变速器

出处：按学科分类—农业科学 河南科学技术出版社《简明农机手册》第144页（3924字）

(一)功用

变速器的主要功用是减速增扭、变速变扭，并能使机车在发动机旋转方向不变的条件实现倒车，在发动机不熄火的条件下实现短暂停车。

(二)变速器类型

变速器按传动方式，可分为齿轮式和液力式变速器；按变速的特性，可分为有级变速器和无级变速器。齿轮传动变速器具有有级变速特性，它可分两轴、三轴和组成式3种。小型拖拉机多采用组成式齿轮传动式变速器。组成式变速器由主、副变速器组成，副变速器有高、低两个挡位；主变速器有3个或4个挡位，1个倒挡位。因此组成式变速器可表示为(3+1)×2或(4+1)×2，即具有6个或8个前进挡和2个倒退挡位。三轮农用运输车多采用三轴简单式齿轮传动变速器。

(三)变速器的构造和工作原理

1．变速器的构造 变速器的构造如图3－5所示。该变速器在东方红－150、东方红－170、中原－170等型拖拉机上采用。它属于(4+1)×2组成式变速器。Ⅳ轴、Ⅲ轴、齿轮36、齿轮38和高低挡滑动齿轮21构成副变速器。如果高低挡滑动齿轮的低挡齿轮(大齿轮)与齿轮38啮合，即为低挡；如高低挡滑动齿轮的高挡齿轮(小齿轮)与齿轮36啮合即为高挡。由Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ轴及各轴上的齿轮构成主变速器，它具有4个前进挡和1个倒退挡。

图3－5 变速器

1．传动箱壳体总成 2．Ⅰ、Ⅳ挡滑动齿轮 3．半圆止推环 4．大圆锥齿轮 5．Ⅲ挡主动齿轮 6．常啮合主动齿轮 7．调整垫片(厚0．5mm) 8．调整垫片(厚0．3mm) 9．调整垫片(厚0．2mm) 10．隔套 11．轴承306 12．离合器分离座合件 13．离合器分离轴承总成 14．离合器轴承盖纸垫 15．右端盖总成 16．右端盖纸垫 17．Ⅱ挡主动齿轮 18．Ⅱ、Ⅲ挡滑动齿轮 19．轴承42305 20．一级中央传动主动齿轮轴 21．高低挡滑动齿轮 22．隔套 23．第五轴挡圈 24．中央传动被动齿轮 25．轴承307 26．差速器总成 27．半轴纸垫 28．第五轴盖纸垫 29．轴承42307 30．第五轴盖 31．二级中央传动主动齿轮轴 32．第四轴盖纸垫 33．第四轴盖 34．轴承305 35．左端盖纸垫 36．Ⅰ挡被动齿轮 37．第Ⅲ轴 38．Ⅳ挡被动齿轮 39．第Ⅱ轴 40．调整垫片(厚0．5mm) 41．调整垫片(厚0．3mm) 42．调整垫片(厚0．2mm) 43．第Ⅱ轴左盖 44．O形密封圈63×3．1 45．第一轴 46．左端盖 47．倒挡主动齿轮

2．各挡传动路线

(1)Ⅰ挡传动路线：如将副变速器置于低挡，并将Ⅰ、Ⅳ挡滑动齿轮2的小齿轮与齿轮36啮合则得到Ⅰ挡。其传动路线为：Ⅰ轴→齿轮6→齿轮5→Ⅱ轴→齿轮2的小齿轮→齿轮36→Ⅲ轴→齿轮38→高低挡滑动齿轮21的低挡齿轮→Ⅳ轴→中央传动。

(2)Ⅱ挡传动路线：副变速器仍处低挡位置，将Ⅱ、Ⅲ挡滑动齿轮18的大齿轮与Ⅱ挡主动齿轮17啮合，则得Ⅱ挡。其传动路线为：Ⅰ轴→齿轮6→齿轮5→Ⅱ轴→齿轮17→齿轮18的大齿轮→Ⅲ轴→齿轮38→高低挡滑动齿轮21的低挡齿轮→Ⅳ轴→中央传动。

(3)Ⅲ挡传动路线：副变速仍处低挡位置，将Ⅱ、Ⅲ挡滑动齿轮18的小齿轮与齿轮5啮合，则得Ⅲ挡。传动路线如下：Ⅰ轴→齿轮6→齿轮5→Ⅱ、Ⅲ挡滑动齿轮18的小齿轮→Ⅲ轴→齿轮38→高低挡滑动齿轮21的低挡齿轮→Ⅳ轴→中央传动。

(4)Ⅳ挡传动路线：副变速器仍处低挡位置，将Ⅰ、Ⅳ挡滑动齿轮2的大齿轮与齿轮38啮合，则得Ⅳ挡。其传动路线为：Ⅰ轴→齿轮6→齿轮5→Ⅱ轴→Ⅰ、Ⅳ挡滑动齿轮2的大齿轮→齿轮38→Ⅲ轴→高低挡滑动齿轮21的低挡齿轮→Ⅳ轴→中央传动。

(5)倒Ⅰ挡传动路线：副变速器仍处低挡位置，将倒挡齿轮47与齿轮36啮合，则得倒Ⅰ挡。其传动路线为：Ⅰ轴→齿轮47→齿轮36→Ⅲ轴→齿轮21的低挡齿轮→Ⅳ轴→中央传动。

如将副变速器的高低挡滑动齿轮的高挡齿轮(小齿轮)与齿轮36啮合，处于高挡位置，则Ⅰ挡、Ⅱ挡、Ⅲ挡、Ⅳ挡和倒Ⅰ挡分别变为Ⅳ挡Ⅴ挡、Ⅵ挡Ⅶ、Ⅷ挡和倒Ⅱ挡。

3．变速器的工作原理 变速器的不同挡位都具有一定的传动比，挡位愈低，传动比愈大，减速增扭的作用愈大。因此，变速器减速增扭的原理就是利用几对相互啮合齿轮获得大于1的传动比；变速变扭的原理就是换用齿轮啮合，获得不同的传动比，换用不同的传动比(挡位)起到变速变扭的作用；变速器倒挡是改变参与啮合齿轮的对数，改变从动轴的旋转方向的原理实现倒挡。例如，前述的8个前进挡都是通过3对齿轮将Ⅰ轴动力传到Ⅳ轴；倒退挡是利用2对齿轮将Ⅰ轴动力传到Ⅳ轴、前进挡时Ⅳ轴逆时针旋转通过中央传动、差速器和左右半轴传动使驱动轮向前进方向旋转。在倒挡时，Ⅳ轴是顺时针旋转，因此，发动机旋转方向不变的情况下能使驱动轮倒转，实现倒车。如果各挡齿轮均不进入啮合即空挡时，Ⅰ轴动力无法传到Ⅳ轴，驱动轮也就停止旋转，因此变速器能使机车在发动机不熄火的条件下作短暂停车。

4．变速器的操纵机构 变速器操纵机构包括换挡机构，锁定机构和互锁机构。

(1)换挡机构

①功用：换挡机构是用于变速器挡位的变换。

②构造和工作原理：换挡机构主要由变速杆、拨叉轴和拨叉组成，如图3－6所示。

图3－6 换挡机构

1．手球 2．副变速杆焊合件 3、9．开口销 4．螺栓 5．大垫圈 6．平键 7．O形密封圈 8．副变速摇臂 10．小垫圈 11．副变速拨块 12．副变速拨叉 13．主变速拨叉 14．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ挡拨叉轴 15．Ⅱ、Ⅴ倒挡拨叉轴 16．副变速拨叉轴 17．螺栓 18．前盖 19．防尘盖 20．变速杆弹簧 21．弹簧挡圈 22．定位销 23．变速杆座 24．O形密封圈 25．主变速杆

拨动副变速杆，通过副拨叉轴和副变速拨叉带动变速器的高低挡滑动齿轮移动，进行高低挡的变换。如将副变速杆扳到低挡位置，则高低挡滑动齿轮的低挡齿轮进入啮合状态；反之则高挡齿轮进入啮合状态。主变速杆是进行主变速器的换挡。扳动主变速杆，通过拨叉轴、拨叉分别带动各挡滑动齿轮移动，进行换挡。如将变速杆扳到Ⅰ挡位置，则Ⅰ挡滑动齿轮进入啮合状态，变速器就按Ⅰ挡动力传动路线将动力传到中央传动器。

(2)锁定机构

①功用：锁定机构的功用是防止各挡滑动齿轮由于振动和轴向力的作用而造成的自动脱离啮合(即自动脱挡)。

②构造和工作原理：锁定机构由锁定弹簧、钢球和拨叉轴上的凹槽组成，如图3－7所示。当变速杆处在空挡或某一挡位置时，锁定钢球在锁定弹簧的弹力作用下，压紧在拨叉轴的凹槽内，阻止拨叉轴自动作轴向移动。因为拨叉与拨叉轴固定在一起，所以拨叉也不能移动，因此变速滑动齿轮也受到拨叉的限制不能自动脱离啮合，从而防止自动脱挡。

图3－7 锁定机构

1．压板 2．锁定弹簧 3．钢球 4．高低挡拨叉轴

(3)互锁机构 互锁机构有互锁销式、互锁球式和框板式3种形式。

互锁销式互锁机构如图3－8所示。互锁销的长度等于两相邻拨叉轴距离加上一个凹槽的深度。在拨动一个拨叉轴，另一拨叉轴被互锁销锁定，从而防止同时拨动两个拨叉轴而造成乱挡。

图3－8 互锁销式互锁机构

1．拨叉轴左端盖 2．倒挡拨叉轴 3．互锁销 4．Ⅰ Ⅳ挡拨叉轴 5．Ⅱ、Ⅲ挡拨叉轴 6．高低挡拨叉轴

互锁球式互锁机构的互锁原理与上述相同，不同点只是互锁球代替互锁销，如图3－7所示。

框板式互锁机构如图3－9所示。在框上的工字形导槽与拨叉轴相对应，因为变速杆只能在导槽内移动，所以变速杆在哪一个导槽内移动，只能拨动这个导槽所对应的拨叉轴，从而防止同时拨动两个拨叉轴而造成乱挡。

图3－9 框板式互锁机构

1．框板 2．变速杆