JC工程車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第 0 頁(yè) 共 38 頁(yè)淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）1 緒論1.1 課題的研究目的與意義近年來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速穩(wěn)定發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢商娲慕煌üぞ?。從事民用航空的飛機(jī)逐年增多，機(jī)場(chǎng)內(nèi)部的飛機(jī)，車輛和人員以驚人的速度增長(zhǎng)。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面變得越來(lái)越復(fù)雜，繁忙。機(jī)場(chǎng)行李牽引車這時(shí)候就派上用場(chǎng)了，它能夠快速并有序的將行李貨物送至飛機(jī)及指定車輛。本課題是對(duì)機(jī)場(chǎng)行李牽引車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，了解傳動(dòng)系部件中的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)橋、液力變矩器、輪胎的工作原理及基本特性。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，主要是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，使得牽引車能在一定車速下?tīng)恳銐虻呢浳?，進(jìn)行運(yùn)輸。本文將通過(guò)牽引車的基本參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)系部件所需要的參數(shù)，選擇適合本設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)，離合器，變速器等并進(jìn)行匹配計(jì)算是否滿足牽引車的功率和牽引力。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀人類對(duì)車輛研究由來(lái)已早，可以追溯到四千多面前。那時(shí)期的車輛一直以人力和畜力驅(qū)動(dòng)。直到十八世紀(jì)的工業(yè)革命出現(xiàn)了以動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車。1976年法國(guó)炮兵工程師尼古拉斯古諾將蒸汽機(jī)裝在木制三輪車上，制成了最早的機(jī)動(dòng)車，此后人們開(kāi)始了對(duì)汽車的探索和研究。最早的牽引車是由聯(lián)邦德國(guó)生產(chǎn)一款(66)牽引車，這種型號(hào)的牽引車是在伊維科麥吉魯斯越野車輛基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。由此，因牽引車具有廣泛的需求量，故得到了迅速的發(fā)展。但在中國(guó)卻沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的牽引車。發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史就是汽車的發(fā)展史。18世紀(jì)中葉，瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)，法國(guó)的居紐是第一個(gè)將蒸汽機(jī)裝到車子上的人，他在1770年制作了一輛三輪蒸汽機(jī)車。1858年，定居在法國(guó)巴黎的里諾發(fā)明了煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)。1892年，德國(guó)工程師狄塞爾根據(jù)定壓熱功循環(huán)原理，研制出壓燃式柴油機(jī)。第一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)是一輛“三輪奔馳”搭載的臥式單缸二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。而第一個(gè)將四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)裝上汽車的人是提戴姆勒，他協(xié)助奧托研制四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，這無(wú)疑是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史上的一大突破。1892年德國(guó)工程師狄塞爾(RudolfDiesel)發(fā)明了壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(即柴油機(jī))，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)歷史上的第二次重大突破。1971年，第一臺(tái)熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)的公共汽車已開(kāi)始運(yùn)行。第 37 頁(yè) 共 38 頁(yè)淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）近年來(lái)，因?yàn)榫哂懈玫牡娜加徒?jīng)濟(jì)性，和降低了發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，柴油機(jī)的轎車在歐洲迅速發(fā)展。而在國(guó)內(nèi)雖然還沒(méi)有足夠先進(jìn)的技術(shù)，但也已近可以研發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的發(fā)動(dòng)機(jī)了。離合器汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的重要部件，在1889年，戴姆勒的鋼輪汽車已使用這種設(shè)計(jì)原理的基本形式：配備了一個(gè)錐形/斜面摩擦離合器。而后，在1920年代，錐盤離合器一直占主流地位，為了解決散熱，磨損這些系統(tǒng)性的不足，在1936年，通用汽車的研究實(shí)驗(yàn)室里，膜片彈簧離合器誕生了。由于膜片彈簧離合器能夠均衡、對(duì)稱地轉(zhuǎn)動(dòng)，而不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，所以在1960年代獲得了巨大的成功。踏板力通過(guò)連接桿或軸來(lái)傳遞，所以長(zhǎng)時(shí)間操縱離合器易產(chǎn)生疲勞。隨著1930年代離合器拉線和1950年代液壓分離機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，駕駛舒適性得到了很大的提高。變速器從誕生至今幾乎與汽車年齡相近。世界上第一臺(tái)變速器誕生于1889年，由法國(guó)標(biāo)致研制開(kāi)發(fā)，可以通過(guò)一個(gè)撥桿來(lái)改變傳動(dòng)速比，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單僅由齒輪和軸組成。自動(dòng)變速器比手動(dòng)變速器晚了19年的時(shí)間，第一輛使用自動(dòng)變速器的汽車是福特T型車，只有兩個(gè)速比，而正真意義上的自動(dòng)變速器是1940年由美國(guó)通用開(kāi)發(fā)產(chǎn)生，直到1948年，這種液力變矩器與其他部件結(jié)合成為液力變矩器而定型成為現(xiàn)在的變速器。目前國(guó)內(nèi)變速器技術(shù)基本來(lái)自國(guó)外，國(guó)內(nèi)變速器的研究設(shè)計(jì)還在發(fā)展階段。驅(qū)動(dòng)橋在汽車運(yùn)行工作狀態(tài)中有著重要地位。目前，在國(guó)內(nèi)的驅(qū)動(dòng)橋發(fā)展還是很樂(lè)觀的，總體上能滿足產(chǎn)業(yè)的要求。其性能和質(zhì)量基本上能夠滿足國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械的使用需求，呈現(xiàn)了明顯的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)：由進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品向國(guó)產(chǎn)化發(fā)展，由小作坊向正規(guī)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，由低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品發(fā)展，由引進(jìn)國(guó)外技術(shù)向自主研發(fā)發(fā)展。在技術(shù)方面，通過(guò)不斷提高自身鑄鍛造技術(shù)及工藝水平來(lái)保證研發(fā)產(chǎn)品制造質(zhì)量；通過(guò)利用先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)輔助手段來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的；通過(guò)不斷學(xué)習(xí)吸收國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)與國(guó)際接軌的目標(biāo)，從而提高產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力；通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)及方法來(lái)提高產(chǎn)品的性能，滿足市場(chǎng)需求，推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程。1.3 本課題的主要內(nèi)容 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞裝置稱為汽車的傳動(dòng)系。它應(yīng)保證汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速，以及保證牽引力與車速之間協(xié)調(diào)變化等功能。它包括離合器、變速器、萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器和半軸等，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)傳給驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。本課題內(nèi)容如下：（1）完成JC工程車的動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的型式、主要性能指標(biāo)做出選擇，然后確定發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置方式與發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)。（2）完成傳動(dòng)系各總成的設(shè)計(jì)。首先是要進(jìn)行離合器、變速器及輪胎的選型設(shè)計(jì)，然后對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)方案的選擇和對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸的相關(guān)計(jì)算。再對(duì)驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，包括對(duì)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的分析，對(duì)主減速器、差速器和半軸的選擇，最后確定驅(qū)動(dòng)橋的參數(shù)。（3）對(duì)液力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力匹配計(jì)算。 （4）對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系的典型零件進(jìn)行2D、3D建模以及虛擬裝配。2 JC工程車動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)型式的選擇 發(fā)動(dòng)機(jī)以內(nèi)燃機(jī)為主，它分為汽油機(jī)、柴油機(jī)兩類。 柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，成本低，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮高，熱效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，排污少，但是加工精度要求較高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，尺寸和質(zhì)量較大，振動(dòng)與噪聲大。主要用于貨車、大型客車上。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列形式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有直列、水平對(duì)置和V型三種。直列式排列結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、寬度窄、方便布置，適用于6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是曲軸剛度得到提高，高度尺寸小，發(fā)動(dòng)機(jī)系列多。其主要缺點(diǎn)是布置在平頭車時(shí)較為困難，造價(jià)高。主要用于中、高級(jí)和高級(jí)轎車以及重型貨車上。 水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是平衡好，高度低。水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)在少量大客車上得到應(yīng)用。 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)分為水冷與風(fēng)冷兩種。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)較廣泛，其具有冷卻均勻可靠、散熱良好、噪聲小和效率高等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；性能受環(huán)境溫度影響較大，在室外存放時(shí)，易凍壞氣缸缸體和散熱器。 本設(shè)計(jì)根據(jù)牽引車具體工作情況當(dāng)選用尺寸和質(zhì)量小的發(fā)動(dòng)機(jī)。2.2 主要性能指標(biāo)的選擇要選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)，就要先計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)，具體參數(shù)見(jiàn)下表。表2.1主要參數(shù)技術(shù)參數(shù)數(shù)值單位長(zhǎng)寬高298914401460mm整機(jī)重量（空載）4070kg額定載質(zhì)量36000kg額定功率48/2600kw/rpm最大牽引重量54000kg滾動(dòng)摩擦系數(shù)0.02地面附著系數(shù)0.85最大爬坡度（空載）45%最高車速31Km/h一檔，二檔，倒檔15，31，15Km/h （1）發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速 根據(jù)所設(shè)計(jì)汽車應(yīng)達(dá)到的最高車速vamax(km/h)，用下列公式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率： 式（2.1）式中，Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；T是傳動(dòng)系效率，對(duì)于采用單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的42汽車可取為90；ma是汽車的總質(zhì)量(kg)，取36000；g是重力加速度(m/s2)，取9.8；fr是滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車而言一般取0.02；CD是空氣阻力系數(shù)，貨車為0.801.00，這里取0.9。A是汽車正面投影面積14401460，為2.10（m2）；vamax是最高車速(km/h)，這里取31。 將這些數(shù)據(jù)代入式（2.1）,得:Pemax=68.332 kw 最大功率轉(zhuǎn)速的范圍如下：柴油機(jī)的最大轉(zhuǎn)速值在18004000rmin之間。乘用車和總質(zhì)量小些的貨車用高速柴油機(jī)，取值在32004000rmin之間，總質(zhì)量比較大的貨車的柴油機(jī)的最大轉(zhuǎn)速值取得低。這里最大功率下相應(yīng)轉(zhuǎn)速np為2600rmin （2）發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax及相應(yīng)轉(zhuǎn)速nT用下式計(jì)算確定Temax： 式（2.2）式中，Temax 為最大轉(zhuǎn)矩(Nm)；是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般為1.11.3之間，這里取1.1；Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)，代入 ；np是最大功率轉(zhuǎn)速(rmin)，代入 。將這些數(shù)據(jù)代入式（2.2）中，得：Temax =276.059 根據(jù)要求nP,nT之間有一定的差值，如果很接近會(huì)導(dǎo)致直接檔的最低穩(wěn)定車速偏高,因此要求nP/nT在1.42.0之間選取，所以nT為1600。2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置發(fā)動(dòng)機(jī)懸置元件的設(shè)計(jì)要滿足以下幾個(gè)條件：剛度較大、具有良好的隔振效果、具有較好的減震降音的能力、滿足耐機(jī)械疲勞，具有熱穩(wěn)定性、抗腐蝕的能力，同時(shí)要求懸置裝置工作在低頻大振幅工作狀態(tài)下能提供足夠的阻尼特性，而在高頻低幅振動(dòng)的工作狀態(tài)下提供相對(duì)較低的動(dòng)剛度特性。傳統(tǒng)的橡膠懸置一般是由金屬板和橡膠組成的。方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但變頻性差。液壓懸置具有很強(qiáng)的變頻特性。轎車上更為廣泛應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)盡可能的布置在動(dòng)力總成質(zhì)心的附近，而支座應(yīng)當(dāng)盡可能的布置得寬一些并且布置在排氣管的前面。本設(shè)計(jì)選擇更適宜牽引車的傳統(tǒng)的橡膠懸置方式。2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)已知的和計(jì)算出的數(shù)據(jù)，結(jié)合同類型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，我們將該車型的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)定為：柴油機(jī)CUMMINS B3.3-85 。這款發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)見(jiàn)表2.2。表2.2：發(fā)動(dòng)機(jī)CUMMINS B3.3-85主要性能參數(shù)額定轉(zhuǎn)速下的功率（KW/r/min）最大扭矩（N.m/r/min）進(jìn)氣方式排放85/2600292/1600渦輪增壓式Tier2 康明斯B系列3.3升小型工程機(jī)械柴油機(jī)以可靠性高使用成本低著稱，適用于各種小型工程機(jī)械，性能可靠性價(jià)比高，噪音低，更環(huán)保，燃油經(jīng)濟(jì)性好。3 傳動(dòng)系各總成的設(shè)計(jì)3.1 離合器的選型設(shè)計(jì)離合器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的部件。主要是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)向動(dòng)力系統(tǒng)傳遞動(dòng)力。離合器的主要作用是保證汽車能平穩(wěn)起步，變速換擋時(shí)減輕變速齒輪的沖擊載荷并防止傳動(dòng)系過(guò)載。在機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)中，應(yīng)用的最為廣泛的是摩擦片式離合器。分為有盤式、片式以及錐式。盤式離合器按從動(dòng)盤的數(shù)目又可分為單片離合器、雙片離合器和多片離合器三類。設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)車型、使用條件和制造條件等選擇合理的離合器的結(jié)構(gòu)布置方案。這里我們根據(jù)已選定的發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)選擇所需離合器，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、適用性后，選擇離合器型號(hào)為CKF-A30102。這種型號(hào)重量少，尺寸也較小，滿足所設(shè)計(jì)的牽引車。圖3.1 不同型號(hào)離合器的基本參數(shù)額定扭矩Nm超越極限轉(zhuǎn)速r/min外形尺寸mm重量kg內(nèi)環(huán)外環(huán)d(H7)D(H7)E(H7)FGCBAn-d1bntnCKF-A2090140875600020906678423535256-6.662.81.50CKF-A2595190825600025957082463535256-6.683.31.60CKF-A301023407806000301027587514040306-6.683.31.80CKF-A351104257406000351108296584040306-6.6103.32.10CKF-A4012562572050004012592108684040308-6.6123.32.90CKF-A4513071566550004513094112704040308-9.0143.83.10CKF-A501501120610400050150114132904040308-9.0143.84.70CKF-A551601300600400055160116138864545348-9.0164.35.40CKF-A601751500490320060175135155957060478-11184.48.50CKF-A70190225048032007019014016510070604712-11204.910CKF-A80210300045024008021016018512080704812-11225.4143.2 變速器的選型設(shè)計(jì)變速器是用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其目的是使汽車各種不同的工況下行駛時(shí)，獲得不同的牽引力和速度在最優(yōu)的工況下行駛。（1）變速器類型的選擇本設(shè)計(jì)對(duì)JC工程車機(jī)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)選擇前置后驅(qū)形式，應(yīng)采用兩個(gè)檔位中間軸式變速器的形式。 (2)倒檔形式選擇倒檔使用頻率不高，為了簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，降低成本。本設(shè)計(jì)采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋的方案。 (3)齒輪型式選擇變速器采用的齒輪有直齒圓柱齒輪以及斜齒圓柱齒輪兩種，兩者相比較，斜齒圓柱齒輪使用壽命長(zhǎng)、噪聲低，但工藝復(fù)雜，有軸向力。倒檔利用率不高，本設(shè)計(jì)采用支持滑動(dòng)齒輪作為換擋方式。(4)軸的結(jié)構(gòu)分析變速器第一軸后端與常嚙合主動(dòng)齒輪做成一體，第二軸做成階梯式，有利于齒輪的安裝，受力均勻，能夠合理利用材料。倒擋齒輪采用聯(lián)體齒輪，提高壽命。(5) 軸承型式 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動(dòng)軸套等，多采用滾動(dòng)軸承。變速器第1軸、第2軸的后部軸承以及中間軸前、后軸承，一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。前端采用圓柱滾子軸承承受徑向力。高檔區(qū)域同步器換擋的第2軸齒輪和第2軸的連接，在不影響齒輪結(jié)構(gòu)的情況下，應(yīng)盡量使用滾針軸承。(6) 換擋機(jī)構(gòu)形式此變速器換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、移動(dòng)嚙合套換擋和同步器換擋三種形式。移動(dòng)嚙合套壽命高，但換擋沖擊大，噪聲大，而同步器能保證換擋迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲，得到廣泛應(yīng)用。雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大，但為了降低駕駛員工作強(qiáng)度，降低操作難度，2擋以上都采用同步器換擋。倒檔采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋。根據(jù)牽引車對(duì)牽引力的需求，需選擇具有液力變矩器的變速箱。通過(guò)調(diào)查市場(chǎng)相似類型叉車以及牽引車所選用的變速箱，綜合考慮后，初步選各項(xiàng)參數(shù)，具體見(jiàn)表3.2。表3.2 變速器技術(shù)參數(shù)I檔傳動(dòng)比3.45II檔傳動(dòng)比1.75后退檔速比3.45液力變矩器最大變矩比2.7液力變矩器效率1 根據(jù)數(shù)據(jù)選擇中南YB65669自動(dòng)變速箱。3.3 萬(wàn)向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置是連接不在同一直線上的變速器輸出軸和主減速器輸入軸。用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后軸驅(qū)動(dòng)的變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間。它主要由萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。安裝時(shí)必須使傳動(dòng)軸兩端的萬(wàn)向節(jié)叉處于同一平面。3.3.1 結(jié)構(gòu)方案選擇 十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)在汽車傳動(dòng)系中應(yīng)用最為廣泛，主要由主動(dòng)叉，從動(dòng)叉，十字軸萬(wàn)向節(jié)，滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低、使用維護(hù)方便，適合牽引車的使用。圖3.1十字軸式萬(wàn)向節(jié) 本設(shè)計(jì)的JC工程車選擇雙十字軸式。即一根傳動(dòng)軸與兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)共同構(gòu)成整個(gè)傳動(dòng)軸，如圖。 圖3.2 雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)布置圖3.3.2 萬(wàn)向傳動(dòng)軸的相關(guān)計(jì)算（1）載荷的計(jì)算按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一檔傳動(dòng)比來(lái)確定 式(3.1)按驅(qū)動(dòng)輪打滑來(lái)確定 式(3.2)式中，Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；驅(qū)動(dòng)橋數(shù)n=1；i1為變速器一檔傳動(dòng)比；if分動(dòng)器傳動(dòng)比，見(jiàn)表3.3，if=1.75， n=1；發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之的傳動(dòng)效率=0.89；液力變矩器變矩系數(shù)k=(k0 -1）/2+1=1（k0為最大變矩系數(shù)）；因?yàn)閗d猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù),液力自動(dòng)變速器：kd=1；具有手動(dòng)操作的機(jī)械變速器的高性能賽車：kd=3；性能系數(shù)fj=0的汽車：kd=1；fj0的汽車：kd=2或有經(jīng)驗(yàn)選定。性能系數(shù)由下式計(jì)算： 當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)故kd取1。G2為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載（N），G2=65%mag=229320N；m2是發(fā)動(dòng)機(jī)最大加速度的后軸轉(zhuǎn)移系數(shù)；乘用車為1.21.4，商用車為1.11.2，m2取1.2。輪胎與路面間的附著系數(shù)=0.85；rr車輪滾動(dòng)半徑為0.286m；主減速i0=6.61，im主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間傳動(dòng)比為1；m主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間傳動(dòng)效率1。表3.3 n與if選取表車型高檔傳動(dòng)比ifg與抵擋傳動(dòng)比ifd的關(guān)系ifn44ifgifd/2ifg1ifgifd/2igd266Ifg/2ifd/3ifg2Ifg/2ifd/3igd3將數(shù)據(jù)代入式（3.1）、式（3.2），得:Tse1=1483.369Tse2=10596.874 對(duì)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，計(jì)算載荷取和的最小值，即，T1取Tse1，Tse2的最小值，即T1=minTse1，Tse2=1483.369,安全系數(shù)一般取2.53.0。當(dāng)對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)軸進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算時(shí)，計(jì)算載荷T1取Tsf1（2） 萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 設(shè)作用于十字軸軸頸中點(diǎn)的力為F，則 式(3.3)式中：r為合力F作用線到十字軸中心之間的距離，為50mm；為主、從動(dòng)叉軸的最大夾角，是4度。將數(shù)據(jù)代入式（3.3）,得：F=14869.912十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力w和切應(yīng)力應(yīng)滿足： 式（3.4） 式（3.5）式中：d1取十字軸軸頸直徑為38.2mm；d2十字軸油道孔直徑10mm；合力F作用線到軸頸根部的距離13.5mm；為彎曲應(yīng)力的許用值，為250-350；為切應(yīng)力的許用值，為80-120 。將數(shù)據(jù)代入式（3.4）、式（3.5），得:w=36.874Mpa w= 13.936Mpa 十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力滿足校核條件。十字軸滾針的接觸應(yīng)力應(yīng)滿足 式(3.6)式中：取滾針直徑d0=2mm；滾針工作長(zhǎng)度Lb=27mm；在合力F作用下一個(gè)滾針?biāo)艿淖畲筝d荷Fn=4.6F/iZ其中i為滾針列數(shù)，取為1，Z為每列滾針數(shù)，取為44,Fn=1554.582，；當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在58HRC以上時(shí)，許用接觸應(yīng)力為3000-3200 Mpa。 將數(shù)據(jù)代入式（3.6），得：j=0.661MPaj十字軸滾針軸承的接觸應(yīng)力校核滿足。萬(wàn)向節(jié)叉與十字軸組成連接支承，在力F的作用下產(chǎn)生支承反力，在與十字軸軸孔中心線成45的截面處，萬(wàn)向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲應(yīng)力w和扭應(yīng)力b應(yīng)滿足 式 (3.7) 式 (3.8)式中，取a=40m、e=80mm、b=35mm、h=70mm；查表，取k=0.246, , k是與有關(guān)的系數(shù)，見(jiàn)表3.2；W=2.8610-5,Wt=2.1110-5彎曲應(yīng)力的許用值w為50-80Mpa，扭應(yīng)力的許用值b為80-160Mpa 。將數(shù)據(jù)代入式（3.7）、式（3.8），得：w =41.594 wb =28.189b萬(wàn)向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷校核滿足要求。表3.4：系數(shù)k的選取h/b1.01.51.752.02.53.04.010k0.2080.2310.2390.2460.2580.2670.2820.312十字軸萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)效率與兩軸的軸間夾角，十字軸的支承結(jié)構(gòu)和材料，加工和裝配精度以及潤(rùn)滑條件等有關(guān)。當(dāng)25時(shí)，可按下式計(jì)算（取=15） 式(3.9)式中：0為十字軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)效率；f為軸頸與萬(wàn)向節(jié)叉的摩擦因數(shù)，滾動(dòng)軸承取0.050.10,f取0.08。將這些數(shù)據(jù)代入式（3.9），得：0=98.95%通常情況下十字軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)效率約為97%99%（3）傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 1傳動(dòng)軸應(yīng)保證有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 式(3.12) 式中：式中c=300Mpa。將數(shù)據(jù)代入式（3.12），得：c=72.253Mpa故軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核符合要求。2對(duì)于傳動(dòng)軸上的花鍵軸，通常以底徑計(jì)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，許用應(yīng)力一般按安全系數(shù)23確定。 式(3.13)式中,取花鍵軸的花鍵內(nèi)徑dh=70mm，外徑Dh=80mm。將數(shù)據(jù)代入式（3.13），得:h=22.037Mpa3傳動(dòng)軸花鍵的齒側(cè)擠壓應(yīng)力y應(yīng)滿足 式(3.14) 式中,取花鍵轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)K=1.31.4,取K=1.35；Lh花鍵的有效工作長(zhǎng)度=60mm；花鍵齒數(shù)n0=18；當(dāng)花鍵的齒面硬度大于35HRC時(shí)：許用擠壓應(yīng)力y=25-50Mpa。將數(shù)據(jù)代入式（3.14），得：y=9.889y故傳動(dòng)軸花鍵的齒側(cè)擠壓應(yīng)力滿足要求。3.4 驅(qū)動(dòng)橋的選型設(shè)計(jì) 汽車的驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成，其基本作用是增矩、降速，使左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有差速功能，同時(shí)還承受作用于路面和車架或車身之間的力。3.4.1 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析驅(qū)動(dòng)橋按其總體布置分為兩大類，斷開(kāi)式和非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。非斷開(kāi)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，易維修調(diào)整，但通過(guò)性不完全且驅(qū)動(dòng)橋殼質(zhì)量較大。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋主要廣泛應(yīng)用于轎車和越野車。牽引車采用獨(dú)立懸架，故選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。3.4.2 主減速器的分析主減速器性能反映了了汽車的平穩(wěn)性、噪音、異響等問(wèn)題。其功用是將傳動(dòng)軸輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速。因此主減速器的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮自身的強(qiáng)度、剛度以及整車的通過(guò)性。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。主減速器一般根據(jù)所采用的齒輪型式、主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的裝置方法以及減速型式。錐齒輪的特點(diǎn)可承受較大的載荷，工作平穩(wěn)，噪聲震動(dòng)小，但對(duì)嚙合精度很敏感，稍不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲變大。雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是具有更大的傳動(dòng)比；具有較大的直徑和較高的強(qiáng)度；有更大的離地間隙；此外還具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性；齒面間的接觸應(yīng)力更??；壽命更長(zhǎng)。圓柱齒輪傳動(dòng)承載能力高噪聲低，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的前置前驅(qū)動(dòng)的乘用車。速蝸桿-蝸輪傳動(dòng)，具有傳動(dòng)平穩(wěn)，體積小，噪聲低，抗沖擊承受能力強(qiáng)，比較常用的。主減速器的減速型式可以分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速等。由于單級(jí)主減速器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉，廣泛應(yīng)用于主減速比i07.6的各種中、小型汽車上。綜合考慮了牽引車的動(dòng)力要求及經(jīng)濟(jì)性的要求后，選擇結(jié)構(gòu)單級(jí)主減速器，并采用跨置式支承方案。3.4.3 差速器的分析 差速器是用來(lái)保證驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度而左右車輪具有差速而不會(huì)因?yàn)橥庖驅(qū)е缕囀Ш?，滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。汽車上廣泛采用的是對(duì)稱錐齒輪式差速器，這種差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小。它又分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)鎖止式差速器等。普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便，廣泛用于各類車輛上，但在泥濘或冰雪路面上打滑時(shí)，無(wú)法發(fā)揮潛在的牽引力。摩擦片式差速器鎖緊系數(shù)高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車通過(guò)性，國(guó)外越野車普遍使用。強(qiáng)鎖止式差速器的可充分利用原差速器機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便。根據(jù)JC工程車的工作地點(diǎn)和工作狀況，我們選擇強(qiáng)鎖止式差速器。3.4.4 半軸的分析對(duì)于斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置為萬(wàn)向傳動(dòng)裝置；對(duì)于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的主要零件為半軸。半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式，3/4浮式和全浮式三種形式。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所受載荷較大，只用于乘用車和質(zhì)量較小的商用車。3/4浮式半軸載荷相對(duì)有所減輕，一般用在乘用車和總質(zhì)量較小的商用車。全浮式主要用于質(zhì)量較大的商用車，根據(jù)JC牽引車所牽引的重量我們選擇全浮式半軸。3.4.5 驅(qū)動(dòng)橋及參數(shù)的確定根據(jù)JC工程車的牽引要求，選擇一款驅(qū)動(dòng)橋，主減速比為6.61，即可滿足牽引需求。所以選擇漢德13噸雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋。表3.5萬(wàn)向節(jié)型號(hào)型號(hào)形式額定載荷/kg制動(dòng)器尺寸速比13噸雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋輪邊減速13000420*185/410*2204.42/4.8/5.73/6.72/7.49/8.4/9.4916噸雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋輪邊減速16000410*2203.712/3.866/4.266/4.578/4.769/5.262/5.920/6.733/8.880425雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋輪邊減速11500410*2203.083/3.364/3.7/4.111/4.625/5.286/5.571/ 5.857/6.143漢德469雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋輪邊減速13000410*2203.083/3.364/3.7/4.111/4.625/5.286/5.571/ 5.857/6.143485驅(qū)動(dòng)后橋輪邊減速13000410*2203.083/3.364/3.7/4.111/4.625/5.2863.5 輪胎的選擇輪胎及車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求：足夠的負(fù)荷能力和速度能力，具有較小的滾動(dòng)阻力和行駛噪聲，良好的附著性和質(zhì)量平衡，耐磨損、耐刺扎、耐老化和良好的氣密性，質(zhì)量小、價(jià)格低、拆裝方便、互換性好。經(jīng)過(guò)對(duì)本車各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算和分析，本行李牽引車的前后輪輪胎選擇如下表3.6。表3.6 普通斷面斜交輪胎規(guī)格SIZEPLYDESIGNPSIMAX MEASMAX LOADSWODDRIVE TIPEROTATION TIREOTHER10MPH15MPH15MPH20MPH5MPH15MPH20MPH30MPH6.50-10105.001157.0023.5042253805321028253210236522002030121257.0023.5045624110346830533469255723782195141457.0023.50497644833783333037842789259423947.00-12125.001257.5726.8859955395455540054555335531152875141457.5726.8865355885497043654970366034003140161507.5726.88663959815052443950563723346031986.50-1685.00907.0029.5049604460378033203780278025802380101507.0029.50525547254008352240112591274025287.00-15125.501258.0030.0068706185522045905220141508.0030.0074956745569550055695161508.0030.00762268665799509658047.50-15126.001158.4531.8276906920584551355845430540003690141258.4531.8280377273614353986148453042103884161458.4531.8288057932669958876705494045924236Psi,是具體單位“1b/in2”即“磅/平方英寸”1bar14.5psi 1psi=6.895kpa=0.00689476Mpa前輪選擇：7.00-12-12PR的普通斷面斜交輪胎，其中6.50為輪胎名義斷面寬度，12為輪輞名義直徑，12PR表示12層級(jí)。后輪（驅(qū)動(dòng)輪）選擇：7.00-12-16PR的普通斷面斜交輪胎，其中7.00為輪胎名義斷面寬度，12為輪輞名義直徑，15PR表示15層級(jí)。自由直徑=輪輞直徑+胎高2，所以自由直徑d=1225.4+268.8552=600.4mm，因計(jì)算常數(shù)F=2.99(斜交輪胎F=2.99),故滾動(dòng)半徑=0.286m4 液力傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力匹配計(jì)算 在牽引車輛設(shè)計(jì)中，液力機(jī)械變速器的性能對(duì)整車的性能有重要影響，由于液力傳動(dòng)裝置的動(dòng)力特性各有差異，需對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)裝置進(jìn)行匹配計(jì)算，以使?fàn)恳嚨膭?dòng)力配置達(dá)到最佳性能，對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化具有重要的意義。正確擬和發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的特性曲線，是求解發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器共同工作點(diǎn)的前提。4.1 液力變矩器的工作原理液力變矩器的作用一是傳遞轉(zhuǎn)速和扭矩、二是使發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速箱之間的連接成為非剛性的以方便自動(dòng)變速箱自動(dòng)換擋。液力變矩器以液體作為介質(zhì)，傳遞和增大來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩液力變矩器由可轉(zhuǎn)動(dòng)的泵輪和渦輪，以及固定不動(dòng)的導(dǎo)輪三元件構(gòu)成。各件用鋁合金精密鑄造或用鋼板沖壓焊接而成。與液力耦合器一樣，液力變矩器在正常工作時(shí)，能將轉(zhuǎn)矩從泵輪傳到渦輪上。但是變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，而且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨著渦輪的轉(zhuǎn)速（反映汽車行駛速度）不同而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值。圖4.1 液力變矩器剖視圖液力變矩器的特性可用幾個(gè)外界負(fù)荷有關(guān)的特性參數(shù)或特性曲線來(lái)評(píng)價(jià)。描述液力變矩器的特性參數(shù)主要有轉(zhuǎn)數(shù)比、泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)、變矩系數(shù)、效率和穿透性等。描述液力變矩器的特性曲線主要有外特性曲線、原始特性曲線和輸入性曲線等。4.2 液力傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配計(jì)算為提高動(dòng)力匹配的準(zhǔn)確性, 結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行條件，將半掛牽引車分為兩類：高速運(yùn)輸型：大多時(shí)間在高速公路上高速行駛的長(zhǎng)途運(yùn)輸牽引車。 低速運(yùn)輸型： 大多時(shí)間在惡劣路段低速行駛的半掛牽引車。 本文主要研究的是第二種情況。4.2.1 匹配原則最理想的匹配，是能滿足車輛動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮到一些特殊的要求，如發(fā)熱和噪聲等。根據(jù)整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)。即：(1)充分發(fā)揮柴油機(jī)功率：利用變矩器的最高效率工況，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，使整車獲得最大的平均速度。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，油耗低：利用變矩器的最高效率工況，傳遞油耗最低時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)最高效率和扭矩，使整車具有良好的經(jīng)濟(jì)性。(3)滿足整車工作及速度要求：利用變矩器的最高變矩比工況，傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，使整車具有較大的牽引力。4.2.2 匹配計(jì)算過(guò)程（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的特性發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與其速度的變化關(guān)系，即為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、燃油消耗率b以及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)關(guān)系。表4.1：發(fā)動(dòng)機(jī)性能原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)速（n）1000120014001600180020002200240026002800轉(zhuǎn)矩（N.M）178206210214209201194186178功率（KW）18.625.930.835.939.442.144.746.748.5圖4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線圖（2）液力變矩器特性原始特性在表示液力變矩器性能中，最常用的就是原始特性。原始特性能夠確切的表示一系列不同轉(zhuǎn)速、不同尺寸而幾何相似的液力變矩器的基本性能。原始特性是指扭矩系數(shù)、變矩比、效率隨轉(zhuǎn)速比變化的關(guān)系。表4.2：液力變矩器性能原始數(shù)據(jù)速比00.10.20.3040.50.60.70.80.9扭矩比32.72.32.01.71.51.31.21.01.0轉(zhuǎn)矩比3.43.43.53.63.63.53.33.02.61.633343535353432302515效率026.846.760.469.775.779.580.679.288.5圖4.2 液力變矩器原始參數(shù)特性曲線圖輸入(負(fù)載)特性輸入(負(fù)載)特性是指泵輪公稱扭矩與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系。由變矩器的原始特性可得出某變矩器泵輪轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速比變化的曲線,該曲線是通過(guò)原點(diǎn)的拋物線,，當(dāng)變化時(shí)又可以得到隨變化的一簇拋物線。 式（4.1）式中， B是變矩系數(shù)，nB2是轉(zhuǎn)速。圖4.3 液力變矩器的輸入特性曲線（3）發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作輸入、輸出特性的變化規(guī)律。它的確定是進(jìn)行液力傳動(dòng)車輛性能計(jì)算的基礎(chǔ)，是液力傳動(dòng)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系匹配及其優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提，確定發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作性能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性和液力變矩器的原始特性，確定共同工作的輸入特性、共同工作區(qū)域及其輸出特性。匹配輸入特性由于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與變矩器的輸入軸(泵輪)直接相連，所以發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的共同工作條件是：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與變矩器泵輪的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速分別相等，即ne=nb ,T=Mbg,其中，ne為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速( r/ min)；nb為變矩器泵輪轉(zhuǎn)速(r/ min)；T 為發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩即凈轉(zhuǎn)矩(N. m)；Mbg為泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩 (N. m)。圖4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器匹配特性曲線圖匹配輸出特性 式（4.2） 式中，Mt 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(N. m)，Me為渦輪輸出轉(zhuǎn)矩(N.m)。 式（4.3） 式中，P為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率(kW)，P t為渦輪輸出功率(kW)。 式（4.4） 式中，ne為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速( r/ min)，nt為渦輪輸出轉(zhuǎn)速( r/ min)。 式（4.5） 式中，Ge為每小時(shí)油耗量(kg/h)，be為油耗率。（4）各檔牽引特性計(jì)算表4.2：變速器性能原始參數(shù)檔位一檔二檔變速器速比3.451.75理想車速為：(km/h) 式（4.6）實(shí)際車速為：(km/h) 式（4.7）發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力為：(KN) 式（4.8）牽引車的滾動(dòng)阻力為：(KN) 式（4.9）牽引力為： (KN) 式（4.10）牽引功率為：(KW) 式（4.11）牽引效率為： 式（4.12）式中，n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；r為車輪最小轉(zhuǎn)彎半徑為0.35；ig為差速器傳動(dòng)比；i0為變速器傳動(dòng)比為6.61；為行駛阻力系數(shù)普通路面為0.0494；T是傳動(dòng)系機(jī)械傳動(dòng)效率；m0整車總質(zhì)量；f是滾動(dòng)阻力系數(shù)取0.02；F為牽引力；為理想牽引功率。（5）整車性能分析在最大牽引總質(zhì)量 36t的狀況時(shí)（汽車以一檔速度行駛），需要的牽引力為：=0.03360009.8=10.587KN根據(jù)上述公式,一檔時(shí)的車速為15（km/h），牽引功率為39.63kw，牽引效率為75.7%，滿足最大牽引車速的要求。二檔時(shí)汽車的最高車速為31(km/h)，滿足最大速度要求。最大牽引力為F=29.4kN，滿足最大牽引力的要求。5 JC工程車動(dòng)力傳動(dòng)系典型零部件的2D、3D建模與虛擬裝配5.1 Pro/E軟件簡(jiǎn)介Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者。在目前的三維軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)如今主流的機(jī)械CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。Pro/Engineer的功能包括實(shí)體與曲面的設(shè)計(jì)、零件組裝、二維繪圖制作、管路設(shè)計(jì)、文件格式處理、動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)仿真、有限元分析、鈑金設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、NC機(jī)械加工制造和刀具路徑仿真、逆向工程、同步工程等，涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)制造設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖輸出到生產(chǎn)加工成成品的全過(guò)程，是目前工業(yè)界擁有用戶最多、應(yīng)用最廣的三維軟件。該軟件廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)械、家電、通訊等行業(yè)，已成為廣大工程技術(shù)人員的有力工具。5.2 萬(wàn)象傳動(dòng)軸的三維建模三維建模主要完成以下幾個(gè)建模：1. 傳動(dòng)桿2. 滑動(dòng)叉3. 十字軸與萬(wàn)向節(jié)叉4. 花鍵防塵塞5. 軸承蓋，螺釘，套筒，注油嘴，溢流閥，油封，滾針軸承。6. 裝配具體步驟如下：（a）新建零件圖文件。單擊“新建”按鈕，新建零件圖，在彈出的對(duì)話框中“零件”單擊按鈕，在“名稱”文本框中輸入文件名稱。設(shè)置公制單位。取消選中的“缺省模板”復(fù)選框，單擊“確定”按鈕，進(jìn)入零件繪制環(huán)境。（b）在菜單欄中的“插入”中選擇“拉伸”按鈕，也可以在旁邊的工具欄中直接選擇“拉伸”按鈕，出現(xiàn)“拉伸”操控板。 (c)單擊“草繪”按鈕后，界面就進(jìn)入草繪平面，出現(xiàn)“草繪”對(duì)話框，選擇基準(zhǔn)面FRONT為草繪平面，基準(zhǔn)面RIGHT為參照面，方向?yàn)橛?，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪模式。繪制所需截面，單擊按鈕后系統(tǒng)推出草繪模式。單擊拉伸操控板的按鈕，系統(tǒng)重新進(jìn)入拉伸特征操作模式。在操控板中進(jìn)行設(shè)置，拉伸深度為70，然后單擊按鈕，完成拉伸操作。 圖5.1拉伸（d）在工具欄中選擇“孔”特征，進(jìn)入孔特征的操控板，單擊操控板里的設(shè)置按鈕，選擇曲面F6。設(shè)置直徑為46.2，圓心到RIGHT面的距離為23.1，到FRONT面的距離為35。設(shè)置完以后，單擊按鈕，完成孔的特征操作,如圖。圖5.2 孔（e）在旁邊的工具欄中選擇倒圓角的特征按鈕，出現(xiàn)倒圓角特征操控板，將半徑設(shè)置為5，選中需要倒角的邊即可，然后單擊按鈕，完成倒圓角，,如圖5.3。圖5.3 倒角（f