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第一章傳動(dòng)系統(tǒng)
第一節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)概述第二節(jié)離合器第三節(jié)手動(dòng)變速器和分動(dòng)器第四節(jié)自動(dòng)變速器第五節(jié)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置第六節(jié)驅(qū)動(dòng)橋(1)驅(qū)動(dòng)橋的組成:主減速器、差速器、半軸和橋殼組成。橋殼差速器主減速器半軸輪轂第六節(jié)驅(qū)動(dòng)橋(2)驅(qū)動(dòng)橋的作用將動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪;通過(guò)主減速器實(shí)現(xiàn)降速增扭的作用;通過(guò)主減速器錐齒輪改變轉(zhuǎn)矩傳遞的方向;通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的差速。(3)驅(qū)動(dòng)橋的分類(lèi)非斷開(kāi)式(整體式)驅(qū)動(dòng)橋斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋半軸套管與主減速器殼剛性連接組成驅(qū)動(dòng)橋殼,整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)彈性懸架與車(chē)架連接,左右兩側(cè)車(chē)輪不能獨(dú)立跳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋殼分成兩段,主減速器殼固定在車(chē)架上,兩側(cè)車(chē)輪通過(guò)獨(dú)立懸架與車(chē)架連接,可以獨(dú)立跳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)橋。6.1主減速器(1)主減速器的作用:減速增扭;改變扭矩的方向。(2)主減速器的分類(lèi):按傳動(dòng)齒輪副的數(shù)目:?jiǎn)渭?jí)主減速器雙級(jí)主減速器帶輪邊減速器的雙級(jí)主減速器按主減速器檔位單速式:固定的傳動(dòng)比雙速式:有兩個(gè)檔位單級(jí)主減速器只有一對(duì)齒輪副傳動(dòng),零件少,結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,傳動(dòng)效率高。主傳動(dòng)比:主減速器的傳動(dòng)比稱(chēng)為主傳動(dòng)比,用i0表示。i0=z2/z1Z2---從動(dòng)齒輪齒數(shù)Z1---主動(dòng)齒輪齒數(shù)齒輪的支承目的:增加支承剛度,便于拆卸、調(diào)整。主動(dòng)齒輪的支承懸置式從動(dòng)齒輪的支承跨置式軸承的預(yù)緊目的:減小錐齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的軸向力引起的軸向位移,保證齒輪副的正常嚙合。調(diào)整辦法:調(diào)整墊片/調(diào)整螺母齒輪嚙合印跡的調(diào)整目的:通過(guò)調(diào)整使嚙合齒處于正確的嚙合位置。調(diào)整辦法:通過(guò)調(diào)整墊片9,調(diào)整主動(dòng)錐齒輪的位置。從動(dòng)錐齒輪的正確嚙合區(qū)圓錐齒輪正確嚙合:嚙合印跡位于齒高的中間靠近小齒端,并超過(guò)齒寬的60%。齒輪嚙合間隙的調(diào)整目的:使嚙合齒輪副之間有合適的間隙,以消除熱變形,但過(guò)大的間隙將產(chǎn)生沖擊噪音。調(diào)整辦法:通過(guò)擰動(dòng)軸承調(diào)整螺母2,調(diào)整從動(dòng)錐齒輪的位置。e.主減速器對(duì)離地間隙和地板高度的影響最小離地間隙h:汽車(chē)最低點(diǎn)到地面的距離。為了避免汽車(chē)的離地間隙太小和地板高度太高,應(yīng)盡量減小驅(qū)動(dòng)橋的高度,即盡量減小主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)。g.主減速器的潤(rùn)滑主減速器采用飛濺潤(rùn)滑的方式,從動(dòng)齒輪將潤(rùn)滑油甩到主減速器需要潤(rùn)滑的部位。主減速器上設(shè)有通氣孔、加油孔和放油孔。潤(rùn)滑油:一般采用含防刮傷添加劑的準(zhǔn)雙曲面齒輪油。雙級(jí)主減速器特點(diǎn):由兩級(jí)齒輪傳動(dòng)。在實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比的前提下,提高離地間隙??梢酝ㄟ^(guò)更換不同的齒輪副實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比,提高零部件的通用性。主傳動(dòng)比:i0=z2/z1×z4/z3輪邊減速器主減速器車(chē)輪輪邊減速器輪邊減速器車(chē)輪需要較大的傳動(dòng)比和離地間隙。將雙級(jí)主減速器的第二級(jí)放在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪側(cè),稱(chēng)之為輪邊減速器。輪邊減速器一般采用行星齒輪變速器。主傳動(dòng)比:i0=i01×i02
雙速主減速器為了提高汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,有些重型車(chē)輛或越野車(chē)輛采用具有兩個(gè)傳動(dòng)比的主減速器。雙速主減速器:具有兩檔傳動(dòng)比的主減速器。在良好路面上采用,用小傳動(dòng)比的檔位行駛,提高經(jīng)濟(jì)性。該檔位常接合。在壞路面或載荷較大時(shí),通過(guò)操縱裝置換到大傳動(dòng)比檔位,提高車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性。該檔位需要時(shí)接合。因?yàn)椴倏v距離較遠(yuǎn),一般采用氣動(dòng)或者電液操縱方式。雙速主減速器結(jié)構(gòu)示意圖高速主傳動(dòng)比:i0=i01
低速主傳動(dòng)比:i0=i01×i02
×貫通式主減速器貫通式主減速器主要應(yīng)用于多軸驅(qū)動(dòng)的汽車(chē),具有方便布置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,零部件通用性好的特點(diǎn)。貫通式主減速器6.2差速器1、差速器的作用:當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或者在不平路面上行駛時(shí),使左右車(chē)輪以不同的角速度滾動(dòng)。車(chē)輛轉(zhuǎn)彎工況的分析:設(shè)車(chē)輪中心的速度為:U。車(chē)輪的純滾動(dòng)半徑為:r;車(chē)輪的角速度為:ω。則:車(chē)輪純滾動(dòng)時(shí):U=ω×r。車(chē)輪純滑轉(zhuǎn)時(shí):ω≠0但U=0。車(chē)輪純滑移時(shí):U≠0但ω
=0。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí),在同一時(shí)間內(nèi):外側(cè)車(chē)輪位移長(zhǎng),內(nèi)側(cè)車(chē)輪位移短,如果內(nèi)外車(chē)輪轉(zhuǎn)速相同。則:外側(cè)車(chē)輪一邊滾動(dòng),一邊滑移;內(nèi)側(cè)車(chē)輪一邊滾動(dòng),一邊滑轉(zhuǎn)。輪間差速器:用于同一驅(qū)動(dòng)橋的兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的差速器。軸間差速器:用于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)橋之間的差速器。2、差速器的分類(lèi):按齒輪的形狀:圓錐齒輪差速器;圓柱齒輪差速器。按兩側(cè)半軸輸出的轉(zhuǎn)矩是否相等:對(duì)稱(chēng)式差速器;不對(duì)稱(chēng)差速器。齒輪差速器差速器的組成:圓錐行星齒輪十字軸半軸錐齒輪;差速器殼差速器3、差速器工作情況行星齒輪運(yùn)動(dòng):1、公轉(zhuǎn)2、自轉(zhuǎn)直線行駛時(shí)的差速器轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的差速器差速器的差速原理:主動(dòng)件:主減速器從動(dòng)齒輪---差速器殼---行星齒輪軸從動(dòng)件:半軸齒輪。A點(diǎn)為左半軸錐齒輪與行星齒輪的嚙合點(diǎn);B點(diǎn)為右半軸錐齒輪與行星齒輪的嚙合點(diǎn)。C點(diǎn)為行星齒輪的回轉(zhuǎn)中心,C點(diǎn)的速度永遠(yuǎn)與行星齒輪軸速度相同。設(shè):行星齒輪軸的速度為:ω0A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)中心的距離相等,均為:r當(dāng)左右車(chē)輪速度相等時(shí),行星齒輪不自轉(zhuǎn):A、B、C線速度相同,則有ω1=ω2=ω0當(dāng)左右車(chē)輪速度不相等時(shí),假設(shè)左車(chē)輪速度較大,則行星齒輪自轉(zhuǎn),設(shè)其自轉(zhuǎn)速度為ω3,A點(diǎn)的線速度為:ω1×r=
ω0×r+ω3×r’B點(diǎn)的線速度為:ω2×r=
ω0×r-
ω3×r’ω1×r+ω2×r=2ω0×rω1+ω2=2ω0即ω1+ω2=2ω0分析:當(dāng)任意一側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速為零時(shí):另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。當(dāng)差速器殼的速度為零時(shí):若一側(cè)半軸齒輪受其他外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng),則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)論:左右兩側(cè)半軸的速度之和等于差速器殼速度的2倍,與行星齒輪的速度無(wú)關(guān)。差速器的轉(zhuǎn)矩分配:當(dāng)左右兩輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí),摩擦力矩使得轉(zhuǎn)的快的半軸轉(zhuǎn)矩減小,轉(zhuǎn)的慢的半軸轉(zhuǎn)矩增大。設(shè)主減速器傳來(lái)的扭矩為:M0左右半軸的轉(zhuǎn)矩分別為:M1、M2.1).當(dāng)左右半軸轉(zhuǎn)速相等時(shí):M1=M2=1/2M0;2).當(dāng)左右半軸轉(zhuǎn)速不相等時(shí):行星齒輪因?yàn)樽赞D(zhuǎn)而產(chǎn)生力矩Mr.M1=1/2(M0-Mr)M2=1/2(M0+Mr)鎖緊系數(shù)K:表示內(nèi)摩擦力矩的大小和轉(zhuǎn)矩的分配特性。K=(M2-M1)/M0=Mr/M0轉(zhuǎn)矩比Kb:表示轉(zhuǎn)得快的半軸和轉(zhuǎn)得慢的半軸的轉(zhuǎn)矩比。Kb=M2/M1=(1+K)/(1-K)4.差速鎖差速鎖指的是當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí),將差速器殼與半軸鎖緊成一體,使差速器失去差速作用,可以把全部扭矩轉(zhuǎn)移到另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪上。圖1-101典型牙嵌式差速鎖結(jié)構(gòu)該差速鎖主要由撥叉總成、撥叉套等組成,撥叉套內(nèi)孔上開(kāi)設(shè)有內(nèi)花鍵,與在半軸上開(kāi)設(shè)的花鍵槽相配合;撥叉套靠近差速器殼側(cè)端面開(kāi)設(shè)有牙形榫槽,與差速器殼上開(kāi)設(shè)的牙形榫槽相配合。當(dāng)需要鎖止時(shí),由操縱機(jī)構(gòu)操縱撥叉運(yùn)動(dòng),撥叉將推動(dòng)撥叉套沿半軸的軸線方向運(yùn)動(dòng)并靠近差速器4側(cè),直至撥叉套牙形榫槽與差速器殼牙形榫槽相嚙合,半軸將與差速器殼完成鎖止,也即實(shí)現(xiàn)差速器左、右半軸將與差速器殼同步旋轉(zhuǎn),差速器將失去差速作用而進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)不需要鎖止時(shí),由操縱機(jī)構(gòu)操縱撥叉反向運(yùn)動(dòng),撥叉套牙形榫槽與差速器殼牙形榫槽脫離嚙合,半軸與差速器殼隨之脫離鎖止,差速器恢復(fù)差速狀態(tài)。5.限滑差速器限滑差速器是一種能根據(jù)路面情況自動(dòng)改變或控制驅(qū)動(dòng)輪間轉(zhuǎn)矩分配的差速器,其特點(diǎn)是當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在壞路面上滑轉(zhuǎn)時(shí),能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給在良好路面上的驅(qū)動(dòng)輪,以充分利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力來(lái)產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力,使車(chē)輛能繼續(xù)行駛。限滑差速器按其工作原理可分為轉(zhuǎn)矩敏感式、轉(zhuǎn)速敏感式和主動(dòng)控制式三大類(lèi)。(1)轉(zhuǎn)矩限滑式差速器圖1-102托森軸間差速器托森中央差速器(軸間差速器)的結(jié)構(gòu)如圖1-102所示,由差速器殼、蝸輪軸(6個(gè))、前軸蝸桿、后軸蝸桿、和直齒圓柱齒輪(12個(gè))、蝸輪(6個(gè))等組成??招妮S和差速器外殼通過(guò)花鍵相連而一同轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)蝸輪軸上的中間有一個(gè)蝸輪和兩個(gè)尺寸相同的直齒圓柱齒輪(也叫做行星齒輪)。蝸輪和直齒圓柱齒輪通過(guò)蝸輪軸安裝在差速器外殼上。其中三個(gè)蝸輪與前軸蝸桿嚙合,另外三個(gè)蝸輪與后軸的蝸桿相嚙合。與前、后軸蝸桿相嚙合的蝸輪彼此通過(guò)直齒圓柱齒輪相嚙合,前軸蝸桿和驅(qū)動(dòng)前橋的差速器前齒輪軸為一體,后軸蝸桿和驅(qū)動(dòng)后橋的差速器后齒輪軸為一體。(2)轉(zhuǎn)速限滑式差速器黏性式差速器很像一個(gè)密封在殼體中的多片離合器,其基本結(jié)構(gòu)如圖1-104所示。它是由殼體,前、后傳動(dòng)軸和交替排列的內(nèi)葉片(花鍵軸傳力片),外葉片(殼體傳力片)及隔環(huán)構(gòu)成。內(nèi)葉片通過(guò)內(nèi)花鍵與后傳動(dòng)軸上的外花鍵連接,外葉片通過(guò)外花鍵與殼體上的內(nèi)花鍵連接,外葉片之間置有隔環(huán),以限制外葉片的軸向移動(dòng)。隔環(huán)厚度決定內(nèi)、外葉片間的間隙。端蓋壓配合在外殼上,并用O形密封圈密封。內(nèi)葉片的兩端由滾子軸承支撐,軸端用兩個(gè)橡膠密封件密封。(3)主動(dòng)控制式限滑差速器電磁式主動(dòng)限滑差速器是以摩擦片式差速器為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),利用電磁力來(lái)實(shí)現(xiàn)限滑性能的主動(dòng)控制。6.3半軸與橋殼一、半軸作用:將動(dòng)力直接傳遞給驅(qū)動(dòng)輪。半軸的支承方式:全浮式半軸支承;半浮式半軸支承。全浮式半軸支承半浮式半軸支承兩種半軸支承方式的特點(diǎn):全浮式半軸:半軸和橋殼沒(méi)有直接的聯(lián)系;全浮式半軸內(nèi)外均不承受外來(lái)彎矩;半軸可以從半軸套管中抽出,拆卸容易。結(jié)構(gòu)比半浮式復(fù)雜。半浮式半軸:半軸一端支承在橋殼上;半軸外端除承受車(chē)輪傳來(lái)的全部彎矩;但內(nèi)部不承擔(dān)彎矩。結(jié)構(gòu)比全浮式簡(jiǎn)單。二、橋殼作用:支承并保護(hù)主減速器、差速器和半軸,固定驅(qū)動(dòng)輪,使輪距保持不變;支承車(chē)架及車(chē)架上各總成的重量;承受汽車(chē)行駛時(shí),車(chē)輪傳來(lái)的力和力矩,并通過(guò)懸架系統(tǒng)傳給車(chē)架。要求:剛度和強(qiáng)度大;質(zhì)量輕;便于主減速器的拆卸和安裝;便于制造(b)橋殼從結(jié)構(gòu)上分為:整體式分段式整體式鑄造式整體橋殼特點(diǎn):剛度大、強(qiáng)度高;便于主減速器的安裝、調(diào)整、維修;鑄造難度大,質(zhì)量大。鋼板沖壓式整體橋殼特點(diǎn):質(zhì)量小,制造工藝簡(jiǎn)單;材料利用率高。抗沖擊性好。分段式橋殼特點(diǎn):便于制造,工藝簡(jiǎn)單,維修不便。6.4拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋一、
拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的組成與布置輪式拖拉機(jī)后橋簡(jiǎn)圖a.內(nèi)置式最終傳動(dòng)b.外置式最終傳動(dòng)1.中央傳動(dòng)大齒輪2.差速器3.最終傳動(dòng)輪式拖拉機(jī)后橋由中央傳動(dòng)、差速器和最終傳動(dòng)等主要部件組成履帶拖拉機(jī)后橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.中央傳動(dòng)2.轉(zhuǎn)向離合器
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