載重汽車傳動系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(論文)載重汽車傳動系統(tǒng)設(shè)計2畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）

2、的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保

3、留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；

4、技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （

5、簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系

6、意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量1、論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計）水平1、論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體

7、水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日載重汽車傳動系統(tǒng)設(shè)計摘 要汽車傳動系統(tǒng)是連接發(fā)動機和汽車行駛系的紐帶，在汽車的整體結(jié)構(gòu)中有著不可替代的作用。它主要由離合器、變速箱、傳動軸、分動器和驅(qū)動橋等幾大部分組成，各個部分都是滿足某一功能的一個模塊，各模塊間又通過花鍵、法蘭等串聯(lián)為一個整體。本論文參考一些現(xiàn)有同類型汽車，對汽車傳動系統(tǒng)中的各大模塊的功能和組成進行解析，然后加入一些機械優(yōu)化設(shè)計、行星齒輪傳動等方面的思想后，對各大模塊進行再構(gòu)，再將其融合為一個整

8、體，相信本論文將對現(xiàn)代汽車傳動系統(tǒng)設(shè)計工作的不斷完善起到一定幫襯作用。關(guān)鍵字：傳動系；離合器；變速箱；傳動軸；驅(qū)動橋The design of Automobile Transmission SystemABSTRACTAutomotive transmission system connecting the engine and Traffic system, and play an irreplaceable role in the overall structure of the vehicle. It is mainly consists of clutch, transmission

9、 gear box, drive shaft, driving axle and some others major components. Every part of the system to meet a function, and was connected with spline and flange as a whole. In this paper, with referenceing to some of the existing types of vehicles, analyzing every part of transmission systems functions

10、and composition, and then adding some mechanical optimal design, planetary gear transmission, and other aspects of thinking, we re-configurate it , and then integrate them as a whole. I believe that this paper will be helpful for modern design of the vehicle drive system .Keywords: Automobile Transm

11、ission System ；clutch；transmission gear box；Drive Shaft；driving axle目 錄目 錄1第一章 前 言31.1 課題研究的目的、意義31.2 課題研究的背景31.3 本課題研究的內(nèi)容4第二章 發(fā)動機選擇及傳動系統(tǒng)傳動比分配62.1 發(fā)動機選擇62.2 傳動系統(tǒng)傳動比分配7第三章 離合器設(shè)計93.1 從動盤的選擇93.2 從動盤103.3 壓緊彈簧143.4 離合器的通風(fēng)散熱17第四章 變速器設(shè)計184.1 傳動方案確定184.2 參數(shù)設(shè)計204.3 幾何計算214.4 強度校核24第五章 傳動軸275.1 傳動軸概述275.2 傳動

12、軸選型28第六章 驅(qū)動橋設(shè)計316.1 主減速器設(shè)計316.2 差速器設(shè)計41致謝49四年的大學(xué)生活，從無知到成熟，在石油大學(xué)這個大家庭里，我們掌握知識，結(jié)識了老師和同學(xué)，鍛煉了技能，使自己可以充滿的面對未來。49最后，謹(jǐn)向在百忙之中抽出時間來評閱論文的各位老師致以最真摯的謝意，并真誠地希望各位老師對本論文提出寶貴的意見，謝謝！49參考文獻50附 錄51第一章 前 言1.1 課題研究的目的、意義伴隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，作為世界工廠的我們，每天都要向越來越多國內(nèi)、外地區(qū)提供他們所需要的各種產(chǎn)品。這就促進了大噸位、大批量、長距離運輸?shù)闹匦洼d重汽車市場的迅速發(fā)展。然而，由于近期石油價格持續(xù)居高不下，環(huán)

13、境問題也越來越受到人們的廣泛關(guān)注，給高油耗的載重汽車提出了一個很大的挑戰(zhàn)。如何能夠在滿足市場需求的情況下，提高能源的利用效率，減少對環(huán)境的污染，就成為了載重汽車設(shè)計過程中不得不考慮的問題。汽車傳動系統(tǒng)作為連接汽車動力源和驅(qū)動輪的紐帶，在這方面起著十分重要的作用。設(shè)計良好的傳動系統(tǒng)，總是能夠?qū)l(fā)動機輸出的功更好的傳遞給用于驅(qū)動汽車行駛的驅(qū)動輪。所以研究和設(shè)計出高效率的汽車傳動系統(tǒng)在提高能源利用率、改善汽車性能等方面具有極大的意義。1.2 課題研究的背景1.2.1 載重汽車傳動系的各主要組成部分及功能載重汽車的傳動系統(tǒng)通常為機械式，它主要由離合器、變速器、分動器（多軸驅(qū)動）、由萬向節(jié)和傳動軸組成的

14、萬向傳動裝置以及安裝在驅(qū)動橋中的主減速器、差速器和半軸等組成，發(fā)動機發(fā)出的動力經(jīng)過傳統(tǒng)系統(tǒng)傳給驅(qū)動輪，驅(qū)動汽車行駛。離合器處于傳動系的首端，用來切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證：在起步時將發(fā)動機與傳動系平順地結(jié)合，使汽車能平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中齒輪之間的沖擊，便于換擋；在工作中受到大的動載荷時保護傳動系，防止其受過大的載荷。變速器的功用是：在不同的使用條件下，改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車得到不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作；保證汽車能倒退行駛和在滑行或停車時使發(fā)動機和傳動系保持分離；需要時還應(yīng)有動力輸出的功能。多軸驅(qū)動汽車

15、上設(shè)有分動器，用于將變速器輸出的動力分配給各驅(qū)動橋。萬向傳動裝置主要由萬向節(jié)和傳動軸組成，將變速器或者是分動器發(fā)出的動力輸送給驅(qū)動橋。驅(qū)動橋位于汽車傳動系統(tǒng)的末端，主要由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋殼等組成。其功用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動車輪，實現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩；通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過差速器實現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。1.2.2 載重汽車傳動系的現(xiàn)狀離合器按從動盤的數(shù)目可為單盤、雙盤和多盤三類。多盤離合器多為濕式，在汽車上應(yīng)用較少。單盤和雙盤離合器一般為干式，應(yīng)用最為廣泛。離合器壓緊彈簧的形式有

16、圓柱彈簧、矩形斷面圓錐彈簧和膜片彈簧等型式。壓緊彈簧可周置，中央布置也可斜置。他們都各有優(yōu)缺點，在現(xiàn)代載重汽車中都有廣泛的應(yīng)用。重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜。欲保證重型汽車具有良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性，必須擴大變速器傳動比的范圍并增加檔位數(shù)。為避免變速器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式機械變速器。驅(qū)動橋作為載重汽車的重要標(biāo)志之一，通?？梢园凑詹煌氖褂脳l件，選擇相應(yīng)的驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)。其基本結(jié)構(gòu)有以下3種：中央單級減速驅(qū)動橋；中央雙級驅(qū)動橋；中央單級、輪邊減速驅(qū)動橋。對于重型載重汽車，為了增大后橋離地高度，增加其通過性，通常采用輪邊減速驅(qū)動橋。1.3 本課題研究的內(nèi)容本課題的研

17、究內(nèi)容，將主要是在現(xiàn)有載重汽車傳動系的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前該方面比較先進的技術(shù)，利用自己所掌握的知識，對載重汽車傳動系統(tǒng)進行設(shè)計，使其符合當(dāng)前載重汽車傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向。1.3.1 載重汽車傳動系統(tǒng)方案的確定 一開始就對汽車傳動系統(tǒng)進行整體設(shè)計，這將是個工作量巨大的工程，也會面臨很多困難。所以我們將采用模塊化的設(shè)計思想，將汽車傳動系統(tǒng)分解為離合器、變速器、分動器（多軸驅(qū)動）、萬向傳動裝置和驅(qū)動橋等幾大模塊。按照各個模塊所要完成的功能，分別對其進行設(shè)計。最后將各個模塊組成為一個整體，完成整個系統(tǒng)所要求的功能，從而確定最終的傳動系統(tǒng)方案。1.3.2 傳動系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計在確定了傳動系統(tǒng)方案后，下一步

18、就是結(jié)合原始數(shù)據(jù)，展開各個模塊具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，然后結(jié)合上一步結(jié)構(gòu)設(shè)計中所得的數(shù)據(jù)，用AutoCAD繪制部分零件的裝配圖和部分零件圖，并用Solidwork2006進行三維建模。第二章 發(fā)動機選擇及傳動系統(tǒng)傳動比分配所設(shè)計的汽車的載重量為32噸，驅(qū)動形式為發(fā)動機前置、6輪驅(qū)動，汽車的最高時速為。查相關(guān)資料，以斯達斯太爾1491.280/038/重型載重汽車作為參考，進行設(shè)計。2.1 發(fā)動機選擇2.1.1 發(fā)動機最大功率 汽車的動力性能在很大程度上取決于發(fā)動機的功率值。發(fā)動機功率越大，動力性能就越好，粗略估計發(fā)動機功率時，可根據(jù)所要求的最大車速來確定，即：式中 最大功率，；傳動系效率，取；重力加速

19、度，；滾動阻力系數(shù)，貨車取；空氣阻力系數(shù)，；汽車正面投影面積，前輪距，對于重型汽車：；汽車總高，。所以：最高車速，；汽車總質(zhì)量，。將以上數(shù)據(jù)代入：2.1.2 最大功率轉(zhuǎn)速中型貨車柴油機的一般在18004000r/min之間，重型貨車柴油機的可取得低一些，取14001800r/min。2.1.3 發(fā)動機型號確定根據(jù)以上數(shù)據(jù)，并結(jié)合同類型汽車所選擇的發(fā)動機型號，我們將該車型的發(fā)動機型號定為：WD 615.67。WD 615.67發(fā)動機的參數(shù)如表21：額定轉(zhuǎn)速下功率206/2400最大扭矩1070/14001500表21 所選發(fā)動機的參數(shù)2.2 系統(tǒng)傳動比分配汽車傳動系主要包括離合器、變速箱、傳動軸

20、、分動器、驅(qū)動橋等。在整個傳動系中，有減速功能的部分為：變速箱、分動器、驅(qū)動橋，由于驅(qū)動橋采用輪邊式雙級減速器的形式，所以其減速部位為傳動系各部位為主減速器和輪邊減速器。傳動比的分配按斯達斯太爾1491.280/038/重型載重汽車進行。具體如表22：分動器1.75主減速器1.933輪邊減速器3.11表22 傳動比分配變速箱各檔傳動比如表23：1檔2檔3檔4檔5檔12.428.266.084.533.366檔7檔8檔9檔倒檔2.471.811.351.0012.99表23 變速箱各檔傳動比 第三章 離合器設(shè)計離合器按傳遞轉(zhuǎn)矩的方式不同，可分為摩擦式、液力式、電磁式和綜合式四種。在機械式傳動系統(tǒng)

21、中，以摩擦式離合器的應(yīng)用最為廣泛。摩擦式離合器根據(jù)摩擦原理設(shè)計，其摩擦片的形狀有盤式、片式和錐式，后兩種形式已被淘汰。盤式離合器按從動盤的數(shù)目可分為單片、雙片和多片三類。離合器的結(jié)構(gòu)型式多種多樣，設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)車型、使用條件、制造條件等合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)方案。3.1 從動盤的選擇單片式離合器的結(jié)構(gòu)簡單、分離徹底、尺寸緊湊、從東部分轉(zhuǎn)動慣量小、散熱型號、調(diào)整方便，只需在結(jié)構(gòu)上采用適當(dāng)措施便可保證其結(jié)合平順。因此它廣泛應(yīng)用在小轎車和中小型載貨汽車上。隨著摩擦材料的提高，在大型載重汽車上的應(yīng)用也日漸增多。雙片式離合器與單片式相比，由于摩擦片增多，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較強，結(jié)合較平順，但分離徹底性較差，中

22、間壓盤通風(fēng)散熱不良，因此熱負(fù)荷較高，設(shè)計時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)上采取相應(yīng)措施。如果傳遞相同轉(zhuǎn)矩，雙片式離合器較單片式的徑向尺寸小，踏板力小。雙片式離合器通常用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大并且徑向尺寸受限制的汽車上。單片式和雙片式離合器均為干式離合器，多片式離合器多為濕式。其結(jié)合更加平順柔和，摩擦表面溫度較低，磨損較少，使用壽命約為干式離合器的5倍，但受油的粘度影響、分離不徹底、尺寸和質(zhì)量較大等因素約束，在汽車上應(yīng)用較少。查資料得，對于32噸位的載重汽車離合器，發(fā)現(xiàn)單片式離合器應(yīng)用較多，這說明摩擦材料性能已能滿足32噸位載重汽車離合器的需要，所以可以首先考慮采用單片式離合器，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1 離合器總成1

23、飛輪 2摩擦片 3從動片 4鉚釘隔套 5鉚釘6深溝球軸承 7減振器阻尼片 8減振器彈簧 9從動片轂 10摩擦片鉚釘11壓盤 12離合器蓋 13螺栓 14墊圈 15支承桿16分離杠桿 17分離裝置3.2 從動盤從動盤由摩擦片、從動鋼片、扭轉(zhuǎn)減震器和花鍵轂等組成。從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小，以減小換擋時齒輪間的沖擊；從動盤應(yīng)具有軸向彈性，保證汽車平穩(wěn)起步；從動盤應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器，以避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振，緩和沖擊載荷。從動盤對離合器工作性能影響很大，而且是零件中壽命薄弱的一環(huán)。3.2.1 摩擦片摩擦片的工作條件比較惡劣，通過它與壓盤間的摩擦作用來傳遞發(fā)動機的動力，因此，它直接影響整個離合器性能和容量

24、的大小。它應(yīng)滿足如下要求：摩擦系數(shù)高而穩(wěn)定，能傳遞大的轉(zhuǎn)矩，受工作溫度、滑磨速度、單位壓力變化的影響盡可能?。蛔銐虻哪湍バ院蜋C械強度；熱穩(wěn)定性好；磨合性能好；摩擦性能受油水的影響??；密度小，有利于結(jié)合平順；長期停放不會與壓盤粘在一起。摩擦片所用的材料有石棉基材料、燒結(jié)金屬和金屬陶瓷等。石棉基材料由石棉或石棉織物、粘合劑和輔助材料混合熱壓制成，其摩擦系數(shù)大約為0.2-0.5，但性能不穩(wěn)定，溫度、滑磨速度及單位壓力的增加都會使摩擦系數(shù)下降，磨損加劇。但因其價格低，密度小，有良好的彈性，結(jié)合柔軟，能滿足大多數(shù)離合器的使用要求，所以得到廣泛應(yīng)用。摩擦片與從動片鋼間有兩種固定方法：鉚接法和粘接法。鉚接法

25、連接可靠，適宜在從動鋼片上裝波形彈簧片，磨損后更換摩擦片方便。片式摩擦離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力取決于主動部分和從動盤之間的摩擦力矩的大小。離合器的靜摩擦力矩由摩擦面上的壓緊力、摩擦力的作用半徑、摩擦副材料及摩擦片的工作面數(shù)等因素決定：式中 離合器的靜摩擦力矩，；作用在摩擦面上的總的壓力，；摩擦系數(shù)，石棉對鋼；摩擦片平均摩擦半徑，。若已知摩擦片的外徑D和內(nèi)徑d，設(shè)摩擦片上壓力均勻分布，則： 當(dāng)時，摩擦面數(shù)。為了保證離合器在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，在設(shè)計上規(guī)定離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，即：式中 離合器后備系數(shù),。 離合器工作條件非常嚴(yán)酷，因此，設(shè)計離合器時不僅要求它能可靠地傳遞

26、發(fā)動機的最大扭矩，而且還應(yīng)該有足夠的使用壽命。為了達到可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩的要求，由、可得：為了使離合器由足夠的壽命，3中摩擦面上的總壓力應(yīng)有足夠大的摩擦面積來承受，即單位壓力不能過大：將帶入式得式中 摩擦片內(nèi)、外半徑之比。，推薦。3.2.1.1 單位壓力摩擦片上的單位壓力值和離合器的工作條件、后備系數(shù)、摩擦片的尺寸、材料及質(zhì)量等因素有關(guān)。離合器工作條件比較惡劣，使用頻繁，單位壓力應(yīng)取得小些；離合器后備系數(shù)較小時，可取小些；摩擦片外徑較大時，為降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，應(yīng)取小些；反之，可取大些。若采用石棉做摩擦材料，在0.140.3Mpa范圍內(nèi)選?。粚τ谵I車，為0.180.3Mpa；貨車為0.10.

27、24MPa。3.2.1.2 摩擦片的尺寸摩擦片的尺寸主要為摩擦片外徑D和內(nèi)徑。摩擦片外徑D是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和使用壽命。選定、后，D可根據(jù)式4估算，再按JB145774選定摩擦片尺寸。所選的D應(yīng)使最大圓周速度不超過6570m/s。內(nèi)徑d = cD，可由選定的D、c值確定。首先選擇單類摩擦片式，比同類型汽車，摩擦片尺寸取為：。則摩擦片內(nèi)、外半徑之比： 對于單片式離合器：，。將以上數(shù)據(jù)代入：此時：，滿足要求。3.2.2 從動盤的軸向彈性單片離合器的從動盤應(yīng)具有軸向彈性，以保證汽車平穩(wěn)起步。彈性從動盤還使壓力分布比較均勻，改善摩擦表面的接觸，使摩擦片磨損均勻。對于載重汽車

28、，通常在從動鋼片上沿半徑方向開T型槽，外緣形成許多扇形，并將其沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形，使其具有軸向彈性。3.2.3 扭轉(zhuǎn)減震器扭轉(zhuǎn)減震器幾乎成為現(xiàn)代汽車離合器的必備部件，它主要由彈性元件、阻尼元件組成。彈性元件用來降低傳動系首段的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某一固有頻率，使之盡可能避開由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩主諧激勵引起的共振。但這種共振很難消除，阻尼元件則有效耗散此時的震動能量。因而，扭轉(zhuǎn)減震器能有效地降低傳動系共振載荷和噪聲。同時，它的彈性元件還能緩和傳動系轉(zhuǎn)速急劇變化時產(chǎn)生的很大的順勢動載荷，以免傳動系零件受損和破壞。3.3 壓緊彈簧離合器的壓緊彈簧有圓柱彈簧、錐式螺旋彈簧和膜片彈簧。壓

29、緊彈簧可以圓周布置、中央布置，還可以斜置。周置彈簧離合器多采用圓柱彈簧，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，在汽車上應(yīng)用很廣泛。當(dāng)需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較多時，可將壓緊彈簧不知在兩個同心的圓周上。3.3.1 壓緊彈簧數(shù)量按照最大傳遞轉(zhuǎn)矩設(shè)計，由公式可得：由公式可得由于每個彈簧工作壓力不超過，考慮到要有充分的安全性，將彈簧個數(shù)取為。3.3.2 彈簧工作應(yīng)力每個彈簧的工作壓力為。彈簧工作應(yīng)力為：式中 工作應(yīng)力； 彈簧圈平均直徑（即中徑）； 彈簧鋼絲直徑； 旋繞比，,對于離合器壓緊彈簧，?。?考慮剪力與彈簧曲率影響的校正系數(shù):離合器圓柱彈簧常用65Mn鋼或碳素彈簧鋼絲制造，工作應(yīng)力再700N/mm左右，最大應(yīng)力不宜超過8

30、00900N/mm。由公式得：根據(jù)彈簧相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取，。將以上數(shù)據(jù)代入公式得：3.3.3 彈簧工作圈數(shù)彈簧工作圈數(shù)，可根據(jù)剛度條件和已定的d、求出：式中 切變模量，對于碳鋼，；彈簧剛度，一般為；離合器分離過程中彈簧的變形量，它等于壓盤的行程。對于單片離合器，,取。彈簧最大壓力，一般不大于，取。將以上數(shù)據(jù)代入得取彈簧得工作圈數(shù)，彈簧得總?cè)?shù)一般比工作圈數(shù)多圈，所以取彈簧總?cè)?shù)為10。3.3.3 彈簧自由長度工作負(fù)荷下得變形量最大變形量：。自由高度：。3.4 離合器的通風(fēng)散熱 試驗證明，摩擦片的磨損隨壓盤溫度升高而加劇。正常使用條件下，壓盤溫度一般在180攝氏度以下，當(dāng)溫度超過180攝氏度時，摩擦片

31、的磨損急劇增加。為使摩擦表面溫度不過高，要求壓盤有足夠的質(zhì)量以保證其足夠的熱容量，還要求離合器在結(jié)構(gòu)上保證通風(fēng)散熱良好。這對于重型汽車尤為重要。通常采用的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋或鼓風(fēng)筋；在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口；在離合器外殼上設(shè)通風(fēng)窗；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼上裝導(dǎo)流罩，加強通風(fēng)。第四章 變速器設(shè)計變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置。又稱變速箱。汽車變速器多為機械式變速箱，它主要應(yīng)用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳

32、動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作。欲保證重型汽車具有良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性，必須擴大變速器傳動比的范圍并增加檔位數(shù)。為避免變速器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式機械變速器。4.1 傳動方案確定為了實現(xiàn)多組不同傳動比的要求，設(shè)計了如下三種方案。圖4-1 方案一 圖4-2 方案二圖4-1所示方案一為行星齒輪變速箱，它具有質(zhì)量小、體積小、傳動比大及效率高（類型選用得當(dāng)）等優(yōu)點。因此，行星齒輪傳動現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工程機械、礦山機械、冶金機械、起重運輸機械、輕工機械、石油化工機械、機床、機器人、汽車、坦克、火炮、飛機、輪船、儀器和儀表等各個方面。行星傳動不僅適用于

33、高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動裝置上也已獲得了應(yīng)用。它幾乎可適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍，故目前行星傳動技術(shù)已成為世界各國機械傳動發(fā)展的重點之一。它的的缺點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造、安裝和維修時較困難些。圖4-2所示方案二為普通齒輪結(jié)構(gòu)變速箱，它具有6個前進檔和一個倒檔。其中2、3、4、5、檔的常嚙合齒輪均為斜齒齒輪，而副軸與二軸的一檔、倒檔齒輪以及到當(dāng)中間齒輪為常嚙合支持齒輪。其特點是結(jié)構(gòu)先進，操作方便。圖4-3 方案二1一軸主動傳動齒輪 2一軸軸承 3副軸軸承 4副軸被動齒輪 5主變速器副軸3檔齒輪 6主變速器副軸2檔齒輪 7主變速器副軸1檔齒輪 8主變速器副軸

34、爬行當(dāng)檔齒輪 9主變速器倒檔中間齒輪 10副變速器被動傳動齒輪 11副變速器輸出齒輪 12副變速器副軸軸承 13高低檔換擋同步器 14輸出軸雙聯(lián)軸承 15副變速器輸出軸 16副變速器輸出齒輪 17副變速器輸入齒輪 18主變速器二軸倒檔齒輪 19倒爬行檔換擋嚙合套 20主變速器二軸爬行檔齒輪 21主變速器二軸1檔齒輪 22主變速器二軸1、2檔換擋嚙合套 23主變速器二軸2檔齒輪 24主變速器二軸3檔齒輪 25主箱3、4換擋嚙合套圖4-3所示方案三同樣為普通齒輪結(jié)構(gòu)變速箱，它在原主變速箱的基礎(chǔ)上增加了一個副變速箱，從而大幅增加了檔位數(shù)。同時其主、副變速箱均采用雙副軸的方式，起到了分流作用，還可以抵

35、消二軸受到的彎曲應(yīng)力。二軸與二軸齒輪全浮動式結(jié)構(gòu)。主變速器采用傳統(tǒng)的嚙合套、副變速器采用慣性鎖銷式同步器。因該圖4-3所示方案三變速器結(jié)構(gòu)簡單、便于維修。因此，在重型汽車上得以普遍采用。所以將其作為最終設(shè)計方案。4.2 參數(shù)設(shè)計4.2.1 中心距設(shè)計變速箱齒輪的中心距是變速器最重要的參數(shù)，它對變速器整體尺寸、體積及質(zhì)量有很大影響。通常根據(jù)經(jīng)驗公式初選中心距（單位mm）：式中 中心距系數(shù)。對轎車，對多檔變速器，； 變速器再一檔時，第二軸輸出的轉(zhuǎn)矩，； 發(fā)動機的最大輸出轉(zhuǎn)矩，； 變速器一檔轉(zhuǎn)動比； 變速器傳動效率，取0.96。將以上數(shù)據(jù)帶入公式得中心距。4.2.2 模數(shù)輸入軸常嚙合直齒輪模數(shù)一檔齒

36、輪為直齒輪的模數(shù)高檔模數(shù)：；低檔模數(shù)：。壓力角：輪齒寬：。4.3 幾何計算4.3.1 主變速器一軸主動傳動齒輪與副軸被動傳動齒輪4.3.1.1 基本數(shù)據(jù)計算 圖片主變速器一軸主動傳動齒輪副軸被動傳動齒輪初始數(shù)據(jù)，。未變位中心距中心距變動系數(shù)嚙合角總變位系數(shù)變位系數(shù)分配齒高變動系數(shù)幾何計算分度圓直徑齒頂高齒根高全齒高齒頂圓直徑齒跟圓直徑基圓直徑齒頂圓壓力角4.3.1.2 重合度檢驗4.3.1.3 齒頂厚檢驗4.3.1.4 干涉檢驗小齒輪齒根與大齒輪齒頂不產(chǎn)生干涉的條件為：大齒輪齒根與小齒輪齒頂不產(chǎn)生干涉的條件為：最大滑動系數(shù)：4.4 強度校核一、 齒輪嚙合接觸疲勞約束 節(jié)點區(qū)域系數(shù)彈性影響系數(shù)重

37、合度系數(shù)、頂圓壓力角 嚙合角螺旋角系數(shù)工況系數(shù)動載系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分布系數(shù)圓周力試驗齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力接觸強度最小安全系數(shù) 潤滑油膜影響系數(shù) 接觸強度計算的壽命系數(shù)工作硬化系數(shù)接觸強度計算的尺寸系數(shù)二、 齒輪嚙合彎曲疲勞約束復(fù)合齒形系數(shù)抗彎強度計算的重合度和螺旋角系數(shù) 彎曲強度最小安全系數(shù)齒輪材料的彎曲疲勞強度基本值抗彎強度計算的壽命系數(shù)相對齒根圓角敏感性系數(shù)相對表面狀況系數(shù)抗彎強度計算的尺寸系數(shù)第五章 傳動軸驅(qū)動形式的汽車的傳動軸有主傳動軸，中、后橋傳動軸和前橋驅(qū)動軸。5.1 傳動軸概述傳動軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間的距離的變化。萬向節(jié)

38、是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實現(xiàn)兩軸的等角速傳動。一般萬向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成，重型汽車中，為了達到傳遞較大轉(zhuǎn)矩的目的，十字軸承采用滾柱十字軸軸承，并配合以短而粗的十字軸。在軸承端面設(shè)蝶形彈簧，以壓緊滾柱。十字軸的端面增加具有螺旋槽的強化尼龍墊片以防止大角或大轉(zhuǎn)矩傳遞動力時燒結(jié)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳動軸伸縮套是將花鍵套與凸緣叉焊接在一起，將花鍵軸焊接在傳動軸管上。我們決定采用的是GWB公司所生產(chǎn)的傳動軸，它是將花鍵軸與傳動軸關(guān)焊接成一體，將花鍵軸與凸緣叉制成一體以便于擠壓成型。在伸縮套管和花鍵軸的牙齒表面，整體涂浸一層尼龍材料以增加耐磨性和自潤滑性，而且減少沖擊負(fù)

39、荷對傳動軸的損害，提高緩沖能力。該型傳動軸在凸緣花鍵軸外增加了一個管形密封保護套，在該保護套端設(shè)置了兩道聚氨酯橡膠油封，使伸縮套內(nèi)形成了一個完全密封的空間，使伸縮花鍵軸不受外界沙塵的浸蝕，不僅防塵而且防銹。因此在裝配時，在花鍵軸與套內(nèi)一次性涂抹潤滑脂，就完全可以滿足使用要求，不需要油嘴潤滑，減少了保養(yǎng)內(nèi)容。傳動軸是一個高轉(zhuǎn)速、少支撐的旋轉(zhuǎn)體，因此它的動平衡是至關(guān)重要的。一般傳動軸在出廠前都要進行動平衡試驗，并在平衡機上進行調(diào)整。因此，一組傳動軸是配套出廠的，在使用中就應(yīng)特別注意。5.2 傳動軸選型按萬向節(jié)傳動軸一書中介紹的方法，結(jié)合GWB公司的提供的數(shù)據(jù)進行萬向傳動軸選擇，如圖51所示。圖51

40、 虎克萬向傳動軸汽車傳動軸受到兩種轉(zhuǎn)矩1、起動轉(zhuǎn)矩式中 振動系數(shù)，；發(fā)動機轉(zhuǎn)矩分配到前橋的比例；發(fā)動機轉(zhuǎn)矩分配到后橋的比例；發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，；發(fā)動機到傳動軸間的傳動比，驅(qū)動軸數(shù)，。將以上數(shù)據(jù)帶入公式得2、附著轉(zhuǎn)矩式中 振動系數(shù)，；軸靜載，；發(fā)動機轉(zhuǎn)矩分配到后橋的比例；驅(qū)動橋到傳動軸間的傳動比，；靜態(tài)滾動半徑，；將以上數(shù)據(jù)帶入公式得2、設(shè)計轉(zhuǎn)矩 1：587.302：587.303：587.15第六章 驅(qū)動橋設(shè)計驅(qū)動橋由主減速器、差速器、半軸及橋殼組成。它的作用是將萬向傳動裝置傳來的動力折過90角，改變力的傳遞方向，并由主減速器降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩后，經(jīng)差速器分配給左右半軸和驅(qū)動輪。6.1 主減速器設(shè)計

41、6.1.1 主減速器錐齒輪的支撐方式6.1.1.1 主動錐齒輪的支撐方式要使帶有錐齒輪的主減速器的主、從動錐齒輪嚙合狀況良好，并且可靠而安靜平滑工作，除了與齒輪加工質(zhì)量、齒輪的裝配間隙調(diào)整、軸承型式選擇以及主減速器殼體的剛度有關(guān)，還與齒輪的支撐剛度有著密切的關(guān)系。支撐剛都不夠，則可能造成齒輪受載荷變形或者位置偏移，破壞嚙合精度。主動錐齒輪支撐有兩種形式：跨置式支撐和懸臂式支撐。a 跨置式支撐 b 懸臂式支撐圖6-1主減速器錐齒輪的支撐跨置式支撐，其特點是錐齒輪的兩端均用軸承支撐，這樣可以增加支撐剛度，減少軸承負(fù)荷，提高齒輪的承載能力。但是因為主動齒輪和從動齒輪之間的空間很小，使主動齒輪小頭的軸

42、承尺寸受到限制，并且也給主減速器殼體的鑄造和加工增加了困難。懸臂式支撐，其特點是主動錐齒輪軸上有兩個軸承的圓錐滾子大端向外，這樣可以減少懸臂的長度a，增加支撐間的距離b，以提高主動軸的支撐剛度。在設(shè)計時，兩軸承支撐間距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長度a，靠近齒輪的軸頸直徑應(yīng)不小于懸臂長度a，懸臂式支撐結(jié)構(gòu)簡單，可以通過增加主動錐齒輪軸部的尺寸來改進支撐剛度較差的缺點。所以，選擇懸臂式支撐為該車主減速器主動錐齒輪的支撐方式。6.1.1.2 從動錐齒輪的支撐方式從動錐齒輪的支撐如圖6-2所示。為了增加支撐剛度，兩端軸承的圓錐滾子的大端向內(nèi)，以盡量減小c+d的尺寸。為使使兩個軸承之間的之和盡可能達到均勻

43、分布，尺寸c應(yīng)接近于d。圖6-3 驅(qū)動橋1半軸 2驅(qū)動橋殼體 3螺栓 4圓錐滾子軸承 5半軸齒輪 6差速器殼體 7主減速器主動錐齒輪 8驅(qū)動法蘭 9軸承座 10行星齒輪架 11行星齒輪 12主減速器被動錐齒輪6.1.2 主減速器錐齒輪設(shè)計6.1.2.1 主減速器計算載荷的確定(1)、按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和傳動系統(tǒng)最低傳動比計算：式中 計算轉(zhuǎn)矩，； 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，； 傳動系統(tǒng)最低檔傳動比, ； 有發(fā)動機到驅(qū)動橋的傳動效率，； 驅(qū)動橋數(shù)，；將上述數(shù)據(jù)代入式得：(2)、按附著力計算：式中 滿載時驅(qū)動橋上的載荷，； 附著系數(shù)，輪式工程車輛 ；驅(qū)動輪動力半徑，；圓錐齒輪到驅(qū)動橋的效率，；圓錐齒輪到驅(qū)動橋的

44、傳動比，。將上述數(shù)據(jù)代入式得：(3)、平均載荷：式中 滾動阻力系數(shù)，；坡道阻力系數(shù)，；將上述數(shù)據(jù)代入式得：6.1.2.2 主減速器錐齒輪的參數(shù)選擇 錐齒輪用于傳遞相交軸線之間的運動和動力。無特殊要求時，取軸交角。按齒線的形狀可以分為直齒、斜齒河曲線齒。曲線齒又分為弧齒、長幅外擺曲線齒（簡稱擺線齒）和準(zhǔn)漸開線齒。斜齒雖然重合度較直齒略大，但對誤差仍十分敏感，逐漸被曲線齒代替。用錐滾刀銑準(zhǔn)漸開線錐齒輪，由于刀具復(fù)雜、難于控制齒面接觸區(qū)等原因，應(yīng)用較少，我國未引進過這類銑齒機。直齒錐齒輪軸向力較小，支持系統(tǒng)比較簡單，但重合度小，對誤差又比較敏感，噪聲大。一般用于圓周速度的傳動，如汽車差速器和重型機械

45、齒輪。與直齒和斜齒錐齒輪比較，曲線齒錐齒輪重合度大，接觸點處齒面的相對法曲率半徑大；齒面接觸區(qū)易控制；對誤差不太敏感。因而，承載能力高，傳動平穩(wěn)，噪聲低。一般用于的傳動，如各種車輛、拖拉機和直升機的中央傳動。汽車主減速器錐齒輪的切齒方法主要有格里森切齒法和奧利康切齒法兩種。兩種方法均可加工弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪，但兩種方法加工的輪齒具有不同的特征。依格里森齒制加工的錐齒，從大端向小端齒高是漸縮的；依奧利康齒制加工的錐齒則是等高的。格里森齒制應(yīng)用最為廣泛，而奧利康齒制由于其生產(chǎn)率較高，現(xiàn)在不少汽車上亦已采用。所以主減速器錐齒輪的齒形定格為格里森齒制的弧齒錐齒輪。(1)、主、從動錐齒輪齒數(shù)的選擇

46、進行主、從動錐齒輪齒數(shù)、的選擇時，應(yīng)考慮互相嚙合齒輪的齒數(shù)間沒有公約數(shù)，以保證在使用過程中主、從動錐齒輪的各齒之間都能夠相互嚙合，起到自動磨合的作用。為了得到理想的重合系數(shù)和高的輪齒抗彎強度，大、小齒輪的齒數(shù)和應(yīng)不少于40。在主減速器中，為了使齒輪嚙合平穩(wěn)、噪聲小并且不會產(chǎn)生加工缺陷，對于轎車而言，小齒輪齒數(shù)一般不少于9，對于貨車而言，一般不小于6，而且隨著主傳動比的減小，應(yīng)該逐漸加大。對于不同的傳動比，的推薦值如下表：傳動比1.51.751.752.02.02.52.53.0121611151013911表61 不同傳動比下的推薦值所以，取主動錐齒輪齒數(shù)：從動錐齒輪齒數(shù)：（2）、主、從動錐齒

47、輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)的選擇對于單級主減速器而言，從動錐齒輪的尺寸大小，會影響驅(qū)動橋殼的離地間隙。弧齒錐齒輪傳動的從動錐齒輪大端分度圓直徑，可以通過齒輪傳動設(shè)計手冊中的查取初取從動錐齒輪大端分度圓直徑：大端端面模數(shù)：模數(shù)圓整: 從動錐齒輪大端分度圓直徑：小輪分錐角： 大端錐距： 齒寬：所以，取，。主動錐齒輪大端分度圓直徑：（3）、螺旋角選擇螺旋角的大小影響到軸向重合系數(shù)、輪齒強度及軸向力的大小。愈大，傳動愈平穩(wěn)，噪聲愈低，所以螺旋角應(yīng)足夠大，以使得不小于1.25，在時效果最好。但螺旋角過大，齒輪上受的軸向力也會過大。因此，螺旋角應(yīng)有一個適當(dāng)范圍，以使齒輪的軸向力不會過大而又能得到最好的重合

48、系數(shù)效果。汽車主減速器錐齒輪的螺旋角多在的范圍內(nèi)。貨車選用較小的值，以防止軸向力過大。螺旋角（4）、旋轉(zhuǎn)方向螺旋方向有左旋、右旋之分。從圓錐齒輪錐頂看去，從中心線至齒輪大端，輪齒向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。在一對錐齒輪傳動副中，主、從動齒輪的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。螺旋方向的選擇應(yīng)遵循一個基本原則，當(dāng)汽車牽引行駛時，小齒輪受的軸向力的方向應(yīng)離開錐頂點，也就是使主、從動齒輪互相斥離。否則，在經(jīng)常出現(xiàn)高負(fù)載的牽引行駛工況下，軸向力方向使兩齒輪在嚙合過程中越咬越緊，可能造成輪齒卡死。汽車主減速器小錐齒輪一般為左旋，而大錐齒輪為右旋。（5）、法向壓力角的選擇法向壓力角可以稱為錐齒輪輪齒上凸面和凹面的平均壓力角。增大壓力角可以增加輪齒強度，并使齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)減少。但對尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖，并使齒輪端面重合系數(shù)下降。對于主減速器弧齒錐齒輪，貨車選用壓力角，重型貨車選用壓力角。6.1.3 主減速器錐齒輪幾何尺寸計算名稱代號小齒輪大齒輪計算結(jié)果齒數(shù)比1.933大端分度圓直徑由相關(guān)圖表查取齒數(shù)查取大端模數(shù) 可適當(dāng)圓整分錐角外錐距齒寬系數(shù)齒寬 適當(dāng)圓整徑向變位系數(shù)齒寬中點螺旋角齒形角齒頂高 齒