齒輪變速傳動裝置中的止回球的作用

回轉窯的大齒圈是套在回轉窯筒體上的。為了拆裝的方便，大齒圈一般作成剖分式。剖分式有180°剖分（即二塊），90°剖分（即四塊）二種，都是用螺栓或其他緊固件牢固聯接。目前氧化鋁回轉窯多使用兩個半圓的結構。大齒圈安裝在回轉窯中略向窯尾靠近的位置。主要是為了減小筒體的扭矩，減少筒體對傳動裝置的熱作用。大齒輪和靠近它的滾圈的合適距離依據回轉窯的規格約為3~5米.這是因為靠近滾圈的回轉窯筒體不易彎曲，保證大小齒輪的正確嚙合，距離過小則不易於安裝和檢修。

回轉窯傳動裝置一般設有大齒輪罩、噴油潤滑等裝置。大齒輪罩的作用具有防止漏油（包括罩上的檢查孔）、潤滑作用、防塵、安全等優點。回轉窯設備的齒輪罩的結構主要有全封閉和半封閉兩種。全封閉嚴密性好，漏出的油少，但往往大量的油滴在筒體上，當該段回轉窯筒體因故過熱時，會引起著火事故。半封閉便於觀察彈簧板的工作情況和有利於齒圈的散熱，並且耗用鋼材少，減少回轉窯設備製造成本。

（圖/文/攝：太平洋汽車網問答叫獸）

2. 手動變速器變速機構的主要作用是什麼

變速器的構造和原理

1．變速器功用

（1）改變傳動比，滿足不同行駛條件對牽引力的需要，使發動機盡量工作在有利的工況下，滿足可能的行駛速度要求。
（2）實現倒車行駛，用來滿足汽車倒退行駛的需要。
（3）中斷動力傳遞，在發動機起動，怠速運轉，汽車換檔或需要停車進行動力輸出時，中斷向驅動輪的動力傳遞。

2．變速器分類
（1）按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。

（a）有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，採用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪（行星齒輪）軸線旋轉的行星齒輪變速器兩種。
（b）無級式變速器:傳動比可在一定范圍內連續變化,常見的有液力式，機械式和電力式等。
（c）綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內作無級變化。

（2）按操縱方式劃分，變速器可以分為強制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。

（a）強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。
（b）自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據發動機的負荷信號和車速信號來控制執行元件，實現檔位的變換。
（c）半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動（強制）換檔；另一類是預先用按鈕選定檔位，在採下離合器踏板或松開加速踏板時，由執行機構自行換檔。

3．普通齒輪變速器

普通齒輪變速器主要分為三軸變速器和兩軸變速器兩種。它們的特點將在下面的變速器傳動機構中介紹。

變速器傳動機構

（1）三軸變速器

這類變速器的前進檔主要由輸入(第一)軸、中間軸和輸出(第二)軸組成。

三軸五檔變速器有五個前進檔和一個倒檔，由殼體、第一軸（輸入軸）、中間軸、第二軸（輸出軸）、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機構等幾部分組成。

（2）兩軸變速器

這類變速器的前進檔主要由輸入和輸出兩根軸組成。與傳統的三軸變速器相比，由於省去了中間軸，在一般檔位只經過一對齒輪就可以將輸入軸的動力傳至輸出軸，所以傳動效率要高一些；同樣因為任何一檔都要經過一對齒輪傳動，所以任何一檔的傳動效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動效率高。

4．變速器操縱機構

變速器操縱機構能讓駕駛員使變速器掛上或摘下某一檔，從而改變變速器的工作狀態。

為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機構應能滿足以下要求：

（1）掛檔後應保證結合套於與結合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換檔時，全齒長都進入嚙合）。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。為此在操縱機構中設有自鎖裝置。

（2）為了防止同時掛上兩個檔而使變速器卡死或損壞，在操縱機構中設有互鎖裝置。

（3）為了防止在汽車前進時誤掛倒檔，導致零件損壞，在操縱機構中設有倒檔鎖裝置。

五．萬向傳動裝置

1．概述

在汽車傳動系及其它系統中，為了實現一些軸線相交或相對位置經常變化的轉軸之間的動力傳遞，必須採用萬向傳動裝置。萬向傳動裝置一般由萬向節和傳動軸組成，有時還要有中間支承，主要用於以下一些位置：

1-萬向節；2-傳動軸；3-前傳動軸；4-中間支承

發動機前置後輪驅動汽車（見圖 (a)）的變速器與驅動橋之間。當變速器與驅動橋之間距離較遠時，應將傳動軸分成兩段甚至多段，並加設中間支承。

多軸驅動的汽車的分動器與驅動橋之間或驅動橋與驅動橋之間 （見圖(b)）。

由於車架的變形，會造成軸線間相互位置變化的兩傳動部件之間。 如圖(c)所示為在發動機與變速器之間。

採用獨立懸架的汽車的與差速器之間（見圖 (d)）。

轉向驅動車橋的差速器與車輪之間（見圖 (e)）。

汽車的動力輸出裝置和轉向操縱機構中（見圖 (f)）。

2．萬向節

萬向節是實現變角度動力傳遞的機件，用於需要改變傳動軸線方向的位置。

（1）萬向節的分類

按萬向節在扭轉方向上是否有明顯的彈性可分為剛性萬向節和撓性萬向節。剛性萬向節又可分為不等速萬向節（常用的為十字軸式）、准等速萬向節（如雙聯式萬向節）和等速萬向節（如球籠式萬向節）三種。

（2）不等速萬向節

十字軸式剛性萬向節為汽車上廣泛使用的不等速萬向節，允許相鄰兩軸的最大交角為15゜～20゜。下圖所示的十字軸式萬向節由一個十字軸，兩個萬向節叉和四個滾針軸承等組成。兩萬向節叉1和3上的孔分別套在十字軸2的兩對軸頸上。這樣當主動軸轉動時，從動軸既可隨之轉動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。在十字軸軸頸和萬向節叉孔間裝有滾針軸承5，滾針軸承外圈靠卡環軸向定位。為了潤滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴並有油路通向軸頸。潤滑油可從注油嘴注到十字軸軸頸的滾針軸承處。

十字軸萬向節結構
1- 套筒；2-十字軸；3-傳動軸叉；4-卡環；5-軸承外圈；6-套筒叉

十字軸式剛性萬向節具有結構簡單，傳動效率高的優點，但在兩軸夾角α不為零的情況下，不能傳遞等角速轉動。

當滿足以下兩個條件時，可以實現由變速器的輸出軸到驅動橋的輸入軸的等角速傳動：

1）傳動軸兩端萬向節叉處於同一平面內；
2）第一萬向節兩軸間夾角α1與第二萬向節兩軸間夾角α2相等。

因為在行駛時，驅動橋要相對於變速器跳動，不可能在任何時候都有α1＝α2，實際上只能做到變速器到驅動橋的近似等速傳動。

在以上傳動裝置中，軸間交角α越大，傳動軸的轉動越不均勻，產生的附加交變載荷也越大，對機件使用壽命越不利，還會降低傳動效率，所以在總體布置上應盡量減小這些軸間交角。

（3）准等速萬向節

常見的准等速萬向節有雙聯式和三銷軸式兩種，它們的工作原理與雙十字軸式萬向節實現等速傳動的原理是一樣的。

1,4-萬向節叉；2-十字軸；3-油封；5-彈簧；6-球碗；7-雙聯叉； 8-球頭

雙聯式萬向節實際上是一套將傳動軸長度減縮至最小的雙十字軸式萬向節等速傳動裝置，雙聯叉相當於傳動軸及兩端處在同一平面上的萬向節叉。在當輸出軸與輸入軸的交角較小時，處在圓弧上的兩軸軸線交點離上述中垂線很近，使得α1與α2 的差很小，能使兩軸角速度接近相等，所以稱雙聯式萬向節為准等速萬向節。

（4）等速萬向節

目前轎車上常用的等速萬向節為球籠式萬向節，也有採用球叉式萬向節或自由三樞軸萬向節的。

球籠式萬向節的結構見下圖。星形套7以內花鍵與主動軸1相連，其外表面有六條弧形凹槽，形成內滾道。球形殼8的內表面有相應的六條弧形凹槽，形成外滾道。六個鋼球6分別裝在由六組內外滾道所對出的空間里，並被保持架4限定在同一個平面內。動力由主動軸1（及星形套）經鋼球6傳到球形殼8輸出。

球籠式等速萬向節
1- 主動軸 2,5-鋼帶箍；3-外罩 4-保持架（球籠）6-鋼球；7-星形套（內滾道） 8-球形殼（外滾道） 9-卡環

球籠式等速萬向節內的六個鋼球全部傳力，承載能力強，可在兩軸最大交角為42゜情況下傳遞扭矩，其結構緊湊，拆裝方便，得到廣泛應用。

3．傳動軸及中間支承

在有一定距離的兩部件之間採用萬向傳動裝置傳遞動力時，一般需要在萬向節之間安裝傳動軸。若兩部件之間的距離會發生變化，而萬向節又沒有伸縮功能時，則還要將傳動軸做成兩段，用滑動花鍵相連接。為減小傳動軸花鍵連接部分的軸向滑動阻力和摩損，需加註潤滑脂進行潤滑，也可以對花鍵進行磷化處理或噴塗尼龍層，或是在花鍵槽內設置滾動元件。

1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬向節叉；5-加油嘴；6-伸縮套； 7-滑動花鍵槽；8-油封；9-油封蓋；10-傳動軸管

在採用獨立懸架連接的驅動橋上，差速器與驅動輪之間的傳動軸又稱為驅動半軸。在工作時，差速器與驅動輪之間的距離變化是靠內側伸縮型萬向節來適應的。

獨立懸架驅動半軸型式

1-短軸；2-外側等速萬向節；3-驅動軸；4-內側等速萬向節
驅動軸總成

傳動軸動平衡問題

傳動軸在高速旋轉時，任何質量的偏移都會導致劇烈振動。生產廠家在把傳動軸與萬向節組裝後，都進行動平衡。經過動平衡的傳動軸兩端一般都點焊有平衡片，拆卸後重裝時要注意保持二者的相對角位置不變。

在傳動距離較長時，往往將傳動軸分段，即在傳動軸前增加帶中間支承的前傳動軸。

1-變速器；2-中間支承；3-後驅動橋；4-後傳動軸；5-球軸承；6-前傳動軸
當變速器和後橋之間距離較長時常使用兩段傳動軸

傳動軸中間支承

如圖所示為一種中間支承結構，它實際上是一個通過支承座和緩沖墊安裝在車身（或車架）上的軸承，用來支承傳動軸的一端。橡膠緩沖墊可以補償車身（或車架）變形和發動機振動對於傳動軸位置的影響。

1-滾球軸承；2-中間軸承緩沖墊；3-支承座
中間軸承

六.驅動橋

驅動橋由主減速器、差速器、半軸和驅動橋殼等組成。其主要功用是將萬向傳動裝置傳來的發動機動力經過降速，將增大的轉矩分配到驅動車輪。

驅動橋一般可分為非斷開式和斷開式兩種。

1。非斷開式驅動橋

非斷開式驅動橋也稱為整體式驅動橋，它由驅動橋殼1，主減速器（圖中包括6、7），差速器（圖中包括2、3、4）和半軸7組成。驅動橋殼1由中間的主減速器殼和兩邊與之剛性連接的半軸套管組成，通過懸架與車身或車架相連。兩側車輪安裝在此剛性橋殼上，半軸與車輪不可能在橫向平面內作相對運動。

輸入驅動橋的動力首先傳到主減速器主動小齒輪7，經主減速器減速後轉矩增大，再經差速器分配給左右兩半軸5，最後傳至驅動車輪。

1-後橋殼；2-差速器殼；3-差速器行星齒輪；4-差速器半軸齒輪；5-半軸； 6-主減速器從動齒輪齒圈；7-主減速器主動小齒輪

後輪驅動驅動橋的主要部件

2。斷開式驅動橋

為了與獨立懸架相適應，驅動橋殼需要分為用鉸鏈連接的幾段，更多的是只保留主減速器殼（或帶有部分半軸套管）部分，主減速器殼固定在車架或車身上，這種驅動橋稱為斷開式驅動橋。為了適應驅動輪獨立上下跳動的需要，差速器與車輪之間的半軸也要分段，各段之間用萬向節連接。

1-主減速器；2-半軸；3-彈性元件；4-減振器；5-車輪；6-擺臂；7-擺臂軸
斷開式驅動橋的構造

具有轉向功能的驅動橋，又稱之為轉向驅動橋。前輪驅動汽車的前橋都是轉向驅動橋。

3. 汽車傳動系統組成與作用

汽車行駛過程中採用的傳動操作系統是由離合器、變速器、萬向轉運傳動設備以及相關的驅動橋共同構成的，也就是進行發動機和汽車四輪驅動器之間互相連接的動力傳輸設備。汽車的傳動操作系統的主要應用功能有促使汽車起步的功能、變速功能、主要減慢速度的功能以及差速功能等等不同應用功能，給行駛過程中的汽車以足夠充足的牽引力和行車速度變化，進而可以順利地確保行駛中的汽車可以更加安全、穩定的運行和駕駛。 [2]

離合器
離合器作為發動機與傳動系的結合工具，其由主動部分（飛輪、離合器蓋等）、從動部分（摩擦片）、壓緊裝置（膜片彈簧）和操縱機構組成。作用主要有以下幾點：①保證汽車平穩的起步；②保證擋位改變時的順滑性;；③防止傳動系統過載造成機件損壞。 變速器是實現不同行駛路況下的行駛速度改變的重要工具，主要有變速器殼、蓋、輸入軸、輸出軸、中間軸、倒擋軸、齒輪、軸承、油封、操縱機構等組成，利用不同直徑的齒輪嚙合實現轉速和轉矩的轉變，為實現變速變矩、實現汽車倒行、中斷傳輸動力和實現動力傳輸的功能。 [3]
隨著科技的發展，離合器可以分為以下幾種:：①液力偶合器，也稱液力變矩器，通過油液傳動，用油液帶動渦輪實現動力的傳遞；②電磁離合器是通過線圈的電磁感應，通電時產生磁性實現動力傳遞；③摩擦式離合器又分為乾式和濕式摩擦離合器兩種，根據從動盤的數量又分為單雙多盤式等種類。隨著電子技術在汽車領域的應用，一些自動離合器也應運而生，由控制單元（ECU）來代替手動的離合器操作，減少了汽車駕駛者在使用過程中的不規范操作造成的能量損失。自動離合器可分為機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器兩種。機械式是通過ECU分析油門、發動機轉速和車輛行駛速度後控制馬達拉動拉 桿驅使離合器工作的運動形式，而液壓式是用電動油泵代替拉桿。裝有自動離合器的汽車比AT和CVT汽車有耗油低、成本低的優勢。 [3]

萬向傳動裝置
萬向傳動裝置是實現汽車傳動系動力傳輸的關鍵裝置，位於傳動軸的末端，鏈接傳動軸驅動橋和半軸等零件。 作用是在汽車車身空間、汽車軸距、裝配誤差等各方面因素引起的發動機與汽車軸線不在同一位置，解決動力傳遞過程、適應轉向和汽車運行時所產生的上下跳動角度變化問題。 [3]

驅動橋
驅動橋即主減速器、差速器和半軸的總稱。其中主減速器是通過增加轉矩、減少轉速來實現動力傳遞。差速器是主減速器傳遞的動力傳遞給兩輪，其目的是實現轉彎時兩車輪的不同速度需求。 [3]

半軸
半軸是將差速器的動力傳遞給驅動輪的裝置。 現以輕型轎車為例，從離合器、變速器以及傳動部件材料等方面分析研究汽車傳動系的傳動效率的改進方向。 [3]

變速器
傳動系的動力傳遞主要通過變速器將發動機的動力以改變傳動比的方式傳遞給車輪，用來適應周圍環境的變 化及自身重量的改變，在汽車發展的歷程中，汽車的變速器經歷了從手動到自動的技術變革。 [3]
手動變速器（MT）也就是通俗講的手動擋，是需要駕駛者在使用汽車時根據個人意願和實際情況自我調節汽車的一種變速方式。它通過大小不同的齒輪在駕駛者的操控下完成高速和低速的不同動力傳輸需求。 採用新型技術進行技術升級是MT發展的道路，可採用以下幾種方法：①採用高性能的鋼材，增加齒輪的剛度， 減少變速器齒輪在轉動過程中的變形磨損，增加齒輪間的結合，減少滑動產生的能量損失；②採用不同的軸承結構，用球和柱軸承結構替換錐軸承，減少齒輪轉動的摩擦錯位帶來的能量損失；③採用高性能的潤滑劑，減少換擋時齒輪的摩擦，增加契合度減少能量損失；④減少變速器潤滑油的油量，可以減少汽車在空載時能量損失6%～8%。 [3]
液力機械式自動變速器（AT）是通過液體壓力的方式傳遞和改變扭矩，實現控制機構的閉鎖功能。運用液體壓力和齒輪傳動與電控系統相結合實現速度的改變和扭矩的轉換。9G-TRONIC 變速器把齒比擴大到了9：15，發動機的轉速被有效地降低，節油效果較好。採用了雙扭減振和離心技術保證了舒適性，運用最新式的行星齒輪直控單元，使齒輪控制迅速；在材料方面採用了新型的鋁合金材料，將整車質量減小；在箱體中採用了兩個油泵，鏈傳動的離軸式設計主油泵在保證潤滑的同時增加了冷卻效果。 [3]
無級變速器（CVT）是通過傳動帶將動力傳遞給一個可改變槽齒寬度的棘輪完成動力的傳遞，達到變速的目的。某公司提出了對CVT進行改進，用鏈條作傳動方式，能實現更大的扭矩，但噪音大。傳動比的范圍越大，對 提高燃油經濟性更有利，所以CVT的最大傳動比為7.7，燃油經濟性能相對較好。 [3]
機械式自動變速器（AMT）是在原來的固定軸式有級變速器的基礎上增加了自動控制機構，即ECU。簡單的就是在手動變速箱的基礎上增加電控離合系統和電控換擋系統。AMT繼承了MT的優點在燃油經濟性方面比傳統的 4AT 相比，油耗降低20% ～30%，這是一個相當可觀的數據，AMT相比於MT減少了不熟練駕駛者在操作時的燃油消耗，但舒適性與其他車型相比略差，在換擋時存在頓挫感，一直沒有被廣泛使用。 [3]
雙離合器自動變速器（DCT）通過兩組被自動控制的離合器交替工作， 實現無時間間隔換擋。小扭矩濕式雙離合自動變速器，質量相對較輕，適合小排量的發動機，同時採用電機驅動適時精確控制換擋時機，能使發動機在較長的一段時間內保持較低速度運轉，效率高，更加省油，在離合器方面採用了格特拉克獨有的微滑摩技術，摩擦器片和摩擦片之間會有一層油膜，能緩解發動的瞬時轉速。 [3]

純電動汽車傳動系統

傳動方案
機械式傳動：最早的電動汽車主要採用的都是機械式傳動系統，結構類似於傳統的內燃機汽車，以電動機取代發動機，配備的驅動電機一般具有較小的轉矩與較高的轉速等特點，而配備的變速器大多結構較為復雜。但由於其零部件多、在傳動效率方面受到比較大的限制，無法在性能上滿足電動汽車的設計需求。 [4]
機電集成式傳動：顧名思義，機電集成主要是指將傳動系與電動機集成於一體，其傳動系統主要包括主減速器和差速器等單元。該傳動方式多採用傳動比在5-20的行星齒輪減速器。行星減速器相對其他減速器，具有精度高、剛性強、傳動效率高、扭矩/體積比大的優勢。該傳動方式通過對傳動系統及電動機的集成設計，結構小巧體積輕便，同時可以滿足純電動汽車對承載力、抗沖擊力及抗震能力等的性能需求且安全系數較高、循環壽命較長。但整車通過性變差，維修不便等。 [4]
電動橋傳動：該傳動系統多採用在驅動橋內同時安置兩部驅動電機的布置方式。其中，差速器僅在車輛轉彎時參與對車輪的控制，協助轉彎，而在車輛直行時停止工作。等輸出功率的單電機與雙電機相比，體積更為龐大,質量也更高。採用電動橋傳動方式的電動汽車具有比前兩種傳動方式更好的機電集成水平，且在傳動效率方面得到了更好的保障。但另一方面，若保證驅動電機可滿足更多行駛工況下的行駛需求，就必須適應更寬的轉矩變化范圍，對控制和加工技術要求較高，電動橋內部的結構也隨之更為復雜，增加整車成本，不利於後期維修。 [4]

主要發展問題和解決方法
制約純電動汽車發展的首先是蓄電池的續航能力問題。目前市場上使用的電動汽車完成一次充電後，續航里程一般為100~300km，且僅在保持適當行駛速度及具有良好的電池調節系統的前提下才能得到保證，續航問題成為電動汽車的主要弊端。其次是蓄電池壽命較為短暫，普通蓄電池可允許的充放電次數僅為300~400次，即使性能良好的蓄電池充放電次數也不過700~900次，按每年充放電200次計算，一個蓄電池的壽命最多為4年。 [4]
針對以上問題，在控製成本的前提下的解決辦法主要有：一是減少成員數量或增大車內空間，以攜帶更多數量的電池，但是一味增加電池數量的方法存在很大限制。電池數量的增加必然會增大整車質量及車輛的行駛阻力，所以急需開發具有更高的比功率及比能量的電動汽車能量儲存裝置。二是對電動汽車進行節能設計。