传动系的综述.doc

2 传动系的综述2.1 传动系的作用传动系应具有如下功能：1. 减速和变速 汽车的起步与驱动，要求作用在驱动陇上的驱动力足以克服各种外界的阻力，如地面对车轮滚动的阻力、空气对车身的阻力等。汽车发动机发出的转矩若直接传给车轮，所得到的驱动力很小，不足以驱动汽车运动；另一方面，发动机的转速较高，一般在每分钟数千转，这一转速直接传到驱动轮上，汽车将达到几百公里的时速，这样高的车速既不实用，也不可能。因此，要求传动系应具有降速增矩的作用，使驱动轮的转速降低到发动机转速的若千分之一，相应地使驱动轮的转矩增大到发动机转矩的若千倍。一般把驱动轮得到的转矩与发动机的输出转矩之比（或发动机转速与驱动轮转速之比）称为传动系的传动比。汽车在使用过程中，其使用条件要求车速和驱动力在很大的范围内不断变化，而发动机的有利转速范围很窄，为了使发动机能保持在有利转速范围内工作，而驱动力和转速又可以再足够大的范围内变化，应当使传动系的传动比能在最大值与最小值之间变化，即传动系应起到变速的作用。因此在传动系中设置了主减速器7和变速器5以满足上述要求。2. 实现汽车倒驶 汽车除了前进以外，在某些情况下需要倒向行驶，而发动机是不能反向旋转的，这就要求传动系能够改变驱动轮的转动方向，以实现汽车的倒向行驶，一般是在变速器中设置一个倒档。3. 中断传动 在起动发动机后、汽车行进中换挡以及对汽车进行制动时，要暂时切断动力的传递路线，为满足此要求，在发动机与变速器之间设置一个可由驾驶员控制的离开或结合的机构，称为离合器。另外在变速器中设置空挡，即各档位齿轮都处于非传动状态，满足汽车在发动机不停止转动时能较长时间中断动力的传递。4. 差速作用 汽车在转弯行驶时，左右驱动车轮在同一时间内滚动的距离不同，如果两侧的驱动轮用一根刚性轴驱动，则两轮转动的角速度必然相同，因而在汽车转弯时必然产生车轮相对地面滑动的现象，这将使转向困难，汽车的动力消耗增加，传动系内部某系零件和轮胎磨损加剧。为了避免这些情况的出现，在驱动桥内安装了减速器，使左右驱动车轮以不同的角速度旋转。动力由主减速器先传到差速器，再有差速器分配给左、右半轴，最后传到驱动轮上。2.2 传动系的三种方案 机械式传动系的常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动形式有关。汽车的驱动型式通常用汽车全部轮数驱动车轮数来表示，如图8-1中共有四个车轮，其中两个后轮为驱动轮，则其驱动型式为42。若四个车轮都是驱动的，则表示为44，另外，也有用车桥数来表示的，即汽车全部车桥数驱动桥数。图11-1所示的传动系为这种型式的典型，是除越野汽车以外各种汽车中最为常见的一种布置型式。2.2.2 方案二、发动机后置、后轮驱动的传动系 在一些大型客车上，从整个汽车具有较理想的总体布置设计出发，使汽车总质量较合理地分配在前、后轴上，前轴不易过载，并能充分地利用车厢面积，采用发动机横向后置、后轮驱动的总体布置方案，为降低高度便于布置，常采用卧式发动机。 对于小客车来说，除上述原因之外，为使整个结构布置简化和紧凑，也有的采用了这种方案，变速器放在前部，使变速器操纵结构变得简化，前后的负筒分配也更合理。 采用发动机后置、后轮驱动方案的传动系的缺点是发动机散热条件差，且行车中的某些故障不易被驾驶员察觉。2.2.3 方案三、发动机前置、前轮驱动的传动系 根据发动机布置的方向不同分为横置和纵置两种方式。发动机前横置、前轮驱动的传动系由于取消了纵贯前后的传动轴，车身底板高度可以降低，有助于提高告诉行驶的稳定性。整个传动系集中在汽车的前部，因而其操纵机构比较简单。发动机前纵置、前轮驱动与发动机横置不同之处是：住减速器齿轮和差速器齿轮布置在离合器和变速器之间，主减速器齿轮为螺旋锥齿轮。经过对三种方案的比较，最终选择发动机前置，后轮驱动的传动系。图11-1所示为发动机前置，后轮驱动的传动系的组成和布置示意图。发动机纵向布置在汽车的前部，后轮为驱动轮。发动机的扭矩经传动系，即离合器1,、变速器2、由传动轴8和万向节3组成的万向传动装置、安置在驱动桥4内的主减速器7、差速器5和半轴6，传给驱动轮。驱动轮得到的扭矩便给地面一个向后的作用力，并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的发作用力，这个反作用力称为驱动力或牵引力。当驱动力足以克服行驶阻力时，汽车才会起步和正常行驶。传动系各组成的功用如下：离合器的功用是使发动机与传动系平顺接合，把发动机的动力传给传动系，或者使两者分开，切断动力的传递。变速器的功用是实现变速、变扭和变向。因为活塞式发动机转矩变化幅度小且有利转速不同行驶阻力的需要。另外，由于活塞式发动机不能改变旋转方向，变速器可在发动机旋转不变得情况下，改变输出轴的旋转方向，使汽车能够倒退行驶。此外，还可以在发动机运转的情况下切断发动机向驱动轮的动力传递。万向传动装置的功用是将变速器传出的动力传给主减速器。由于变速器与车架一般是刚性连接，而驱动桥是通过悬架与车架弹性连接的，使得主减速器与变速器之间的距离及二者轴线之间的夹角都经常发生变化。因而万向传动装置的长度是可以伸缩的，且装有能够适应传动夹角变化的万向节。主减速器的功用是降低转速以增加扭矩（保证汽车克服行驶阻力而正常行驶），并且通常要将传动系的旋转方向改变90。把由传动轴传来的动力传给差速器。差速器的功用是将减速器传来的动力分配给左右半轴，并允许左右半轴以不同的转速旋转，使汽车既能直行，又能轻便地转弯。半轴将动力由差速器传给驱动车轮，使驱动轮获得旋转动力。 3 离合器的选择离合器是传动系中直接与发动机联系的总成。其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。3.1 离合器的组成 摩擦离合器主要由主动部分（发动机飞轮，离合器盖和压盘等），从动部分（从动盘），压紧结构（压紧弹簧）和操纵结构（分离叉，分离轴承，离合器踏板及传动部件等）四部分组成。住、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。3.2 离合器的选择 由于离合器大多已标准化或系列化，因此可根据被连接两轴的直径，计算转速和转矩，从有关手册和资料中选取合适的规格或进行类比设计确定离合器的结构尺寸。故此处不对离合器进行设计，仅以变速器一轴轴径在机械设计手册中选取所需离合器。 4 变速器的设计4.1 变速器与离合器的连接变速器用螺栓紧固于离合器壳后断面，并用变速器第一轴（即离合器从动轴）的轴承盖凸缘与离合器壳后孔定心。为了保证变速器第一轴与曲轴的同轴度，离合器壳安装在气缸体上，其后端应与曲轴轴线垂直，其后孔应与曲轴线同轴。4.2 变速器传动机构布置方案变速器传动机构有两种分类方法。根据前进挡数的不同，有三、四、五、和多档变速器。根据轴形式不同，分为固定轴式和旋转轴式（常配合行星齿轮传动）两类。固定轴式又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。与中间轴式变速器比较，两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间档位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高档工作时齿轮和鸯打承均承载，不仅工作噪声增大，且