傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、1.范圍適用于本研發(fā)中心所開發(fā)車型的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.引用標(biāo)準(zhǔn)GB 7086-87液力變矩器性能試驗(yàn)方法GB/T465-1999汽車機(jī)械式變速器分類的術(shù)語及定義GB/T5333-1985汽車驅(qū)動(dòng)橋術(shù)語及定義GB/T5727-1985汽車液力變速器術(shù)語及定義GB/T5728-1985汽車離合器術(shù)語及定義QC/T27-1992汽車干摩擦片式離合器臺(tái)架試驗(yàn)方法QC/T291-1999汽車機(jī)械式分動(dòng)器性能要求QC/T293-1999汽車半軸臺(tái)架試驗(yàn)方法QC/T294-1999汽車半軸技術(shù)條件QC/T463-1999汽車用液力變矩器技術(shù)條件QC/T470-1999汽車制動(dòng)變速器操縱裝置的要求QC/

2、T523-1999汽車傳動(dòng)軸臺(tái)架試驗(yàn)方法QC/T524-1999汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法QC/T533-1999汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法QC/T534-1999汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)QC/T29033-1991汽車用液力變速器臺(tái)架性能試驗(yàn)方法QC/T29063-1992汽車機(jī)械式變速器總成技術(shù)條件QC/T29082-1992汽車傳動(dòng)軸總成技術(shù)條件QC/T29101-1992汽車用操縱拉鎖總成結(jié)構(gòu)如圖19： 圖 19 換擋連桿結(jié)構(gòu)操縱桿：操縱桿的結(jié)構(gòu)一般為如圖20所示結(jié)構(gòu)較多，檔位的位置要與結(jié)構(gòu)相匹配，一般對(duì)換檔操縱的行程比為：2.5-3.5之間、換檔操縱的行程比為2.0-3.0之間，簡(jiǎn)

3、單結(jié)構(gòu)為： 圖 20 操縱桿結(jié)構(gòu)10.傳動(dòng)軸的選用傳動(dòng)軸及萬向節(jié)的選型設(shè)計(jì)流程框圖，如圖 21所示：圖 21 傳動(dòng)軸及萬向節(jié)的選型設(shè)計(jì)流程框圖10.1傳動(dòng)軸概述傳動(dòng)軸是汽車傳動(dòng)系重要組成部分,將發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力由變速器傳遞至車橋的減速器。它主要由萬向節(jié)、軸管及其伸縮花鍵等組成。對(duì)于長(zhǎng)軸距汽車的分段傳動(dòng)軸，還需有中間支撐。軸系是一個(gè)彈性體，當(dāng)其回轉(zhuǎn)時(shí)，一方面由于本身的質(zhì)量（或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）和彈性產(chǎn)生自然振動(dòng)；另一方面由于軸系各零件的材料組織不均勻、制造誤差及安裝誤差等原因造成軸系重心偏移；導(dǎo)致回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力、從而產(chǎn)生以離心力為周期性干擾外力所引起的強(qiáng)迫振動(dòng)。當(dāng)強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率與軸的自振頻率接近或相同

4、時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而直接影響整車傳動(dòng)的平穩(wěn)性和舒適性。產(chǎn)生共振現(xiàn)象時(shí)軸的轉(zhuǎn)速稱為軸的臨界轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速要低于臨界轉(zhuǎn)速的0.7倍。在傳動(dòng)軸與萬向節(jié)裝配后必須滿足動(dòng)平衡要求。萬向傳動(dòng)軸的斷面尺寸除應(yīng)滿足臨界轉(zhuǎn)速的要求外，還應(yīng)保證有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。軸管是傳動(dòng)軸的薄弱環(huán)節(jié)，按要求其極限扭矩應(yīng)不低于最大工作轉(zhuǎn)矩的1.5倍。傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力不大于2550N/mm2 ；對(duì)于不滑動(dòng)花鍵，擠壓應(yīng)力不大于50100 N/mm2 。10.2結(jié)構(gòu)形式汽車用萬向節(jié)分為剛性的、饒性的、等速的和不等速的幾種。汽車除轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋及帶有擺動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋的分段式半軸多采用等速萬向節(jié)外，一般驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)軸均采用

5、一對(duì)十字軸萬向節(jié)。等速萬向節(jié)或近似等速的萬向節(jié)常見結(jié)構(gòu)型式有球籠式、球叉式、雙聯(lián)式、凸塊式和三銷式等。汽車在形式過程中，由于懸架的不斷變形，變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置（高度和距離）也在不斷地變化，因此它們之間需要用可伸縮的萬向傳動(dòng)軸聯(lián)接。當(dāng)聯(lián)接的距離較近時(shí)，常采用兩個(gè)萬向節(jié)和一根可伸縮的傳動(dòng)軸；當(dāng)距離較遠(yuǎn)而使傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度超過1.5m時(shí)，常將傳動(dòng)軸分成兩根或三根，用三個(gè)或四個(gè)萬向節(jié)，且后面一根傳動(dòng)軸可伸縮，中間傳動(dòng)軸應(yīng)有支撐，萬向節(jié)所聯(lián)的兩軸之間的夾角，對(duì)一般載貨汽車不應(yīng)超過15°20°，對(duì)于短軸距的4X4越野汽車，最大可達(dá)30°。對(duì)于又要轉(zhuǎn)向又要驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，左

6、、右驅(qū)動(dòng)車輪需要隨汽車行駛的軌跡而改變方向，這時(shí)多采用球籠式或球叉式等速萬向節(jié)傳動(dòng)，其最大夾角即車輪的最大轉(zhuǎn)角可達(dá)32°42°。萬向節(jié)傳動(dòng)還用于帶有擺動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及動(dòng)力輸出裝置等。10.3傳動(dòng)軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及校核計(jì)算（以某一車型為例）表 5 傳動(dòng)軸花鍵參數(shù)表固定節(jié)外花鍵參數(shù)齒形漸開線模數(shù)1壓力角45o齒數(shù)25節(jié)徑25大徑26小徑24max量棒直徑2量棒跨距28.368花鍵長(zhǎng)46傳動(dòng)軸校核計(jì)算流程，如圖 22所示：圖 22 傳動(dòng)軸校核計(jì)算流程圖軸管直徑的校核根據(jù)所傳動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩、最高轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取軸管外直徑及壁厚校核：兩端自由支撐、壁厚均勻

7、的等截面?zhèn)鲃?dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速 (r/min)式中：L傳動(dòng)軸長(zhǎng)，取兩萬向節(jié)之中心距，mm。各參數(shù)取值如下：D27mm，d0mm其中左傳動(dòng)軸長(zhǎng)L428.9mm，右傳動(dòng)軸長(zhǎng)L735.8mm，取其中較長(zhǎng)的一個(gè)L735.8mm。代入得：ne=5984r/min取安全系數(shù)K=ne/nmax，其中nmax為最高車速時(shí)的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，在精確的動(dòng)平衡、高精度的伸縮花鍵及微小的萬向節(jié)間隙時(shí)取安全系數(shù)Knc/nmax=1.22.0。實(shí)際上傳動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)速nmaxne/（ig*i0），r/min其中：ne發(fā)動(dòng)機(jī)的額定最大轉(zhuǎn)速，r/min；ig變速器傳動(dòng)比；i0主減速器傳動(dòng)比。各參數(shù)取值如下：ne5500 r/min由上表參

8、數(shù)得：nmax5500/（主減*五變）5500/（3.722*0.767）1927 r/min代入數(shù)值后K5984/1927=3.1>2.0由此27mm軸可滿足要求。軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的校核校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： （N/mm2）式中：許用應(yīng)力，取600N/mm2（高合金鋼（40Cr、40MnB等）、中頻淬火）Tj傳動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·mm， N·mTemax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N·mm；ig1變速器一檔傳動(dòng)比或倒檔傳動(dòng)比；ig0主減速器傳動(dòng)比；kd動(dòng)載系數(shù)。傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核 （N/mm2）式中：T計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·mm；D1、D2花鍵

9、的外徑和內(nèi)徑，mm；Z花鍵齒數(shù)；L花鍵有效長(zhǎng)度；許用擠壓應(yīng)力，當(dāng)花鍵齒面硬度大于HRC35時(shí)取25-50N/mm2，非滑動(dòng)花鍵取=50-100N/mm211.橋的匹配及選用橋的匹配及選型設(shè)計(jì)流程框圖，如圖 23所示：圖 23 橋的匹配及選型設(shè)計(jì)流程框圖11.1概述和要求驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的末端，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力，當(dāng)驅(qū)動(dòng)橋上的驅(qū)動(dòng)輪又是轉(zhuǎn)向輪時(shí)，則此驅(qū)動(dòng)橋稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)滿足如下基本要求：1） 所選的主傳動(dòng)比應(yīng)保證汽車有最佳

10、的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性；2） 工作平穩(wěn)、噪聲?。?） 傳動(dòng)效率高；4） 具有必要的離地間隙；5） 與懸架導(dǎo)向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)；6） 在保證足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下力求質(zhì)量小，拆裝調(diào)整方便。11.2驅(qū)動(dòng)橋的類型和結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)橋分為非斷開式、非斷開式。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋一般有驅(qū)動(dòng)橋殼、主減速器、差速器、半軸和輪轂組成。整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性地連成一體，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，亦稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋。適用于非獨(dú)立懸架。為了提高汽車行使平順性和通過性，目前大多轎車和越野車全部或部分采用獨(dú)立懸架，即兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分

11、別用彈性懸架與車架相連，兩輪可彼此獨(dú)立地相對(duì)與車架上下跳動(dòng)。與此相應(yīng)，主減速器殼固定在車架上。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)制成分段并通過鉸鏈連接。這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，成本低，可靠性好，維修調(diào)整容易，廣泛用于貨車和部分轎車上，但其非簧載質(zhì)量大，對(duì)汽車平順性和降低動(dòng)載荷不利。斷開式驅(qū)動(dòng)橋雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高，但對(duì)改善汽車平順性、操縱穩(wěn)定性和通過性有利，所以在轎車和越野汽車上采用相當(dāng)廣泛。11.3主減速器傳動(dòng)比的確定主減速器傳動(dòng)比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高當(dāng)位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i0的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)的傳動(dòng)系的

12、總傳動(dòng)比iT一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定。通過在不同i0下的功率平衡圖來確定對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配來選擇i0使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、長(zhǎng)途客車尤其是競(jìng)賽車來說，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Pemax及其轉(zhuǎn)速np的情況下，所選擇的i0值應(yīng)保證有盡可能高的車速Vemax，i0可用下式來確定：i0=0.377式中：車輪的滾動(dòng)半徑；變速器最高傳動(dòng)比 。其他汽車來說為了的到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速稍有下降，i0一般選得比上式大10%25%，按下式來選擇：i0=（0.3770472）式中：分動(dòng)器或加力器的高檔傳動(dòng)比；輪邊減速器的傳動(dòng)比。與同類車相比較

13、，并考慮主、從動(dòng)主減速器的齒輪可能有的齒數(shù)，將i0值確定。11.4計(jì)算載荷的確定通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以轉(zhuǎn)動(dòng)系最低檔的傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)這兩種情況下作用與主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（）的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器的計(jì)算載荷=*K0*=式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.m；由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比；上述傳動(dòng)部分的效率，取=0.9；K0 超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)的各類汽車取K0=1；N該車的驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目；G2汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，N;對(duì)后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)的負(fù)荷的增大量；輪胎對(duì)

14、路面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般的輪胎的公路用汽車，取0.85；對(duì)越野汽車取 1.0；對(duì)于安裝專門的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車取1.25；車輪的滾動(dòng)半徑，m；分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)齒輪之間的轉(zhuǎn)動(dòng)效率和減速比（例如輪邊減速器等）；通過計(jì)算求得計(jì)算載荷是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞的依據(jù)。汽車的類型很多，行使工況又非常復(fù)雜，沒有簡(jiǎn)單的公式可算出汽車的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。對(duì)于公路車輛來說，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)平均比牽引力的值來確定的，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N.m）=式中：汽車滿載總重，N；所牽引的掛車滿載總重，N，但僅用于牽引車；道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)轎車取0.0

15、10.015；載貨汽車取0.0150.020；越野車取0.020.035；汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。通常，轎車取0.08；載貨汽車和城市公共汽車取0.050.09；長(zhǎng)途公共汽車取0.060.10；越野車取0.020.30；汽車或汽車列車的性能系數(shù)；=當(dāng) >16 時(shí)，取 =0。 12.發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目汽車零部件試驗(yàn)包括面很廣，本表(表 6 )零部件試驗(yàn)匯總表并不能包括汽車的所有傳動(dòng)零部件試驗(yàn)。重點(diǎn)為總成件及重要功能件。本表主要依據(jù)現(xiàn)在執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。表 6 發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)總成件主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目零部件名稱試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)方法測(cè)定參數(shù)引用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)試驗(yàn)內(nèi)容：九項(xiàng)

16、性能試驗(yàn)（十一項(xiàng)除柴油機(jī)怠速試驗(yàn)、柴油機(jī)調(diào)速試驗(yàn)）1 一般性啟動(dòng)試驗(yàn)2汽油機(jī)帶速試驗(yàn)3功率試驗(yàn)4 負(fù)荷特性試驗(yàn)5萬有特性試驗(yàn)6 機(jī)械損失功率試驗(yàn)7 各缸工作均勻性試驗(yàn)8級(jí)機(jī)油消耗量試驗(yàn) 9活塞漏氣量試驗(yàn)按QC/T524-1999汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法中規(guī)定的使用儀器按QC/T524-1999汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法中規(guī)定的使用儀器參考QC/T524-1999汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法的試驗(yàn)報(bào)告及曲線報(bào)告并附測(cè)量數(shù)據(jù)表格QC/T524-1999離合器試驗(yàn)1負(fù)荷特性2工作位置壓盤位移量3工作壓緊力4分離特性5最大分離力P6壓盤傾斜量 按QC/T27-1992汽車干摩擦片式離合器臺(tái)架試驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)方法中規(guī)定的使用儀器。按QC/T27-1992汽車干摩擦片式離合器臺(tái)架試驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)方法中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。除試驗(yàn)項(xiàng)目外還需離合撥叉杠桿比、分離杠桿比、分離行程，并按QC/T27-1992提供試驗(yàn)報(bào)告及曲線QC/T27-1992離合主泵、離合分泵實(shí)驗(yàn)密封性；行程要求；回程時(shí)間；排量；耐壓性實(shí)驗(yàn)；耐腐蝕性能；低溫性能實(shí)驗(yàn)；可參考QC/T311-1999汽車液壓制動(dòng)主缸技術(shù)條件規(guī)定的使用儀器。1、離合主泵可參考QC/T311-1999汽車液壓制動(dòng)主缸技術(shù)條件實(shí)驗(yàn)規(guī)程相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)工作液壓參考設(shè)計(jì)值（不考慮增壓、阻力時(shí)踏板力為1000N時(shí)）；2、離合分泵可參考QC/T31