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汽车变速器之原理（一）
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引言：变速器又被称为变速箱，它的作用就是转换力矩。在普通的汽车发动机中，曲轴的额定转速最高可达8000rpm甚至更高，如果直接将曲轴力矩传递给车轮，难免会发生轮速过高、扭矩过小的冲突，使得发动机的负担增大，难以克服摩擦力驱动汽车。
变速器又被称为变速箱，它的作用就是转换力矩。在普通的汽车发动机中，曲轴的额定转速最高可达8000rpm甚至更高，如果直接将曲轴力矩传递给车轮，难免会发生轮速过高、扭矩过小的冲突，使得发动机的负担增大，难以克服摩擦力驱动汽车。骑过自行车的人都知道，普通的无变速器自行车骑行速度通常很慢，而且遇到上坡就尤其费劲；换作一台可前后变速的山地自行车就轻松多了，其实这个道理跟汽车变速器一样。
变速器就是一种聪明的机械闭锁机构，它可以按照不同的齿轮比例来降低输出转速，增大扭转力矩，而力矩又通过齿轮与齿轮的传递让汽车跑得更快，同时使发动机更省力，这就是变速器存在的意义。
齿轮的秘密
变速器的构成其实看上去很简单，无非就是一堆齿轮和一组拨叉，这几乎也是所有手动变速器的构成部件。但是齿轮看起来小巧而简单，实际上也有大学问。一般来说，变速器里的齿轮可分为直齿轮和斜齿轮两种。由于斜齿轮具有一定的角度，更容易分级挂挡，并且切换挡位时比直齿轮更为平顺安静，所以在汽车上基本都采用斜齿轮式变速箱。此外，斜齿轮还具有另外一个优点，那就是利于改变啮合齿轮的运动方向，因为它的齿轮角度为45°，那么当两个同样结构的斜齿轮啮合时，便可以很轻松的垂直咬合在一起。
弄清楚了齿轮问题，我们继续深入
在汽车的变速器中，各级齿轮间的齿比由齿轮的齿数决定。例如相互啮合的两个齿轮齿数分别为20个和10个，那么前者输入端转一圈就会带动后者输出端转两圈，变速比即为2:1。实际上这也就达到了通常意义上所说的加挡的目的了——大齿轮带动小齿轮，就是一组高速挡位。同理，减挡时就是将力传递端给齿数相对较多的齿轮，假设输入端齿轮仍为20个，而输出端变为15个，这么一来，齿比则变为了1.33:1，力矩增大，爬上坡会更有劲。
如果把几组不同规格(齿数)的齿轮组合在一起，便可以构建一个变速机构来快速地升降挡了。这样一来，假设一套齿轮机构输入端齿轮为20齿，二级齿轮为40齿，输出端齿轮为50齿，第一级变速比为1:2，第二级为4:5，最终的变速比为两级变速比之积，即2:5。以此类推，再多增加几组齿轮，再弄清楚它们的齿数前提下，便能很轻松算出速比，知道变速器的能力范围了。
变速的基本原理
值得注意的是，在汽车的变速器中不仅有常规的变速齿轮，几乎所有车辆都还有一套差速齿轮(差速器)，它把守着汽车动力传递到车轮这一最后关口，一般位于前桥或者后桥的中部位置，它的作用是产生终传比。
差速器齿轮由一个输入端小齿轮和一个大齿圈构成，我们以一台斯巴鲁翼豹的5速手动变速箱为例，假设它的终传比为4.444:1，这也就是变速器输出轴到车轮驱动半轴的最终变速比。我们可以看到，当发动机转速在3000rpm时，变速箱处于5挡，那么变速箱输出轴的转速就为4065rpm，通过终传比为4.444:1的差速器，最后传到驱动半轴的转速则为914rpm。不夸张地说，如果知道车轮尺寸，利用上面的比例关系公式，甚至可以计算出这款翼豹在发动机某一转速下的最高车速。又例如，已知翼豹的车轮尺寸为205/55R16，整个车轮的半径r为258mm，那么车轮的周长就为2r乘以圆周率3.14，即1620.24mm。目前，已知推算出的变速箱5挡时输出转速为4065rpm，那么每分钟行驶距离就用1620.24mm乘以4065rpm，即为mm，换算成米即为m，然后除以每小时60分钟，最后得出4065rpm转速下的车速为109.7km/h，也可以说是110km/h。当然，我们只是理论计算，实际上翼豹在110km/h的车速下，发动机转速大大低于4000rpm。
在普通变速箱的内部构造中，我们能看到不同规格的斜齿轮啮合在一起。与前端离合器相连接的轴被称为动力输出轴(发动机输出轴)，而在离合器之前则是直接与发动机飞轮相连。一般紧挨着输出轴的一侧，就是变速箱的输出轴(传递至差速器)，在这根轴上包括5个斜齿轮和前、中、后3套变速拨叉，一般的手动变速器很容易识别，那么它又是如何工作的呢？
简单说，就是当离合器与飞轮结合在一起时，动力输出轴开始转动，固定在动力输出轴上的斜齿轮也随之转动，它们与变速器输出轴上一系列可以绕其空转的斜齿轮啮合。此外，变速器的换挡拨叉可以带动一系列具有内花键的接合套滑动，接合套通过花键与输出轴上的齿轮相连，这样一来就可以拨动齿轮达到切换挡位的目的。我们所讲的原理，是通过理解之后的简化产物，真正的变速器在换挡时其复杂程度并非如此。
斯巴鲁翼豹5速手动变速器速比示意图
发动机3000rpm时各级齿轮的转速
制表：汽车
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概述变速器的位置变速器在传动系中位于离合器的后面，万向传动装置的前面。变速器的功用改变传动比，扩大驱动力和速度的变化范围；设置倒挡；设置空挡。变速器的性能要求1、具有合理的挡数和适当的传动比2、具有倒挡和空挡3、传动效率高，操纵轻便，工作可靠，无噪声。4、结构简单，体积小，重量轻，维修方便。变速器的分类变速器按传动比的变化方式分：有级式；（乘用车和轻中型货车）无级式；CVT（超重型货车）综合式。（高级乘用车）变速器按操纵方式分：手动变速器；MT自动变速器；AT手自动一体。手动变速器自动变速器可以自动升挡和降挡，电脑主要根据车速和负荷（油门踏板的行程）进行升降挡控制，同时还要参考变速器油温、换挡模式等多种信号。AT与MT的相同点就是二者都是有级式变速器，只不过AT在各个挡位都有一段连续的速比变化。自动变速器自动变速器手自动一体手自一体变速器就是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式。该变速器结合了自动变速器和手动变速器的优点，最大限度地减少了变速系统的功率损耗。手动挡因为自己可以自由调节挡位及转速，驾驶起来有种畅快的感觉，运动感十足，富有驾驶乐趣。无级式CVT结构比传统自动变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主、从动轮和金属带或滚轮转盘来实现速比的无级变化。无级式（视频）齿轮式变速器的变速传动原理变速及变扭原理变向原理传动比传动比等于主动齿轮与从动齿轮转速的正比、齿数的反比。当小齿轮为主动齿轮，带动大的从动齿轮转动时，则从动齿轮的转速就降低，即称为减速传动（i＞1）；当以大齿轮为主动齿轮，带动小的从动齿轮转动时，则从动齿轮的转速就升高了，即称为加速传动（i＜1）；这就是齿轮变速的基本原理。i12=n1：n2=z2：z1传动比多级齿轮传动的传动比：i=所有从动齿轮齿数之积/所有主动齿轮齿数之积=各级齿轮传动比的连乘积推导过程P28发动机输出功率P=Me?2πn╱（6×103）不记传动效率损失，则输出功率等于输入功率Me1n1=Me2n2（Me1输入扭矩，Me2输入扭矩）则有i12=n1/n2=Me2/Me1降速则？变向原理变向原理倒挡倒档的实现是在输入齿轮与输出齿轮之间增加了一个中间齿轮，从而改变了输出齿轮的方向。普通齿轮变速器结构变速传动机构变速操纵机构盖操纵装置自锁装置互锁装置倒挡保险装置作用？变速器的类型普通齿轮变速器主要分为：二轴变速器（FF/RR） 变速器的前进档主要由输入和输出轴组成。三轴变速器 变速器的前进档主要由输入轴、中间轴和输出轴组成。两种变速器的区别主要在于齿轮传动机构的不同，而操纵机构基本相同。二轴式变速器结构①壳体变速器前壳体、变速器壳体、后壳体（后盖）第一轴（输入轴）是离合器的从动轴，也是变速器的输入轴。与一挡、二挡和倒挡主动齿轮制成一体。P30第二轴（输出轴）装有5个前进挡的从动齿轮与主减速器主动锥齿轮制成一体，是变速器的输出轴。P33倒挡轴通过过渡配合支承在壳体上，倒挡齿轮空套在倒挡轴上可自由滑动或自由转动。各挡的动力传动情况空挡一挡二挡三挡四挡倒挡总图（视频）1输入轴；2输入轴一档齿轮；3输入轴二档齿轮；4输入轴三档齿轮；5接合套；6输入轴四档齿轮；7输入轴五档齿轮；8变速器壳体；9输入轴倒档齿轮；19输出轴；20半轴三轴式变速器壳体用4个螺栓固定在飞轮壳的后端面上，是变速器的安装基础。由变速器壳体和变速器盖两部分构成，变速器壳体上设有润滑油加注口及磁性放油螺塞；变速器盖上装有通气塞。第一轴第二轴中间轴倒挡轴思考：三轴式与二轴式结构上的不同多了中间轴第一轴向心球轴承与弹性挡圈；滚针轴承与球轴承第二轴一轴与二轴制成一体；第一轴与第二轴是单独的两根轴，且二轴与主动锥齿轮制成一体。倒挡轴过盈配合；过度配合传动比i=z中间轴常啮合齿轮/z第一轴常啮合齿轮×z从动齿齿数/z主动齿齿数各挡传动比P36~P38变速器动力传递简图(11分）题79图所示某乘用车两轴式五挡变速器传动示意图。已知倒挡齿轮的齿数Z13为10齿、Z14为35齿、Z26为11齿。分析并回答下列问题。2011年江苏同步器作用摩擦式的组成及分类1、锁环式2、锁销式变速器盖CA1091汽车六档变速器操纵机构1五、六档拨叉；2三、四档拨叉；3一、二档拨块；4倒档拨块；5一、二档拨叉；6倒档拨叉；7倒档拨叉轴；8一、二档拨叉轴；9三、四档拨叉轴；10五、六档拨叉轴；11换档轴；12变速杆；13叉轴拨杆；14五、六档拨块；15自锁弹簧；16自锁钢球；17互锁销；远距离操纵式操纵机构组成和要求组成：换档拨叉机构；定位锁止机构；要求：能防止自动挂档和自动脱档，并保证齿轮全齿长啮合，所以应有自锁装置；能防止同时挂入两个档，应有互锁装置；能防止误挂倒档，应有倒档锁。操纵装置结构1、外操纵装置
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山地车变速器的原理是什么？
山地车变速器的原理是什么？
山地车都是带有变速系统的，这种变速系统能给我们的骑行带来很大的便利，但有很多朋友都不能很好的调节变速，究其原因还是对变速的原理和调节方法不是很清晰，那么今天我们就来详细分析一下山地车变速器的原理。
每款变速山地车的前轮和后轮上面都有一些大小不一样的齿轮，我们可以通过车把手上面的变档器控制调节，使链条在各个齿轮上面转换，带动齿轮的大小不同，车子速度也是不同的，这其中包含许多机械原理。
前齿盘和后齿盘的大小决定了车子在转动是脚蹬的力度，我们在骑行的时候，前齿盘越大后齿盘越小时，踩踏就会感觉明显的吃力（因为这个时候脚踏转动一圈，后轮就会转动8圈，虽然速度快但是启动很慢，自然会很费力）。
如果是前齿盘越小后齿盘越大时，踩踏就会感觉到很轻松（因为这个时候脚踏转动一圈，后轮就会转动4圈，这样虽然速度比较慢，但是启动加快了，自然会很轻松）。
变速器的调节原理是平移导轮或导链槽，来改变链条的不同位置。后拨导向轮可以固定链条的位置，而张力轮能够保证链条有一定的张力，可以让链条紧紧地裹在齿轮上。
我们在骑行过程中，快速前进或者是慢速前进，如果想要保持固定的脚踏步速和力度，就必须要依靠变速器来实现，如果单纯的加大齿轮，而自己不增加力度的话，提速也是不可能的，所以变速也可以称之为控速。
关于山地车的变速等级，目前主要有18速，21速，24速和27速这四种，比如，它的前盘有三种大小不同的齿轮，后盘有七种大小不同的齿轮，可以组合出21种不同的变化，即为21速，目前这种21速的山地车是最为常见和流行的。
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变速箱齿轮的齿顶上的沟槽有什么作用？
哪位高手解释一下变速箱齿轮的齿顶上的沟槽有什么作用？还是加工工艺造成的，拆了几个变速箱发现很多齿轮都有小坑或沟槽，网上借得图，望高手赐教。
引用 魔之六翼
19:50:59 发表于 主楼 的内容：
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不知道对应的齿轮槽里面有没有凸起。。如果有，是不是轴向定位的，因为斜齿轮都有轴向位移趋势，齿轮轴向受力 。瞎猜的。
引用 下雨天616
20:28:19 发表于 2楼 的内容：
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20:28:19 发表在
不知道对应的齿轮槽里面有没有凸起。。如果有，是不是轴向定位的，因为斜齿轮都有轴向位移趋势，齿轮轴向受力 。瞎猜的。
对应的齿轮槽里面没有凸起，而且轴向距离也不同。应该不是轴向定位用的，网上再借个图。
引用 魔之六翼
20:36:20 发表于 3楼 的内容：
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引用 林林子林子
20:38:51 发表于 4楼 的内容：
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储油减轻磨损
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是不是排油的？类似轮胎的排水槽。毕竟齿轮在油里面泡着，咬合的过程中，利于中间的润滑油迅速排出？还是为了降低噪音？
引用 下雨天616
20:49:41 发表于 6楼 的内容：
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21:19:46 | 来自
全面深度润滑，
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21:19:46 发表于 7楼 的内容：
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19:50:59 发表在
哪位高手解释一下变速箱齿轮的齿顶上的沟槽有什么作用？还是加工工艺造成的，拆了几个变速箱发现很多齿轮都有小坑或沟槽，网上借得图，望高手赐教。
避免安装方向错误的位置记号。
引用 tym-02 21:54:08 发表于 8楼 的内容：
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21:54:08 发表在
避免安装方向错误的位置记号。谢谢
引用 魔之六翼
22:03:29 发表于 9楼 的内容：
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21:19:46 发表在 全面深度润滑，多谢
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22:03:47 发表于 10楼 的内容：
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22:03:47 发表在 多谢客气，我也不大懂，不过有的车进气凸轮全部是齿中开槽的，
引用 我看到你啦
22:05:01 发表于 11楼 的内容：
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引用 huangxuefeng-03 11:48:43 发表于 12楼 的内容：
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请问有人确定了没有？这个槽到底有什么用呢？
引用 JW15-06-24 10:38:28 发表于 13楼 的内容：
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