈2 2為從動件，行星架為從動件，行星架3 3固定固定i i121

20、2= =n n1 1/ /n n2 2= = - -=-=-z z2 2/ /z z1 1 減速增扭減速增扭（4 4）如果使三元件中的任何兩個元件連為一體，）如果使三元件中的任何兩個元件連為一體，則必有則必有n n1 1= =n n2 2= =n n3 3 i i=1 =1 （直接檔）（直接檔）單排行星減速器的傳動比單排行星減速器的傳動比 n n1 1+n+n2 2-(1+)n-(1+)n3 3=0=0二、二、 行星式動力換檔變速箱行星式動力換檔變速箱 ZL50型輪式裝載機是雙渦輪液力變矩器，動型輪式裝載機是雙渦輪液力變矩器，動力變速器僅用了力變速器僅用了2個行星排，具有個行星排，具有2個前進

21、檔和個前進檔和1個個倒檔。倒檔。1-1-工作油泵；工作油泵；2-2-變速油泵；變速油泵；3-3-一級一級渦輪輸出齒輪；渦輪輸出齒輪；4-4-二級渦輪輸出齒二級渦輪輸出齒輪；輪；5-5-變速油泵輸入齒輪；變速油泵輸入齒輪；6-6-導輪導輪座；座；7-7-二級渦輪二級渦輪；8-8-一級渦輪一級渦輪；9-9-導輪；導輪；10-10-泵輪；泵輪；11-11-分動齒輪；分動齒輪；12-12-變速箱輸入齒輪（軸）；變速箱輸入齒輪（軸）；13-13-單單向離合器滾子；向離合器滾子；14-14-單向離合器凸單向離合器凸輪；輪；15-15-單向離合器外環(huán)齒輪；單向離合器外環(huán)齒輪；16-16-太陽輪；太陽輪；17

22、-17-倒檔行星輪；倒檔行星輪；18-18-倒檔倒檔行星架；行星架；19-19-一檔行星輪；一檔行星輪；20-20-倒檔倒檔齒圈；齒圈；21-21-后橋輸出軸；后橋輸出軸；22-22-前后軸前后軸離合套；離合套；23-23-變速箱輸出齒輪；變速箱輸出齒輪；24-24-前橋輸出軸；前橋輸出軸；25-25-輸出齒輪；輸出齒輪；26-26-二二檔輸入軸；檔輸入軸；27-27-離合套；離合套；28-28-二檔油二檔油缸；缸；29-“29-“三合一三合一”機構輸入齒輪機構輸入齒輪；30-30-二檔活塞；二檔活塞；31-31-二檔摩擦片；二檔摩擦片；32-32-二檔離合器受壓盤；二檔離合器受壓盤；33-3

23、3-倒檔、倒檔、一檔連接盤；一檔連接盤；34-34-一檔行星架；一檔行星架；35-35-一檔油缸；一檔油缸；36-36-一檔活塞；一檔活塞；37-37-一檔齒圈；一檔齒圈；38-38-一檔制動器摩擦片一檔制動器摩擦片；39-39-倒檔制動器摩擦片；倒檔制動器摩擦片；40-40-倒檔倒檔活塞活塞圖圖11-19 ZL50型裝載機液力機械傳動型裝載機液力機械傳動裝載機用雙渦輪液力變矩器裝載機用雙渦輪液力變矩器v結構特點：結構特點：兩級渦輪，其中第兩級渦輪，其中第一級渦輪的輸出支承在單向離一級渦輪的輸出支承在單向離合器上。合器上。v工作過程：工作過程：渦輪轉速較低時，渦輪轉速較低時，單向離合器處于楔緊

24、狀態(tài)，兩單向離合器處于楔緊狀態(tài)，兩個渦輪一起工作；渦輪轉速升個渦輪一起工作；渦輪轉速升高后，單向離合器分離，動力高后，單向離合器分離，動力只由第二渦輪輸出。只由第二渦輪輸出。v性能特點：性能特點：高效區(qū)較寬。高效區(qū)較寬。v應用機型：應用機型：國產國產ZLZL系列裝載機系列裝載機上常用。上常用。圖圖11-20 ZL5011-20 ZL50裝載機液力機械傳動簡圖裝載機液力機械傳動簡圖1-1-一級渦輪輸出軸；一級渦輪輸出軸；2-2-二級渦輪輸出軸；二級渦輪輸出軸；3-3-一級渦輪輸出減速齒輪副一級渦輪輸出減速齒輪副；4-4-二級渦輪輸出增速齒輪副；二級渦輪輸出增速齒輪副；5-5-變速箱輸入軸；變速箱

25、輸入軸；6 6、11-11-制動器；制動器；7 7、8-8-前、后行星排；前、后行星排；9-9-二檔輸入軸；二檔輸入軸；10-10-二檔受壓盤；二檔受壓盤；12-12-閉鎖離合器；閉鎖離合器；13-13-二檔油缸軸；二檔油缸軸；14-14-離合套；離合套；15-15-前橋輸出軸；前橋輸出軸；16-16-前、后橋離合器；前、后橋離合器；17-17-后橋輸出軸；后橋輸出軸；18-18-一級渦輪；一級渦輪；19-19-二級渦輪二級渦輪；20-20-轉向泵；轉向泵；2121、22-22-單向離合器；單向離合器；23-23-軸軸倒檔倒檔1檔檔2檔檔 低檔低檔：后行星排工：后行星排工作，齒圈制動，太陽作，齒圈制動，太陽輪輸入，行星架輸出，輪輸入，行星架輸出，i=1+i=1+ 高檔：高檔：直接檔，直接檔，i=1i=1 倒檔倒檔：前行星排工：前行星排工作，行星架制動，太作，行星架制動，太陽輪輸入，齒圈輸出，陽輪輸入，齒圈輸出，i=-i=-1）辛普森式辛普森式其特點是由其特點是由兩排行