新乡职业技术学院
毕业设计（论文）
题 目 桑塔纳2000变速器装配工艺
系 别 学生姓名 学 号
专业名称
指导教师
2013年 12 月 4 日
目录
摘要 ······················································································································ 2
一、 变速器的发展史及未来的发展方向········································································ 3
二、国内外研究现状、水平及存在的问题 ······································································ 4
三、变速器的分类、组成及功用 ·················································································· 5
（一）、变速器分类 ····························································································· 5
（二）、变速器组成 ····························································································· 6
（三）、变速器功用 ····························································································· 7
四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析········································································ 7
五、桑塔纳2000变速器的结构 ··················································································· 13
六、桑塔纳2000变速器参数 ······················································································ 15
七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链 ············································································· 18
八、桑塔纳2000变速器的同步器 ················································································ 21
（一）、同步器的结构 ························································································· 21
（二）、同步环主要参数的确定 ············································································· 22
九、桑塔纳2000变速器装配方案及调试······································································· 24 结束语 ·················································································································· 26 文献参考 ··············································································································· 27 致 谢 ················································································································· 28
桑塔纳2000变速器装配工艺
摘要:本论文以变速器的装配问题为研究对象，论述了手动变速器变速器的发展史及未来的发展方向国内外研究现状、水平及存在的问题 、变速器的种类及作用、以及变速器的装配方法精度等。
变速器，转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳
的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，当前手动变速器仍然是现代的主流。
关键词：手动变速器 装配方法 齿轮间的啮合间隙
每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器. 伴随着人们的需求和科技技术的不断提高人们对变速器的要求也越来越高，变速器发展至今其结构越来越紧凑复杂当然为了更好的保证驾车中的舒适性对变速器装配的要求越来越高, 因此装配工艺的将决定决定变速器工作状况. 使用寿命和经济性, 由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。
而在未来的课题的学习中，我将重点研究装配手动变速器对变速器的重要性。
一、变速器的发展史及未来的发展方向
汽车工业的百年历史中，肯定没有任何一个时代的变速器技术能比得上今天那么深入民心和丰富多彩，我们也几乎能断言，在下一个百年，变速器技术对人们购车的影响肯定也比不上我们这个时代：在不久的将来，现在意义的变速器会可能会完全销声匿迹。技术的发展是因为人们的需求，而人们最大的需求就是：越来越方便、越来越高性能的汽车。例如无论有多少“手动挡保皇派”，自动挡汽车都在迅速蚕食手动挡汽车市场。变速器只不过是追求过程中一种衍生的乐趣而已，它自身的存在和发展其实都来自动力源，也就是我们常说的发动机。在电驱时代来临之前，为了榨干传统发动机的性能极限，加上厂商对汽车文化不同的理解，我们或许将会在一二十年内看到汽车工业史上最为精彩的变速器大战。我们将会以一个系列文章，通过变速器技术的发展史，给网友深入地讲解变速箱技术，提供购车的参考之余，进一步提高变速器的使用技巧，加深对汽车的理解。变速器的出现，世界上第一台汽车是由德国工程师卡尔. 苯茨在1886年发明的，当时并没有变速器。目前被广泛承认的第一台汽车变速器则出现在1894年。法国工程师路易师·雷纳·本哈特和埃米尔·
拉瓦索尔在其制造的本哈特—拉瓦索尔汽车上准备了他们发明的变速器。直到1904
年，本哈特—拉瓦索手操作滑动齿轮变速器被汽车界普遍采用，从此改变了汽车的传动系统，变速器也正式踏进历史舞台。而当时变速器的原理，和现在手动变速器的原理几经基本相同了。
在汽车工业的百年历程中，发动机都是由燃烧燃料来驱动，无论汽油还是柴油，无论活塞式还是转子式。它们共同的特点都是等待燃料在其内部燃烧后膨胀而输出动力，因此称为内燃机。由于燃烧和膨胀都需要时间，由此导致了内燃机的特性并不能满足汽车的使用。
为了满足汽车和发动机在不同的速度下都能协调工作，变速器往往被设计成具有多个挡位可以选择。变速器的挡位设计也是随着发动机不断地进步而进步的，早期的发动机功率不足，因此变速器能起到的都是减速增扭，传动比都是大于1的。但随着发动机功率越来越强劲，现代轿车一般都具备传动比小于1的挡位，因此变速器能起到的都是减速增扭，传动比都是大于1的，但随着发动机功率越来越强劲，现代轿车一般都具备传动比小于1的挡位。当然，变速器还有一个很重要的功能就是提供倒车。因为发动机在发动之后只会朝着一个方向转，因此还需要变速器提供反向旋转的挡位，这个档位我们称为倒挡。不过一般在讨论变速范围的时候，指的都是前进挡，正如没有人说自己的5挡变速器是6挡的一样。由于变速器的作用就是将发动机的转速变成车型行驶需要的转速（我们姑且忽略传动系统上另一个相对简单很多的减速部件），因此变速范围和档位数量就显得格外重要。争论和分歧也是从此而来。不过电动机具有和内燃机完全不一样的特点，现在甚至已经出现了直接套上轮子就可以驱动的电动机。而就在这个电驱时代全面来临之前，变速器正在进行一场史无前例的大战。由于篇幅所限，开篇就到此为止了，希望网友能记住：目前的变速器都因发动机而生的。其后我们将会围绕变速器这个最根本的作用，进行深入讲解变速器的装配。
二、国内外研究现状、水平及存在的问题
变速器行业在历史浪潮的推动下不断向前。可以说，社会经济的发展成就了当今的中国变速器行业，反过来，变速器行业也折射出新中国成立以来我国经济建设的发展历程和辉煌成就。
在手动变速器领域，国产品牌已占主导地位，为适应当前汽车节能、环保、舒适、廉价要求这一新趋势，更高的传动效率，更舒适的驾乘感觉，更小的体积和更加简易
可靠的控制模式应该成为当今新型变速器技术的追求目标。
因为手动变速器技术成熟而且传动效率高，维修保养成本低。同时，它可以带给驾驶者充分的驾驶乐趣。另外，手动变速器它的燃油经济性决定了在未来发展中的重要地位。
在变速器的大家庭中 CVT指在变速系统中不使用齿轮，提供平稳和“无级的”速比转换的变速系统。在国内进口或合资日系的汽车厂家中应用较多，并且主要应用于乘用 车，CVT 产品研发的核心技术已经不再是障碍。CVT 变速器内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构，而是以两个可改变直径的传动轮，中问套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在一个锥形带轮上，带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变 化。起步时，主动带轮直径变为最大直径，而被动带轮变为最小，实现较高的传动比。随着车速的增加和各个传感器信号的变化，电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压，最终改变带轮直径的连续变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。而锥形带轮之间的传动带，在过去的一段时间，由于材质的原因，所受的拉力有限，所能承受的扭矩有限，只能用在摩托车及小排量车上。近年来，随着材料技术、加工工艺的不断提高，生产出特殊材料制造的刚制传动带和锥型带轮，完全达到了大功率、大扭矩客车及轿车的要求。
DCT变速器内有两台自动控制的离合器，在某一挡位时，离合器1结合，一组齿轮啮合输出动力，在接近换挡时，下一组的齿轮已被预选，而与之相联的离合器2仍处于分离状态；在换入下一挡位时，处于工作状态的离合器1分离，将使用中的齿轮脱离动力，同时离合器2咬合已被预选的齿轮，进入下一挡。在整个换挡期间两组离合器轮流工作，确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。 国内目前推崇的是现有的AMT 、DCT 变速器，日本推崇的是CVT 变速器，而欧洲推崇的是DCT 变速器。从目前国内汽车布局发展来看，DCT 与CVT 在国内汽车新型变速器市场中应该会二分天下，AMT 变速器将更多的应用于商用车上，不会出现CVT 或DCT 或AMT 在国内汽车新型变速器市场一枝独秀的情景。
三、变速器的分类、组成及功用
（一）变速器分类
（1）、按传动比变化的方式：有级式、无级式和综合式
1、有级式：有级式变速器应用最广泛，它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。
（1）按所用的齿轮轮系不同:有轴线固定式（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）目前，轿车和轻、中型货车的变速器的传动比通常有3~5个前进档和一个倒档。
（3）在重型汽车用的是组合式变速器，采用更多档位，一般是由两个变速器组合而成的。
2、无级式：无级式变速器的传动比在一定的范围内可以按无限多级变化。 常见的有电力式和液力式（动液式）两种。
（1）电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串激电动机。
（2）液力式的传动部件是液力式变矩器。
3、综合式：综合式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。其传动比可以在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前的应用较为广泛。
（1）常见的有电力式和液力式（动液式）两种。
（2）电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串激电动机。
（3）液力式的传动部件是液力式变矩器。
（2）、按操纵方式分：强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式
（1）强制操纵式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）自动操纵式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。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
①一种是常见的几个档位自动操纵，其余的档位则由驾驶员操纵； ②另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来换档。
（3）、按使用方法分
手动变速器（MT ）、自动变速器（AT ）、手自一体变速器、无级变速器（CVT ）、双离合器变速箱和EMT 、AMT 序列变速器等。
（二）、变速器组成
变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分。用三联滑移齿轮变速，轴向尺寸大；用变位滑移齿轮变速 ，结构紧凑 ，但传动比变化小。离合器有啮合式和摩擦式之分。用啮合式离合器时，变速应在停车或转速差很小时进行，用摩擦式离合器可在运转中任意转速差时进行变速，但承载能力小，且不能保证两轴严格同步。为克服这一缺点，在啮合式离合器上装以摩擦片，变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接合。行星齿轮传动变速器可用制动器控制变速。
（三）、变速器功用
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一它的作用是
1、在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。
2、实现倒车行驶汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。
3、实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。
变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成，变速传动机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。
四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析
变速器变速原理 ：
汽车需要变速器，这是由汽车发动机的物理特性决定的。 首先，任何发动机都有速度极限，转速超过这个最大值，发动机就会爆炸。 其次，如果读过马力及其应用，您就会知道，在马力和扭矩都达到最大值时，发动机的转速变化范围很小。 例如，发动机可能在5,500转分时产生最大马力。 在汽车加速或者减速时，变速器的
存在使发动机与驱动轮之间的齿比能够发生变化。 通过改变齿比，就能使发动机转速保持在速度极限以下，并且使发动机接近最佳性能转速区。
在理想情况下，变速器齿比变化范围非常大，因而发动机总是以单一的最佳性能转速运行。 这就是无级变速器（CVT ）的概念。
CVT的齿比范围几乎没有任何限制。 过去，CVT 在成本、尺寸和可靠性方面都不能与四速和五速变速器抗衡，所以在量产汽车中看不到它们。 目前，设计方面的改善使CVT 得到了普及。 丰田普锐斯就是使用CVT 的混合动力汽车。变速器通过离合器与发动机连接， 因此，变速器输入轴的转速与发动机相同。
图4-1（桑塔纳2000变速器）
五速变速器为输入轴提供五种不同的齿比，以便在输出轴产生不同的转速值。 以下是一些典型的齿比：
为了帮助了解标准变速器的基本原理，下图显示了处于空挡状态的简单两速变速器。
图 4-2
让我们来看看图4-2中的每一个部件，以及它们是如何装配的，绿色轴将发动机与离合器连接起来。 绿色轴和绿色齿轮连在一起，形成一个整体。 （离合器是用于连接发动机和变速器或断开其间连接的装置，在运转而松开离合器踏板时，发动机和绿色轴就直接连在一起，绿色轴和齿轮的转速与发动机相同。)
红色轴及红色齿轮称为副轴它们也连为一个整体，因此副轴上的所有齿轮和副轴本身作为整体旋转，绿色轴与红色轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来，所以当绿色轴转动时，红色轴也会转动，因此，一旦离合器接合副轴就直接从发动机获得动力。 黄色轴是花键轴，通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴相连。 如果车轮转动，黄色轴也将随之转动。
蓝色齿轮连在轴承上，因此会随黄色轴转动，如果发动机已关闭但汽车还在滑行，则在蓝色齿轮和副轴停止运动时，黄色轴仍可能在蓝色齿轮内部转动。
轴环将两个蓝色齿轮中的一个连接到黄色驱动轴上，它通过齿槽直接与黄色轴相连，并与黄色轴一起转动， 但轴环也可以沿着黄色轴左右滑动，从而选择性地接合两个蓝色齿轮中的一个， 轴环中的齿称为犬齿可与蓝色齿轮侧面的孔相接合。
一挡齿轮传动：
图4-3
图4-3中，发动机的绿色轴转动副轴，副轴则转动右边的蓝色齿轮。 齿轮通过轴环驱动黄色驱动轴。 同时，左边的齿轮也在转动，但只是在其轴上空转，对黄色轴并不产生影响。
当轴环位于两个齿轮之间时（如图4-2所示），变速器为空挡状态。 黄色轴上以不同速率运转的两个蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。在换挡时，如果操作错误，听到可怕的碾磨声，这个声音不是误啮合齿轮发出的。 从图4-3中可以看出，所有轮齿总是处于完全啮合状态。 这种碾磨声是犬齿接合蓝色齿轮侧孔失败发出的。 这里显示的变速器没有“同步”，所以使用此变速器时，您必须双踩离合。 双踩离合在老式汽车中很常见，而在一些现代赛车中也仍然很常用。 在双踩离合时，先合下离合踏板，使发动机与变速器分离。 这样可消除犬齿的压力，从而将轴环切换至空挡状态。 然后松开离合器踏板，使发动机恢复“正确速度”。 该速度就是发动机下一齿轮的运转速度。 这样做的目的，在于使下一个蓝色齿轮与轴环以相同的转速运行，这样犬齿就能接合。 然后再次踩下踏板并将轴环锁定到新齿轮中。 每换一个齿轮，都必须踩下和松开两次离合器，因此称为“双离合”。
另外，您还可以了解换挡按钮的微小线性位移怎样实现齿轮更换。 换挡按钮移动连接到拨叉的杆。 拨叉使轴环在黄色轴上滑动，从而与两个齿轮中的一个接合。
如今，五速手动变速器在汽车上已经相当普遍了。 其内部结构如下图4-4所示：
图4-4
有三个拨叉，由换挡杆接合的三个杆控制。 俯看换挡叉轴，它们在空挡、倒挡、一挡和二挡中的情形如下图4-5所示：
图4-5
注意，换挡杆中部有一个旋转点。 在将旋钮前推接合一挡齿轮时，实际上是在
推动杆和拨叉，以便将一挡齿轮拉回来。 可以看到，左右移动变速杆也是在接合不同的拨叉（从而接合不同的轴环）。 将旋钮前后移动也就移动了轴环，使它们接合一个齿轮。
图4-6
倒挡齿轮由一个小惰轮（紫色）来操控。惰轮是两个不互相接触的传动齿轮中间起传递作用的齿轮，同时跟这两个齿轮啮合，用来改变被动齿轮的转动方向，使之与主动齿轮相同。它的作用只是改变转向并不能改变传动比，称之为惰轮。惰轮又称过桥齿轮，它的齿数多少对传动比数值大小没有影响，但对末轮的转向将产生影响。
所以，通过惰轮，该图4-6中的蓝色倒挡齿轮就会总是与其他所有蓝色齿轮的转动方向相反。 因此，当汽车前进时，不可能将变速器切换到倒挡（因为犬齿不能啮合）。 但它们会产生大量的噪音！
同步器:
由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换档位时会存在一个" 同步" 问题。两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。因此，旧式变速器的换档要采用" 两脚离合" 的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要在空档位置加油门，以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂，难以掌握精确。因此设计师创造出" 同步器" ，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。 同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。
目前全部同步式变速器上采用的是惯性同步器，它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。
接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与
待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。
当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。
同步器的作用是，在与犬齿接触前，使轴环与齿轮发生有摩擦的接触。这样，在犬齿接合前，就可以使轴环和齿轮速度达到同步。
如图4-7所示：
图4-6
五、桑塔纳2000变速器的结构
（一）桑塔纳2000系列轿车采用五档手动变速器，由传动机构、操纵机构、变速器壳体等组成，其结构紧凑、噪声低、操作灵活可靠。该变速器的五个前进档均装有锁环惯性式同步器，换档轻便，所有档位都采用防跳档措施。
（二）桑塔纳2000系列轿车五档手动变速器的结构如图5-1所示。
图5-1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。
（三） 桑塔纳2000系列轿车五档手动变速器的性能参数见表5-2所示。
图5-1变速器的结构
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
图5-2 变速器传动原理图
六、桑塔纳2000变速器参数
变速器主要参数的选择:
（一）、档数 ：
增加变速器的档数能改善汽车的动力性和经济性。档数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换档频率也增高。 在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的当属会是变速器相邻的低档与高档之间传动比比值减小，是换档工作容易进行。要求相邻档位之间的传动比比值在1.8以下, 该制约小换档工作越容易进行。要求高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的传动比比值小。
近年来为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前轿车一般用4～5个档位，级别高的轿车变速器多用5个档，货车变速器采用4～5个档位或多档。装载质量在2～3.5T 的货车采用5档变速器，装载质量在4～8T 的货车采用6档变速器。多档变速器多用于重型货车和越野车。
（二）、转动比范围 ：
变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档转动比的比值。转动比范
围的确定与选定的发动机参数，汽车的最高车速和使用条件等因素有关。 目前轿车的传动比范围在3～4之间，轻型货车在5～6之间，其他货车则更大。
（三）、中心距A
对中间轴式变速器, 是将中间轴与第二轴之间的距离成为变速器中心距. 其大小不仅对变速器的外形尺寸, 体积和质量大小, 而且对轮齿的接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力大，齿轮寿命短。最小允许中心距当有保证齿轮有必要的接触强度来确定。变速器轴经轴承安装在壳体上，从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑，要求中心距取大些。此外受一档小齿轮齿数不能过少的限制，要求中心距也要大些。
式中，A 为中心距（MM ）;KA 为中心距系数, 轿车:KA=8.9～9.3, 货车:8.6～9.6, 多档变速器:KA=9.5～11.0;TEMAX 为发动机最大转矩（N.M ）;i1为变速器一档传动比；ng 为变速器传动效率0.96。
轿车变速器的中心距在65～80mm 范围变化，货车的变速器中心距在80～170mm 范围内变化。原则上总质量小的汽车中心距小。
（四）、外形尺寸：
变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。
轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.0～3.4A 。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关：
四档2.2～2.7A
五档2.7～3.0A
六档3.2～3.5A
当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数K 应取给出系数的上限。为检测方便，A 取整。
（五）轴的直径：
变速器工作时轴除传递转矩外，还承受来自齿轮作用的径向力，如果是斜齿轮还有轴向力。在这些力的作用下，变速器的轴必须有足够的刚度和强度。轴的刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，对齿轮的强度和耐磨性产生影响，增加工作噪声。
中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径D=0.45A，轴的最大直径D 和支撑间距离L 的比值，对中间轴，DL=0.16～0.18, 对第二轴，DL=0.18～0.21。
第一轴花健部分直径D （MM ）可按下式初选
式中K 为经验系数，K=4.0～4.6,temax 为发动机最大转矩（N.m ）
（六）、齿轮参数：
1、 模数
模数的选取 遵循的一般原则：为了减少噪声应合理减少模数，增加尺宽；为使质量小，增加数，同时减少尺宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应选用同一种模数，而从强度方面考虑，各档齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选小；对货车，减小质量比噪声更重要，故齿轮应选大些的模数。
低档齿轮应选大些的模数，其他档位选另一种模数。少数情况下汽车变速器选用相同的模数。
啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿轮。由于工艺上的原应，同一变速器的接合齿模数相同。选取较小的模数值可使齿数增多，有利换档。
2、压力角
压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些。变速器齿轮用20°, 啮合套或同步器的接合齿压力角用30°。
3、螺旋角
斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。选斜齿轮的螺旋角，要注意他对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力的影响。从提高低档齿轮的抗弯强度出发，不希望用过大的螺旋角；而从提高高档齿轮的接触强度着眼，应选用较大螺旋角。
斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上的不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。轴向力经轴承盖作用到壳体上。一挡和倒挡设计为直齿时，在这些挡位上工作，中间轴上的轴向力不能抵消(但
因为这些挡位使用得少，所以也是允许的) ，而此时第二轴则没有轴向力作用。
斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：
轿车变速器：
两轴式变速器为20°～30°
中间轴式变速器为22°～34°
货车变速器：18°～34°
齿宽b
应注意齿宽对变速器的轴向尺寸，齿轮工作平稳性，齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度均有影响。
考虑到尽可能的减少质量和缩短变速器的轴向尺寸，应该选用较小的齿宽。减少齿宽会使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，还会使工作应力增加。使用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。
通常更据齿轮模数m 的大小来选定齿宽。
直齿：b=KCm,KC为齿宽系数，取为4.5～8.0
斜齿：b=KCmn，KC 取6.0～8.5
第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数，KC 可取大些，使接触线长度增加、接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。
模数=齿顶圆直径（齿数+2）
分度圆直径= 齿数*齿顶圆直径（齿数+2）
齿顶圆直径=模数*（齿数+2）
七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链
（一）、尺寸链的基本概念：
在汽车及机械产品设计、制造的过程中，普遍存在尺寸链的问题，尺寸链
理论最初是在机器组装过程中发展而形成的。首先，产品设计工程师要根据产 品、部件或者总成的使用以及特殊要求，规定必需的装配精度，以此确定各工 序尺寸及公差；其次机械加工人员通过尺寸链换算，确定各工序尺寸及公差； 最后，装配工艺工程师要根据装配要求确定合适的装配方法。
定义：一组互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。其中各个尺寸的误差互相积累，形成误差相互制约的尺寸链关系。如下齿轮装配尺寸链图
齿轮轴装配尺寸链简图
齿侧间隙ΔN 为设计时确定的装配精度，其中尺寸A1和A2，轴套凸缘高度A3，构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件，要求间保留一定的间隙△N 。由尺寸A1、A2、ΔN 按一定顺序形。
尺寸链的组成
形成的内腔尺寸A1、A2和构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件，要求轴肩和轴套凸缘间保留一定的间隙ΔN 。这些尺寸环节组成尺寸链图。其关系可用下式来表示：
ΔN=—(A1+A2)
在尺寸链中，由于各个组成环的性质不同，所以误差的相互影响作用也就各不相同。尺寸链中各有关的组成部分，包括尺寸、角度、过盈量、间隙、或者位移等叫做尺寸链的“链环”，或者简称为“环”。在组成一组尺寸链的所有组成环中，有两类不同性质的组成部分，一种叫做“封闭环" ，另一种叫做“组成环”。关于封闭环和组成环的定义及特点说明如下：
1、封闭环
尺寸链中封闭环是由其它环尺寸所决定而间接形成的最终环。封闭环可能是一个尺寸或一个角度，也可能是一个间隙、过盈或其它数值的偏差。在装配中封闭环代表装配技术要求，体现装配质量指标。在加工中封闭环代表间接获得尺寸，或者被代换的原设计要求尺寸。封闭环的特点是：其它环的误差必然累积在这个环上，因此封闭环误差是所有各组成环误差的综合。
新乡职业技术学院
毕业设计（论文）
题 目 桑塔纳2000变速器装配工艺
系 别 学生姓名 学 号
专业名称
指导教师
2013年 12 月 4 日
目录
摘要 ······················································································································ 2
一、 变速器的发展史及未来的发展方向········································································ 3
二、国内外研究现状、水平及存在的问题 ······································································ 4
三、变速器的分类、组成及功用 ·················································································· 5
（一）、变速器分类 ····························································································· 5
（二）、变速器组成 ····························································································· 6
（三）、变速器功用 ····························································································· 7
四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析········································································ 7
五、桑塔纳2000变速器的结构 ··················································································· 13
六、桑塔纳2000变速器参数 ······················································································ 15
七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链 ············································································· 18
八、桑塔纳2000变速器的同步器 ················································································ 21
（一）、同步器的结构 ························································································· 21
（二）、同步环主要参数的确定 ············································································· 22
九、桑塔纳2000变速器装配方案及调试······································································· 24 结束语 ·················································································································· 26 文献参考 ··············································································································· 27 致 谢 ················································································································· 28
桑塔纳2000变速器装配工艺
摘要:本论文以变速器的装配问题为研究对象，论述了手动变速器变速器的发展史及未来的发展方向国内外研究现状、水平及存在的问题 、变速器的种类及作用、以及变速器的装配方法精度等。
变速器，转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳
的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，当前手动变速器仍然是现代的主流。
关键词：手动变速器 装配方法 齿轮间的啮合间隙
每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器. 伴随着人们的需求和科技技术的不断提高人们对变速器的要求也越来越高，变速器发展至今其结构越来越紧凑复杂当然为了更好的保证驾车中的舒适性对变速器装配的要求越来越高, 因此装配工艺的将决定决定变速器工作状况. 使用寿命和经济性, 由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。
而在未来的课题的学习中，我将重点研究装配手动变速器对变速器的重要性。
一、变速器的发展史及未来的发展方向
汽车工业的百年历史中，肯定没有任何一个时代的变速器技术能比得上今天那么深入民心和丰富多彩，我们也几乎能断言，在下一个百年，变速器技术对人们购车的影响肯定也比不上我们这个时代：在不久的将来，现在意义的变速器会可能会完全销声匿迹。技术的发展是因为人们的需求，而人们最大的需求就是：越来越方便、越来越高性能的汽车。例如无论有多少“手动挡保皇派”，自动挡汽车都在迅速蚕食手动挡汽车市场。变速器只不过是追求过程中一种衍生的乐趣而已，它自身的存在和发展其实都来自动力源，也就是我们常说的发动机。在电驱时代来临之前，为了榨干传统发动机的性能极限，加上厂商对汽车文化不同的理解，我们或许将会在一二十年内看到汽车工业史上最为精彩的变速器大战。我们将会以一个系列文章，通过变速器技术的发展史，给网友深入地讲解变速箱技术，提供购车的参考之余，进一步提高变速器的使用技巧，加深对汽车的理解。变速器的出现，世界上第一台汽车是由德国工程师卡尔. 苯茨在1886年发明的，当时并没有变速器。目前被广泛承认的第一台汽车变速器则出现在1894年。法国工程师路易师·雷纳·本哈特和埃米尔·
拉瓦索尔在其制造的本哈特—拉瓦索尔汽车上准备了他们发明的变速器。直到1904
年，本哈特—拉瓦索手操作滑动齿轮变速器被汽车界普遍采用，从此改变了汽车的传动系统，变速器也正式踏进历史舞台。而当时变速器的原理，和现在手动变速器的原理几经基本相同了。
在汽车工业的百年历程中，发动机都是由燃烧燃料来驱动，无论汽油还是柴油，无论活塞式还是转子式。它们共同的特点都是等待燃料在其内部燃烧后膨胀而输出动力，因此称为内燃机。由于燃烧和膨胀都需要时间，由此导致了内燃机的特性并不能满足汽车的使用。
为了满足汽车和发动机在不同的速度下都能协调工作，变速器往往被设计成具有多个挡位可以选择。变速器的挡位设计也是随着发动机不断地进步而进步的，早期的发动机功率不足，因此变速器能起到的都是减速增扭，传动比都是大于1的。但随着发动机功率越来越强劲，现代轿车一般都具备传动比小于1的挡位，因此变速器能起到的都是减速增扭，传动比都是大于1的，但随着发动机功率越来越强劲，现代轿车一般都具备传动比小于1的挡位。当然，变速器还有一个很重要的功能就是提供倒车。因为发动机在发动之后只会朝着一个方向转，因此还需要变速器提供反向旋转的挡位，这个档位我们称为倒挡。不过一般在讨论变速范围的时候，指的都是前进挡，正如没有人说自己的5挡变速器是6挡的一样。由于变速器的作用就是将发动机的转速变成车型行驶需要的转速（我们姑且忽略传动系统上另一个相对简单很多的减速部件），因此变速范围和档位数量就显得格外重要。争论和分歧也是从此而来。不过电动机具有和内燃机完全不一样的特点，现在甚至已经出现了直接套上轮子就可以驱动的电动机。而就在这个电驱时代全面来临之前，变速器正在进行一场史无前例的大战。由于篇幅所限，开篇就到此为止了，希望网友能记住：目前的变速器都因发动机而生的。其后我们将会围绕变速器这个最根本的作用，进行深入讲解变速器的装配。
二、国内外研究现状、水平及存在的问题
变速器行业在历史浪潮的推动下不断向前。可以说，社会经济的发展成就了当今的中国变速器行业，反过来，变速器行业也折射出新中国成立以来我国经济建设的发展历程和辉煌成就。
在手动变速器领域，国产品牌已占主导地位，为适应当前汽车节能、环保、舒适、廉价要求这一新趋势，更高的传动效率，更舒适的驾乘感觉，更小的体积和更加简易
可靠的控制模式应该成为当今新型变速器技术的追求目标。
因为手动变速器技术成熟而且传动效率高，维修保养成本低。同时，它可以带给驾驶者充分的驾驶乐趣。另外，手动变速器它的燃油经济性决定了在未来发展中的重要地位。
在变速器的大家庭中 CVT指在变速系统中不使用齿轮，提供平稳和“无级的”速比转换的变速系统。在国内进口或合资日系的汽车厂家中应用较多，并且主要应用于乘用 车，CVT 产品研发的核心技术已经不再是障碍。CVT 变速器内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构，而是以两个可改变直径的传动轮，中问套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在一个锥形带轮上，带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变 化。起步时，主动带轮直径变为最大直径，而被动带轮变为最小，实现较高的传动比。随着车速的增加和各个传感器信号的变化，电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压，最终改变带轮直径的连续变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。而锥形带轮之间的传动带，在过去的一段时间，由于材质的原因，所受的拉力有限，所能承受的扭矩有限，只能用在摩托车及小排量车上。近年来，随着材料技术、加工工艺的不断提高，生产出特殊材料制造的刚制传动带和锥型带轮，完全达到了大功率、大扭矩客车及轿车的要求。
DCT变速器内有两台自动控制的离合器，在某一挡位时，离合器1结合，一组齿轮啮合输出动力，在接近换挡时，下一组的齿轮已被预选，而与之相联的离合器2仍处于分离状态；在换入下一挡位时，处于工作状态的离合器1分离，将使用中的齿轮脱离动力，同时离合器2咬合已被预选的齿轮，进入下一挡。在整个换挡期间两组离合器轮流工作，确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。 国内目前推崇的是现有的AMT 、DCT 变速器，日本推崇的是CVT 变速器，而欧洲推崇的是DCT 变速器。从目前国内汽车布局发展来看，DCT 与CVT 在国内汽车新型变速器市场中应该会二分天下，AMT 变速器将更多的应用于商用车上，不会出现CVT 或DCT 或AMT 在国内汽车新型变速器市场一枝独秀的情景。
三、变速器的分类、组成及功用
（一）变速器分类
（1）、按传动比变化的方式：有级式、无级式和综合式
1、有级式：有级式变速器应用最广泛，它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。
（1）按所用的齿轮轮系不同:有轴线固定式（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）目前，轿车和轻、中型货车的变速器的传动比通常有3~5个前进档和一个倒档。
（3）在重型汽车用的是组合式变速器，采用更多档位，一般是由两个变速器组合而成的。
2、无级式：无级式变速器的传动比在一定的范围内可以按无限多级变化。 常见的有电力式和液力式（动液式）两种。
（1）电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串激电动机。
（2）液力式的传动部件是液力式变矩器。
3、综合式：综合式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。其传动比可以在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前的应用较为广泛。
（1）常见的有电力式和液力式（动液式）两种。
（2）电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串激电动机。
（3）液力式的传动部件是液力式变矩器。
（2）、按操纵方式分：强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式
（1）强制操纵式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）自动操纵式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。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
①一种是常见的几个档位自动操纵，其余的档位则由驾驶员操纵； ②另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来换档。
（3）、按使用方法分
手动变速器（MT ）、自动变速器（AT ）、手自一体变速器、无级变速器（CVT ）、双离合器变速箱和EMT 、AMT 序列变速器等。
（二）、变速器组成
变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分。用三联滑移齿轮变速，轴向尺寸大；用变位滑移齿轮变速 ，结构紧凑 ，但传动比变化小。离合器有啮合式和摩擦式之分。用啮合式离合器时，变速应在停车或转速差很小时进行，用摩擦式离合器可在运转中任意转速差时进行变速，但承载能力小，且不能保证两轴严格同步。为克服这一缺点，在啮合式离合器上装以摩擦片，变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接合。行星齿轮传动变速器可用制动器控制变速。
（三）、变速器功用
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一它的作用是
1、在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。
2、实现倒车行驶汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。
3、实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。
变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成，变速传动机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。
四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析
变速器变速原理 ：
汽车需要变速器，这是由汽车发动机的物理特性决定的。 首先，任何发动机都有速度极限，转速超过这个最大值，发动机就会爆炸。 其次，如果读过马力及其应用，您就会知道，在马力和扭矩都达到最大值时，发动机的转速变化范围很小。 例如，发动机可能在5,500转分时产生最大马力。 在汽车加速或者减速时，变速器的
存在使发动机与驱动轮之间的齿比能够发生变化。 通过改变齿比，就能使发动机转速保持在速度极限以下，并且使发动机接近最佳性能转速区。
在理想情况下，变速器齿比变化范围非常大，因而发动机总是以单一的最佳性能转速运行。 这就是无级变速器（CVT ）的概念。
CVT的齿比范围几乎没有任何限制。 过去，CVT 在成本、尺寸和可靠性方面都不能与四速和五速变速器抗衡，所以在量产汽车中看不到它们。 目前，设计方面的改善使CVT 得到了普及。 丰田普锐斯就是使用CVT 的混合动力汽车。变速器通过离合器与发动机连接， 因此，变速器输入轴的转速与发动机相同。
图4-1（桑塔纳2000变速器）
五速变速器为输入轴提供五种不同的齿比，以便在输出轴产生不同的转速值。 以下是一些典型的齿比：
为了帮助了解标准变速器的基本原理，下图显示了处于空挡状态的简单两速变速器。
图 4-2
让我们来看看图4-2中的每一个部件，以及它们是如何装配的，绿色轴将发动机与离合器连接起来。 绿色轴和绿色齿轮连在一起，形成一个整体。 （离合器是用于连接发动机和变速器或断开其间连接的装置，在运转而松开离合器踏板时，发动机和绿色轴就直接连在一起，绿色轴和齿轮的转速与发动机相同。)
红色轴及红色齿轮称为副轴它们也连为一个整体，因此副轴上的所有齿轮和副轴本身作为整体旋转，绿色轴与红色轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来，所以当绿色轴转动时，红色轴也会转动，因此，一旦离合器接合副轴就直接从发动机获得动力。 黄色轴是花键轴，通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴相连。 如果车轮转动，黄色轴也将随之转动。
蓝色齿轮连在轴承上，因此会随黄色轴转动，如果发动机已关闭但汽车还在滑行，则在蓝色齿轮和副轴停止运动时，黄色轴仍可能在蓝色齿轮内部转动。
轴环将两个蓝色齿轮中的一个连接到黄色驱动轴上，它通过齿槽直接与黄色轴相连，并与黄色轴一起转动， 但轴环也可以沿着黄色轴左右滑动，从而选择性地接合两个蓝色齿轮中的一个， 轴环中的齿称为犬齿可与蓝色齿轮侧面的孔相接合。
一挡齿轮传动：
图4-3
图4-3中，发动机的绿色轴转动副轴，副轴则转动右边的蓝色齿轮。 齿轮通过轴环驱动黄色驱动轴。 同时，左边的齿轮也在转动，但只是在其轴上空转，对黄色轴并不产生影响。
当轴环位于两个齿轮之间时（如图4-2所示），变速器为空挡状态。 黄色轴上以不同速率运转的两个蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。在换挡时，如果操作错误，听到可怕的碾磨声，这个声音不是误啮合齿轮发出的。 从图4-3中可以看出，所有轮齿总是处于完全啮合状态。 这种碾磨声是犬齿接合蓝色齿轮侧孔失败发出的。 这里显示的变速器没有“同步”，所以使用此变速器时，您必须双踩离合。 双踩离合在老式汽车中很常见，而在一些现代赛车中也仍然很常用。 在双踩离合时，先合下离合踏板，使发动机与变速器分离。 这样可消除犬齿的压力，从而将轴环切换至空挡状态。 然后松开离合器踏板，使发动机恢复“正确速度”。 该速度就是发动机下一齿轮的运转速度。 这样做的目的，在于使下一个蓝色齿轮与轴环以相同的转速运行，这样犬齿就能接合。 然后再次踩下踏板并将轴环锁定到新齿轮中。 每换一个齿轮，都必须踩下和松开两次离合器，因此称为“双离合”。
另外，您还可以了解换挡按钮的微小线性位移怎样实现齿轮更换。 换挡按钮移动连接到拨叉的杆。 拨叉使轴环在黄色轴上滑动，从而与两个齿轮中的一个接合。
如今，五速手动变速器在汽车上已经相当普遍了。 其内部结构如下图4-4所示：
图4-4
有三个拨叉，由换挡杆接合的三个杆控制。 俯看换挡叉轴，它们在空挡、倒挡、一挡和二挡中的情形如下图4-5所示：
图4-5
注意，换挡杆中部有一个旋转点。 在将旋钮前推接合一挡齿轮时，实际上是在
推动杆和拨叉，以便将一挡齿轮拉回来。 可以看到，左右移动变速杆也是在接合不同的拨叉（从而接合不同的轴环）。 将旋钮前后移动也就移动了轴环，使它们接合一个齿轮。
图4-6
倒挡齿轮由一个小惰轮（紫色）来操控。惰轮是两个不互相接触的传动齿轮中间起传递作用的齿轮，同时跟这两个齿轮啮合，用来改变被动齿轮的转动方向，使之与主动齿轮相同。它的作用只是改变转向并不能改变传动比，称之为惰轮。惰轮又称过桥齿轮，它的齿数多少对传动比数值大小没有影响，但对末轮的转向将产生影响。
所以，通过惰轮，该图4-6中的蓝色倒挡齿轮就会总是与其他所有蓝色齿轮的转动方向相反。 因此，当汽车前进时，不可能将变速器切换到倒挡（因为犬齿不能啮合）。 但它们会产生大量的噪音！
同步器:
由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换档位时会存在一个" 同步" 问题。两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮。因此，旧式变速器的换档要采用" 两脚离合" 的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要在空档位置加油门，以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂，难以掌握精确。因此设计师创造出" 同步器" ，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。 同步器有常压式，惯性式和自行增力式等种类。
目前全部同步式变速器上采用的是惯性同步器，它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。
接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与
待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。
当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。
同步器的作用是，在与犬齿接触前，使轴环与齿轮发生有摩擦的接触。这样，在犬齿接合前，就可以使轴环和齿轮速度达到同步。
如图4-7所示：
图4-6
五、桑塔纳2000变速器的结构
（一）桑塔纳2000系列轿车采用五档手动变速器，由传动机构、操纵机构、变速器壳体等组成，其结构紧凑、噪声低、操作灵活可靠。该变速器的五个前进档均装有锁环惯性式同步器，换档轻便，所有档位都采用防跳档措施。
（二）桑塔纳2000系列轿车五档手动变速器的结构如图5-1所示。
图5-1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。
（三） 桑塔纳2000系列轿车五档手动变速器的性能参数见表5-2所示。
图5-1变速器的结构
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
图5-2 变速器传动原理图
六、桑塔纳2000变速器参数
变速器主要参数的选择:
（一）、档数 ：
增加变速器的档数能改善汽车的动力性和经济性。档数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换档频率也增高。 在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的当属会是变速器相邻的低档与高档之间传动比比值减小，是换档工作容易进行。要求相邻档位之间的传动比比值在1.8以下, 该制约小换档工作越容易进行。要求高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的传动比比值小。
近年来为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前轿车一般用4～5个档位，级别高的轿车变速器多用5个档，货车变速器采用4～5个档位或多档。装载质量在2～3.5T 的货车采用5档变速器，装载质量在4～8T 的货车采用6档变速器。多档变速器多用于重型货车和越野车。
（二）、转动比范围 ：
变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档转动比的比值。转动比范
围的确定与选定的发动机参数，汽车的最高车速和使用条件等因素有关。 目前轿车的传动比范围在3～4之间，轻型货车在5～6之间，其他货车则更大。
（三）、中心距A
对中间轴式变速器, 是将中间轴与第二轴之间的距离成为变速器中心距. 其大小不仅对变速器的外形尺寸, 体积和质量大小, 而且对轮齿的接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力大，齿轮寿命短。最小允许中心距当有保证齿轮有必要的接触强度来确定。变速器轴经轴承安装在壳体上，从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑，要求中心距取大些。此外受一档小齿轮齿数不能过少的限制，要求中心距也要大些。
式中，A 为中心距（MM ）;KA 为中心距系数, 轿车:KA=8.9～9.3, 货车:8.6～9.6, 多档变速器:KA=9.5～11.0;TEMAX 为发动机最大转矩（N.M ）;i1为变速器一档传动比；ng 为变速器传动效率0.96。
轿车变速器的中心距在65～80mm 范围变化，货车的变速器中心距在80～170mm 范围内变化。原则上总质量小的汽车中心距小。
（四）、外形尺寸：
变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。
轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.0～3.4A 。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关：
四档2.2～2.7A
五档2.7～3.0A
六档3.2～3.5A
当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数K 应取给出系数的上限。为检测方便，A 取整。
（五）轴的直径：
变速器工作时轴除传递转矩外，还承受来自齿轮作用的径向力，如果是斜齿轮还有轴向力。在这些力的作用下，变速器的轴必须有足够的刚度和强度。轴的刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，对齿轮的强度和耐磨性产生影响，增加工作噪声。
中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径D=0.45A，轴的最大直径D 和支撑间距离L 的比值，对中间轴，DL=0.16～0.18, 对第二轴，DL=0.18～0.21。
第一轴花健部分直径D （MM ）可按下式初选
式中K 为经验系数，K=4.0～4.6,temax 为发动机最大转矩（N.m ）
（六）、齿轮参数：
1、 模数
模数的选取 遵循的一般原则：为了减少噪声应合理减少模数，增加尺宽；为使质量小，增加数，同时减少尺宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应选用同一种模数，而从强度方面考虑，各档齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选小；对货车，减小质量比噪声更重要，故齿轮应选大些的模数。
低档齿轮应选大些的模数，其他档位选另一种模数。少数情况下汽车变速器选用相同的模数。
啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿轮。由于工艺上的原应，同一变速器的接合齿模数相同。选取较小的模数值可使齿数增多，有利换档。
2、压力角
压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些。变速器齿轮用20°, 啮合套或同步器的接合齿压力角用30°。
3、螺旋角
斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。选斜齿轮的螺旋角，要注意他对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力的影响。从提高低档齿轮的抗弯强度出发，不希望用过大的螺旋角；而从提高高档齿轮的接触强度着眼，应选用较大螺旋角。
斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上的不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。轴向力经轴承盖作用到壳体上。一挡和倒挡设计为直齿时，在这些挡位上工作，中间轴上的轴向力不能抵消(但
因为这些挡位使用得少，所以也是允许的) ，而此时第二轴则没有轴向力作用。
斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：
轿车变速器：
两轴式变速器为20°～30°
中间轴式变速器为22°～34°
货车变速器：18°～34°
齿宽b
应注意齿宽对变速器的轴向尺寸，齿轮工作平稳性，齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度均有影响。
考虑到尽可能的减少质量和缩短变速器的轴向尺寸，应该选用较小的齿宽。减少齿宽会使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，还会使工作应力增加。使用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。
通常更据齿轮模数m 的大小来选定齿宽。
直齿：b=KCm,KC为齿宽系数，取为4.5～8.0
斜齿：b=KCmn，KC 取6.0～8.5
第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数，KC 可取大些，使接触线长度增加、接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。
模数=齿顶圆直径（齿数+2）
分度圆直径= 齿数*齿顶圆直径（齿数+2）
齿顶圆直径=模数*（齿数+2）
七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链
（一）、尺寸链的基本概念：
在汽车及机械产品设计、制造的过程中，普遍存在尺寸链的问题，尺寸链
理论最初是在机器组装过程中发展而形成的。首先，产品设计工程师要根据产 品、部件或者总成的使用以及特殊要求，规定必需的装配精度，以此确定各工 序尺寸及公差；其次机械加工人员通过尺寸链换算，确定各工序尺寸及公差； 最后，装配工艺工程师要根据装配要求确定合适的装配方法。
定义：一组互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。其中各个尺寸的误差互相积累，形成误差相互制约的尺寸链关系。如下齿轮装配尺寸链图
齿轮轴装配尺寸链简图
齿侧间隙ΔN 为设计时确定的装配精度，其中尺寸A1和A2，轴套凸缘高度A3，构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件，要求间保留一定的间隙△N 。由尺寸A1、A2、ΔN 按一定顺序形。
尺寸链的组成
形成的内腔尺寸A1、A2和构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件，要求轴肩和轴套凸缘间保留一定的间隙ΔN 。这些尺寸环节组成尺寸链图。其关系可用下式来表示：
ΔN=—(A1+A2)
在尺寸链中，由于各个组成环的性质不同，所以误差的相互影响作用也就各不相同。尺寸链中各有关的组成部分，包括尺寸、角度、过盈量、间隙、或者位移等叫做尺寸链的“链环”，或者简称为“环”。在组成一组尺寸链的所有组成环中，有两类不同性质的组成部分，一种叫做“封闭环" ，另一种叫做“组成环”。关于封闭环和组成环的定义及特点说明如下：
1、封闭环
尺寸链中封闭环是由其它环尺寸所决定而间接形成的最终环。封闭环可能是一个尺寸或一个角度，也可能是一个间隙、过盈或其它数值的偏差。在装配中封闭环代表装配技术要求，体现装配质量指标。在加工中封闭环代表间接获得尺寸，或者被代换的原设计要求尺寸。封闭环的特点是：其它环的误差必然累积在这个环上，因此封闭环误差是所有各组成环误差的综合。