傳動系設計概述

1、第二章 傳動系設計概述2-1 傳動系的類型和組成 2-2 傳動系總傳動比和各傳動部份傳動比的確定 2-3 傳動系的載荷 重點：傳動系傳動比確定，各總成計算載荷的靜強度確定法。難點： 的確定，檔位數M，傳動比公比q的確定。學時：49/18/20222-1 傳動系的類型和組成 動力裝置和驅動輪之間的所有傳動部件總稱為傳動系。功用：動力裝置的輸出Ne傳給Nk，并改變輸出功率的特性曲線，以滿足行駛作業(yè)要求。類型： 1、機械傳動 2、液力機械傳動 3、液壓傳動 4、電傳動 9/18/2022一、機械傳動圖4-1 SDZ10型輪式裝載機傳動系1、發(fā)動機；2、離合器；3、變速器；4、油泵；5、驅動橋；6、傳

2、動軸；7、脫橋裝置；8、手制動器9/18/2022 動力機 人力換檔變速器ik 主傳動器io 輪邊減速器if 車輪 優(yōu)點：結構簡單，便于維修，工作可靠，價廉，缺點：換檔切斷動力，有級變速，動力功率利用率低，生產率降低，不便自動化。9/18/2022二、液力機械傳動圖4-2 液力機械傳動系傳動簡圖1、液力變矩器；2、動力換擋變速箱；3、傳動軸；4、驅動橋9/18/2022動力機動力換檔變速箱 優(yōu)點：可實現無級變速，降低換檔次數，減少檔位數， 簡化變速箱結構，便于自動化， 缺點：偏低。 主傳動器輪邊減速器9/18/2022三、液壓傳動 圖4-3 液壓傳動系簡圖1、低壓溢流閥；2、梭閥；3、高壓溢流

3、閥；4、單向閥；5、變量泵；6、供油泵；7、變量液壓馬達9/18/2022 動力機 液壓泵 操縱、控制元件 液壓馬達優(yōu)點：無級變速且變速范圍大，變速操縱簡單，整體布置方便，易實現自動化。缺點：工作可靠性差，不便維修偏低，偏低。9/18/2022四、電傳動圖4-4 電傳動系傳動簡圖1柴油機；2發(fā)電機；3操縱裝置；4電動輪9/18/2022 動力機 發(fā)動機 操縱裝置 電動機優(yōu)點：無級變速且變速范圍大，變速操縱簡單，整體布置方便，易實現自動化。 。缺點：造價高。9/18/20222-2 傳動系總傳動比和各傳動部份傳動比的確定一、總傳動比i已知理論行駛速度，可得： 已知理論行駛速度，可得： 已知理論行

4、駛速度 ，可得： 傳動系總傳動比； 驅動輪動力半徑（m）； 柴油機或液力變矩器輸出軸轉速（r/min），柴油機1440轉/分，汽油機3500轉/分； 理論行駛速度（Km/h）。9/18/20221、傳動系最低擋總傳動比 （最大傳動比）工程機械掛最低擋位為了獲得最大牽引力，用來克服外部最大行駛阻力 ，保證作業(yè)正常繼續(xù)進行，或使機械得到最低車速。所以確定最低傳動比時，要考慮驅動力，附著力和最低穩(wěn)定車速三方面問題。 機械的最大驅動力應為： 根據行駛理論， 根據行駛理論， ，求得最低傳動比后按下式驗算附著條件： 9/18/2022若不能滿足附著條件時，則應改變機械總布置增加附著力。 取的越大，偏于產生

5、最大牽引力，有一定的功率儲備。 若最低穩(wěn)定車速為vmin ,則：9/18/20222、傳動系最高擋總傳動比 （最小傳動比） 工程機械掛最高擋位得到最高車速，為了提高機械的生產率，機械大部分時間是以高速擋行駛的。 對機械傳動系 對液力機械傳動系 以Vmax爬一定的坡度時，要求： 9/18/2022 在選擇最小傳動比時，要考慮最高檔（直接檔）有足夠的動力性，即動力因數。9/18/20229/18/2022二、傳動系傳動比分配 傳動系總傳動比已確定，傳動系中有變速器，主傳動器(中央傳動)，輪邊減速器(最終傳動)等降速部件，則 液力機械式中 傳動系各擋總傳動比； 變速器各擋傳動比； 主傳動器（中央傳動

6、）傳動比；輪邊減速器（最終傳動）傳動比。const，變化而變化。9/18/2022確定 ， ， 數值的一般原則是：為了減小傳動系統中(除最后一級減速裝置的從動件)各另件的載荷，根據功率傳遞方向，應盡可能地把傳動比多分配給后面的部件，具體地說，應首先選擇盡可能大的 ，然后再選擇盡可能大的 ，最后由所需的各擋 確定 。 ， 變速器主傳動器輪邊減速器各部件名稱結構形式零件數考慮順序多對齒輪，多根軸多最后一對錐齒輪及差速器中 其次一對直齒輪或一個行星排少 優(yōu)先9/18/2022 但在具體分配時必須考慮以下問題： （1）應考慮結構的合理性和可能性。如為了不影響整機的寬度，在結構上往往要求輪邊傳動(最終傳

7、動)裝置包在輪輞內或履帶的上方區(qū)段和支承區(qū)段之內，因此， 受輪輞直徑或履帶驅動輪直徑的限制，不能任意大。而對于 ，主傳動器的大錐齒輪往往受到最小離地間隙或機械穩(wěn)定性的限制，也不能太大等。 （2）當選用較大的 和 時，在某些擋位可能出現 1，即變速器在某些擋位是增速而不是降速，這是允許的。但是， 的最小值受到變速器軸承，傳動軸，主傳動器輸入軸軸承的最高允許工作轉速及齒輪的最大允許圓周速度的限制，因此 也不能過小。9/18/2022 方法二： 在某些情況下，也可以先確定變速器某些擋位的傳動比，然后再選定 和 。這時往往為了得到最緊湊的變速器尺寸。如當機械式變速器傳動簡圖如圖4-5所示，即變速是由兩

8、根軸上不同齒輪嚙合而實現的。9/18/2022可使最低擋的主動齒輪和最高擋的從動齒輪同為最小齒數 ，當各對齒輪的模數相同時，最低擋傳動比為 ，最高擋傳動比為 ，式中 及 分別為最低擋從動齒輪及最高擋主動齒輪的齒數。由于模數相等故得 ，因此得 。9/18/2022 式中 d變速范圍，則 于是， ，然后再分配 。 若選定變速器具有直接擋且掛直接擋時得到最小傳動比 ，則 ，可直接分配 。9/18/2022三、檢驗i與發(fā)動機的匹配9/18/2022最小傳動比與最高車速的關系9/18/20229/18/2022結論： 9/18/20229/18/2022檔位數多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近功率的機會，

9、提高了車輛的加速和爬坡能力，同時也增加了發(fā)動機在低燃油消耗率工作的機會，檔位數增加對動力性和燃油經濟性均有利。檔位數還影響鄰檔間傳動比的比值。比值過大會造成換檔困難。通常其比值要小于1.71.8。最大與最小傳動比值越大，檔位數應越大。轎車行駛車速高，比功率大，最高檔后備功率也大，最大與最小傳動比的比值小。過去一般為三個檔，現在一般為五個前進檔。四、檔數及其傳動比的確定9/18/2022輕型和中型貨車比功率小，一般采用五檔變速器。重型貨車檔位數多于六檔，采用副變速器。車輛各檔傳動比大體采用等比級數分配。9/18/20229/18/2022q=const的優(yōu)點如下：9/18/20229/18/20

10、22當選定擋位數M，已知最大傳動比 及最小傳動比 ，則可由上述公式求出各中間擋位的傳動比。9/18/2022小結 若每次均將轉速提高到n2換檔，只要發(fā)動機降低到n1，離合器就能無沖擊地接合。由于符合人的操作習慣，這樣布檔能方便駕駛員加速時換檔操作。 按等比級數分配傳動比也在于可充分地利用發(fā)動機的功率，提高發(fā)動機的動力性。 車輛需要大功率時，若檔位傳動比分配得當，就可使發(fā)動機經常在接近外特性最大功率范圍內運轉。從而相對增加車輛后備功率，提高車輛加速和爬坡能力。9/18/20222-3 傳動系的載荷 自行式工程機械機械傳動系統，一端與動力相連，另一端與行走機構相連。在行駛過程中，有動力輸出轉矩和路

11、面行駛阻力的變化，還有因加速，制動，換擋等造成的沖擊，振動的動載荷。這往往是引起零件突然損壞的主要原因。因此，傳動系的強度計算現是以耐久性計算為主，必要時才對傳動系的動載荷進行考慮。在通常情況下，采用靜強度法，并用基于經驗的許用應力值來計算傳動系中各傳動零件的強度。計算轉矩 取以下兩公式中的小者。 9/18/20229/18/2022傳動系零件的計算：一般，先確定總成的輸入載荷，方法同上。（雙向）再確定總成內某一零件的計算載荷。（單向）9/18/2022確定零件載荷需要注意的幾個問題：1主離合器和變速器中的零件傳遞發(fā)動機的全部轉矩，變速器后邊的零部件則不然。如，雙橋車輛單橋驅動時，主傳動器需傳遞變速器輸出的全部轉矩，理論上單個輪邊減速器只傳遞變速器輸出轉矩的1/2。雙橋驅動時，理論上單個主傳動器傳遞變速器輸出轉矩的1/2；單邊輪邊減速器只傳遞變速器輸出轉