为什么变速箱可以调节发动机输出的扭矩和转速？其实还有齿轮和杠杆的原理。下面我们就来简单了解一下手动挡的工作原理，这不仅可以提高我们的知识，也可以给手动挡的保养带来很大的帮助。

手动变速器的传动原理

手动变速器的工作原理是利用不同齿数的齿轮啮合传动的组合来实现转速和扭矩的变化。

假设一对啮合的齿轮，小齿轮的齿数为Z1=20，大齿轮的齿数为Z2=40。然后，在同样的时间里，小齿轮转一圈，大齿轮只转1/2圈。如果小齿轮是主动齿轮，它被大齿轮输出时速度会降低；如果大齿轮是主动齿轮，那么小齿轮输出时，它的速度就会增加，这就是齿轮传动的原理。

根据齿轮传动原理，一对不同齿数的齿轮啮合时可以变速，因为齿轮是一个一个啮合的。同样的时间，过去啮合的两个齿轮的齿数必须相等，两个齿轮的转速与齿轮的齿数成反比。

手动变速器的换挡原理

根据齿轮传动原理，一对啮合的外齿轮反向旋转，每经过一个传动副，其轴就改变方向。双轴变速器在输入轴和输出轴之间装有一个倒档和一个倒档，可以改变方向。另一方面，在三轴变速器的中间轴和输出轴之间安装倒档齿轮轴和倒档齿轮，使输出N轴和输入I轴可以如图所示反方向转动，从而实现汽车的倒车行驶。

我们把传动比小的挡位叫高档，传动比大的挡位叫低档(变速挡的换挡叫换挡，从低档到高档的换挡叫升档或升档，反之亦然。

手动变速器的工作原理是通过换挡杆，切换中间轴上的主动齿轮，通过不同的齿轮组合与动力输出轴结合，来改变驱动轮的扭矩和转速。下面是手动变速器(2档)的简化结构图。

发动机的动力输入轴通过中间轴与动力输出轴间接连接。

如上图所示，中间轴的两个齿轮(红色)和动力输出轴的两个齿轮(蓝色)随着发动机输出一起转动。但没有同步器(紫色)的啮合，两个齿轮(蓝色)只能在动力输出轴上空转(即不会带动输出轴转动)。图中同步器处于中间状态，相当于变速器处于空挡。

当换挡杆向左移动时，同步器向右移动与齿轮啮合(如上图所示)，发动机动力通过中间轴的齿轮传递给动力输出轴。

一般手动挡有几个挡位(上图所示的5挡手动挡)，可以理解为在原有基础上增加几组挡位。其实原理是一样的。挂一档时，同步器(一档和二档)实际上是向左移动，与一档从动齿轮(图中)啮合，动力传递到输出轴。细心的朋友会发现，R档(倒档)的主动齿轮和从动齿轮之间夹着一个中间齿轮，用来实现汽车的倒车行驶。

传输原理模型分析

变速箱里有很多不同的档位。通过组合不同大小的齿轮，可以实现发动机扭矩和转速的调节。低扭矩可以换高转速，低转速可以换高扭矩。

输入轴(绿色)通过离合器与发动机相连，轴和轴上的齿轮是一个部件。

而轴齿轮(红色)称为中间轴。它们一起旋转。轴的转动(绿色)通过啮合的齿轮带动中间轴的转动，然后中间轴可以传递发动机的动力。

轴(黄色)是花键轴，直接连接驱动轴，通过差速器驱动汽车。车轮将随着花键轴旋转。

齿轮(蓝色)在花键轴上自由旋转。当齿轮(蓝色)和花键轴啮合时，齿轮会带动花键轴转动。

齿轮(蓝色)和花键轴通过套筒连接，套筒可以随花键轴转动，同时可以在花键轴上自由左右滑动与齿轮(蓝色)啮合。

变速器换挡时，特别是从高档到低档，很容易产生轮齿或花键齿之间的冲击。为了避免齿间的冲击，同步器安装在换档装置中。同步是指在套筒上的齿与齿轮(蓝色)啮合之前，发生摩擦接触，齿轮(蓝色)上的锥形突起刚好卡入套筒的锥形槽口。它们之间的摩擦力使套筒和齿轮(蓝色)同步，套筒向外滑动，与齿轮啮合。

以上是手动变速器的基本工作原理。不同的制造商生产变速器的方式不同，但基本原理是相同的。

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