第10章+陳家瑞汽車構造課件+汽車轉(zhuǎn)動系.ppt

1、第十章 汽車傳動系 第一節(jié)汽車傳動系 1汽車傳動系慨述,一、功用 增扭減速（不計傳動損失）。 變扭變速（具有合適的間變化）需設多個傳動比。 改變驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)方向（倒車）。 改變旋轉(zhuǎn)平面（縱置發(fā)動機）。 傳遞和脫開動力。 使驅(qū)動輪差速。 功率輸出。,二、傳動系類型和組成：,機械式傳動系：,組成：離合器、變速器、（分動箱）、萬向傳動裝置、主減速器、差速器、半軸、（輪邊減速器）。,液力機械式傳動系：,液力偶合器機械式全部 液力變距器除離合器以外的機械式,液力機械傳動原理,變矩器的組成,動力傳輸原理,扭矩成倍放大的原理,靜液式傳動系： 組成：液壓馬達、油泵、控制裝置等,電力式傳動系： 組成：發(fā)電機、電動

2、機、可控硅整流器等。,汽車布置與分類,三、機械式傳動系布置,按發(fā)動機位置： 前置后驅(qū)動（廣泛）,后置后驅(qū)動,前置前驅(qū)動,中置后驅(qū)動 按驅(qū)動輪數(shù)：,前位代表總輪數(shù)，后位代表驅(qū)動輪數(shù)（以輪轂數(shù)計算） 42，62，64，84，全輪驅(qū)動：44，66，88,汽車分類及布置,汽車分類及布置,第二節(jié) 離合器,一、功用 平順接合動力，保證汽車起步平穩(wěn)。 迅速徹底分離動力，便于換檔。 保護作用，防止傳動系超載。 二、類型,三、要求,傳遞發(fā)動機最大扭矩，即不打滑。 接合平順、柔和。 分離迅速徹底。 從動盤轉(zhuǎn)動慣量盡量小。 散熱性好。 操縱輕便。 具有吸振、吸噪、吸沖擊的能力。 設有調(diào)整裝置。,四、基本工作原理,基

3、本構造：主動部分 、 從動部分、 壓緊部分、 操縱部分,離合器的組成、工作原理,基本原理：,f= .c . 可靠傳扭必須滿足femax（發(fā)動機最大扭矩） 即f /emax =，（離合器后備系數(shù)）f=emax .,工作過程： 分離過程：,駕駛員踏離合器踏板，首先消除自由間隙，再進一步克服彈簧壓力直至分離間隙出現(xiàn)。 自由間隙當離合器處于接合狀態(tài)時，分離杠桿與分離軸承之間間隙（25mm）對應的踏板行程叫自由行程（2050 mm） 分離間隙當離合器處于分離狀態(tài)主動部分與從動部分之間間隙（0.81 mm）對應的踏板行程叫分離行程（50150 mm） 踏板總行程為自由行程分離行程,接合過程： 各零件運動與

4、分離相反。,五、摩擦式離合器的典型結構,單片式離合器,(一) 單片式,主動部分 飛輪:厚度16mm，保證足夠的熱容量。 壓盤：厚度15mm，保證足夠的熱容量。 離合器蓋：鋼板沖壓成形,東風EQ140離合器結構簡圖 1-發(fā)動機飛輪；2-從動盤本體；3-扭轉(zhuǎn)減器；4發(fā)動機輸出軸；5-壓盤；6-傳動片；7-擺動支片；8-分離分離杠桿支承柱；9-分離杠桿；10-分離軸承；11-壓緊彈簧；12-隔熱片；13-固定螺釘,壓盤總成結構,從動部分,從動盤 簡單從動盤 軸向彈性從動盤： 在摩擦襯片于與鋼片之間設有彈性結構，其結構形式 整體式 分開式 綜合式,扭轉(zhuǎn)減振從動盤,將扭轉(zhuǎn)減震器與從動盤裝在一起 功用：

5、防止和消除傳動系共振 減少傳動系瞬時最大載荷 起步平穩(wěn) 結構,從動盤簡介,工作原理 離合器軸,前支曲軸飛輪中心，中花鍵部分于與從動盤配合，后支變速前壁孔 。,壓緊部分 （彈簧加壓 ）,周布圓柱彈簧 中央彈簧 斜置彈簧 膜片彈簧,斜置彈簧,適于重型車新結構，其特點： 壓緊力穩(wěn)定（自動調(diào)節(jié)壓緊力）。 操縱省力。,膜片彈簧,優(yōu)點： 軸向尺寸小，零件數(shù)少，重量輕，壓力均勻，易布置，通風好。 壓力穩(wěn)定，適合高轉(zhuǎn)速。 操縱省力。 摩擦襯片磨損在一定范圍內(nèi)壓力變化不大。,SC1010膜片彈簧離合器 1.飛輪；2.從動盤；3.扭轉(zhuǎn)減振器； 4.壓盤； 5.鋼絲圈6.膜片彈簧 7.分離軸承8.傳力片,膜片彈簧,

6、離合器操縱機構,操縱機構,機械式,液壓式,氣壓式,防分離杠桿運動干涉措施,離合器分離時，分離杠桿于壓盤發(fā)生運動干涉。常見的防分離杠桿運動干涉措施有： 簡單絞鏈式 滾針軸承式 浮銷擺塊式,簡單絞鏈式,防分離杠桿運動干涉措施,（二） 雙片式離合器,雙片離合器,第三節(jié) 變速箱與分動箱,一、變速箱的功用 變扭變速即改變傳動比i。 i可分為三類： i1 屬增扭減速傳動； i=1 為直接傳動 稱直接檔； i1 屬增速減扭傳動，稱超速檔。,變速器功用,改變旋轉(zhuǎn)方向：實現(xiàn)倒車行駛，設倒檔； 較長時間切斷動力，設空檔。,變速原理,變速器原理,二、類型及組成,按傳動比變化特性分,有級式：傳動比變化屬階梯式，只具有

7、基若干個數(shù)值一定的傳動,無級式：傳動比變化連續(xù)不斷,簡單式,兩軸式,三軸式,平面三軸式,空間三軸式,組成式：由兩個簡單式組合而成,行星齒輪式：屬軸線旋轉(zhuǎn)式,摩擦式,液力變矩器,電力式,（二）組成（普通齒輪式）,傳動機構： 傳遞和改變扭拒 操縱機構： 實現(xiàn)對傳動控制 箱體 ： 保護、貯油,變速驅(qū)動橋結構,三、變速箱傳動機構 （一）兩軸式,兩軸式,（二）平面三軸式,（三）組成式（3+1）2,四、傳動機構的結構分析,1.軸 1） 軸：動力輸入軸即I軸（俗稱長齒軸） 2）中間軸（俗稱副軸） 型式：固定式中間軸為一光軸，與箱體固定其軸上齒輪制 成一體，其間設滾針軸承。旋轉(zhuǎn)式軸經(jīng)軸承支于箱體，齒輪與軸或鍵

8、連接或制成一體,3）動力輸出軸即II軸,俗稱主軸，為花鍵軸，前經(jīng)軸承支于 軸尾孔中，尾部經(jīng)軸承支承箱體孔內(nèi)。 示列：下面為解放CA10B變速箱和長安SC1010變速箱,類型：平面三軸式5+1 說明：1檔、倒檔、2檔為滑動齒輪換檔方式，外齒嚙合；3檔內(nèi)外全齒嚙合；4檔、5檔嚙合套式的換檔方式；4檔為直接檔，5檔為超速檔；中間軸為旋轉(zhuǎn)式，倒檔屬雙聯(lián)齒輪布置,變速器的工作過程,齒輪,斜齒 常嚙合齒 直齒 不常用低速檔,倒檔布置形式 雙聯(lián)齒輪式 惰輪式 雙聯(lián)滑動齒輪式,換檔方式,直齒滑動齒輪式：適于低速檔、倒檔,嚙合套式（接合套）： 把將構成某傳動比齒輪部分制成常嚙合斜齒，另一部分制成直齒，圈與嚙合套

9、內(nèi)外全齒嚙合。由于不能完全 消除換檔沖擊，所以適合要求不高的檔位。,同步器式 同步器-能使待嚙合輪圓周速度迅速達到一致（同步）而實現(xiàn)盡可能小的沖擊的換檔機構,五、同步器,、無同步器換檔過程（以平面兩軸式為例）,低檔換高檔 當?shù)蜋n齒輪嚙合時，各齒輪分度園周線速度關系為： V1=V4 V2V3 當踩下離合器摘至空檔時，由于軸轉(zhuǎn)動慣量V3當V2=V3時為適換時刻。 采用兩腳離合器法可以縮短換檔過程，其操縱方法為： 第一腳分離離合器，摘低檔至空檔，再接合離合器。第二腳分離離合器，掛高檔，再接合離合器（同時加油）。,高檔換低檔,當高檔嚙合時： V2=V3V4V1 摘至空檔后： V1V4無適換時刻。 所以

10、，必須采用兩腳離合器法換檔,其操縱方法為： 第一腳分離離合器，摘高檔至空檔，再接合離合器，加空油；第二腳分離離合器，掛低檔，再接合離合器（同時加油）,同步器結構及工作原理,同步器工作原理,鎖環(huán)式同步器工作原理：,以BJ212變速箱2檔換3檔為例，駕駛員經(jīng)操縱機構撥動嚙合套 滑塊 鎖環(huán) 使鎖環(huán)內(nèi)錐面與齒輪齒圈外錐面接觸并壓緊。 因為N齒N鎖，慣性力矩M1（M1= P1/SIN（）uR錐）通過摩擦錐面?zhèn)鬟f，以摩擦力矩形式作用在鎖環(huán)上，使鎖環(huán)超前轉(zhuǎn)動半個齒至滑塊限位。鎖環(huán)花鍵齒與嚙合套花鍵齒倒角相抵觸、壓緊形成鎖止面。鎖環(huán)齒倒角面上受撥環(huán)力矩M2（M2=P1tgR齒）作用使鎖環(huán)倒轉(zhuǎn)。同步前M1M2（

11、設計保證）。齒圈與鎖環(huán)逐漸同步，慣性力矩M1 0。撥環(huán)力矩M2使鎖環(huán)滯后轉(zhuǎn)動半齒，直至滑塊位于缺口中央。駕駛員繼續(xù)推嚙合套進入鎖環(huán)嚙合（滑塊被壓下），進一步推嚙合套進入齒輪的齒圈嚙合。若3檔換2檔，工作原理相同，只是鎖環(huán)有一個先滯后再超前轉(zhuǎn)動的過程,四、變速箱操縱機構,（一）換檔機構 功用：用來拔動滑動齒輪或嚙合套實現(xiàn)掛檔和摘檔。 型式： 1）直接操縱）遠距操縱,變速箱操縱機構,（二）自鎖機構,功用 1）確定全齒嚙合和空檔位置； 2）防止自動掛檔和自動脫檔。 型式 1）鋼球式 2）鎖銷式 3）擺架式 4）框架式,（三）互鎖機構,功用： 防止同時掛兩檔 類型： 鋼球式 鎖銷式 擺架式 框架式,（

12、四）倒檔鎖定機構,功用：防止誤掛倒檔 型式 1）鎖片式 2）彈簧鎖銷式 3）扭簧式,分動器概述,六、分動箱,（一）、功用： 1、將 變速箱輸出動力分流； 2、兼起副變速作用。,(二)、分動箱傳動機構,1.輸入軸 2.中間軸 3.蝸輪蝸桿車速計數(shù)器4.至后橋傳動軸 5.高低檔齒輪 6.接合前橋齒輪 7.至前橋傳動軸,分時四輪驅(qū)動,（三）分動箱操縱機構： 由相互制約的兩套操操縱機構組成,要求： 高檔不接前橋，避免功率循環(huán)（即寄生功率）； 低檔必須先接前橋，防止中后橋超載。 用低檔時：掛檔 先橋后檔；摘檔 先檔后橋。,附： 自動變速箱的概要,一 自動變速箱的發(fā)展及應用,自動變速器自20世紀30年代由

13、美國開發(fā)以來，以有60多年的發(fā)展歷史。直到1940年，安裝在Oldsmobile汽車上的自動變速器才被第一次介紹給世人。從此，自動變速器技術逐漸穩(wěn)步地發(fā)展起來。到上世紀90年代，在汽車工業(yè)比較發(fā)達的國家，那些生產(chǎn)于60年代的笨重的變速器已被相對輕巧的電控自動變速器所替代了。,二自動變速箱的概念和分類,所謂自動變速箱，就是會根據(jù)發(fā)動機功率大小及車速，在最適宜的時間，自動換檔至最適宜的檔位的變速器。,自動變速箱,AT（全液壓控制型）,ECT* （電子控制型 ),三、自動變速箱的優(yōu)點,提高發(fā)動機和傳動系的使用壽命 操作輕便 提高通過性和適應性 提高了生產(chǎn)率 由于自動變速箱是以液壓，而不是以機械將發(fā)動

14、機及傳動系連接起來的。就使發(fā)動機及傳動系均不致過載。 但是，自動變速箱有結構復、制造困難、成本高、汽車的然料消耗有所偏高等缺點。,四、自動箱的主要部件及其基本原理,液控自動變速箱由以下幾大部件構成： 變矩器 行星齒輪裝置 液壓控制系統(tǒng) 手動聯(lián)動機構 自動變速箱液 變速箱殼體 而自動傳動橋除上面的部件外還有主傳動裝置。,1變矩器,變矩器的作用： （1）使發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩成倍增長。 （2）起到自動離合器的作用，傳送（或不傳送）發(fā)動機扭矩至變速箱。 （3）緩沖發(fā)動機及傳動的扭矩轉(zhuǎn)振動。 （4）起到飛輪的作用，使發(fā)動機轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。 （5）驅(qū)動液壓控制系統(tǒng)的油泵,液力變矩器簡介,2行星齒輪機構,行星齒輪機

15、構的作用 （1）根據(jù)行車條件及司機愿望，提供幾種傳動比，以獲得適當?shù)呐ぞ丶稗D(zhuǎn)動速度。 （2）為倒車提供檔齒輪 （3）提供停車時所需要的空檔齒輪，讓發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)。,行星齒輪機構由行星齒輪、離合器、制動器、軸與軸承組成。,行星齒輪機構簡介,液壓控制系統(tǒng),液壓控制系的作用： 向變矩器提供變速箱液。 控制油泵產(chǎn)生的液壓。,液壓控制系統(tǒng)由油底殼、油泵、各種閥門、液壓油通道與管道組成,將發(fā)動機載荷及車速轉(zhuǎn)換成液壓“信號”。 對離合器及制動器施加液壓，以制動星齒輪動作。 用變速箱液潤轉(zhuǎn)動部件。 用變速箱液為變矩器及變速箱散熱。,液壓控制系統(tǒng)簡介,加速踏板,當加速踏板只踩下少許時，變速箱換高檔或低檔的速度就

16、相對較低。當進一步踩下加速板時，換檔速度就相對較高。,自動變速箱換高檔和換低檔的速度，取決于發(fā)動機載荷大?。ü?jié)氣門開啟度），而司機則可通過控制加速踏板踩下的程度來改變換檔速度。,手動操縱機構,自動變速箱自動換高速檔和低速檔，但自動變速箱還有兩套手動操縱機構，可由 司機手動操作。 一套是換檔選擇桿和拉索，一套是加速踏板和節(jié)氣門拉索,換檔控制,車速： 調(diào)節(jié)閥與車速成比例地調(diào)節(jié)油泵產(chǎn)生的液壓。此液壓（稱作“速控液壓”）對液壓控制系統(tǒng)而言，就是車速“信號”。,發(fā)動機載荷： 液壓控制系統(tǒng)的節(jié)氣門，隨加速踏板踩下的程度調(diào)節(jié)油泵的液壓。此液壓（稱作“加速踏板板控制液壓”）對液壓控制系統(tǒng)而言，就是節(jié)氣門開啟“

17、信號”。,液壓控制機構：速控液壓與加速踏板控制液壓，使液壓控制系統(tǒng)中的換檔閥運作；這兩種液壓的強度控制著換檔閥的運作，而這些換檔閥又控制著行星齒輪機構中的離合器及制動器所受的到的液壓；離合器和制動器，反過來又控制著變速箱的換檔。,換檔操作應用一,第四節(jié)萬向傳動裝置,一、功用 保證在兩軸線不重合并且相對位置變化的軸間傳遞動力。,二、組成 萬向節(jié)、傳動軸、（中間支承）,三、萬向節(jié)種類,剛性萬向節(jié),揉性萬向節(jié),不等速：十字軸剛性萬向節(jié),準等速,雙聯(lián)式,三銷式,凸塊式,等速,球叉式,球籠式,傳動軸概述,十字軸剛性萬向節(jié),四、普通十字軸剛性萬向節(jié)傳動,（一）單萬向節(jié)傳動特點,（二）雙萬向節(jié)等速條件,第一

18、個萬向節(jié)從動叉與第二個萬向節(jié)主動叉同平面。 兩萬向節(jié)所聯(lián)夾角相等（即12）。,1,2,（三）三萬向節(jié)等速條件,第一、二萬向節(jié)的從動叉與第三萬向節(jié)主動叉同平面。 三萬向節(jié)彼此所聯(lián)夾角滿足COS3COS1 * COS2,1,2,3,后驅(qū)傳動軸布置,五、等角速萬向節(jié),概念用特殊結構使兩軸角速度始終同步的萬向節(jié) 若萬向節(jié)在工作過程中，其傳力點始終在兩軸夾角的平分面上，即是等速萬向節(jié)。,等角速萬向節(jié)介紹,六、傳動軸及中間支承,傳動軸結構特點： 軸空心。 質(zhì)量分布均勻，經(jīng)平衡實驗。 設有花健部分適應軸長度變化。 需設潤滑、防塵、通氣結構措施,第五節(jié)驅(qū)動橋,驅(qū)動橋用以驅(qū)動車輪的車橋,驅(qū)動橋的組成,主減速器（

19、主傳動器或中央傳動器）,差速器,半軸,（輪邊減速器）,橋殼,驅(qū)動橋的類型,非斷開式,非斷開式驅(qū)動橋,斷開式,斷開式驅(qū)動橋,一、主減速器,（一）功用 增扭減速 主減速器傳動比i主保證變速器置最高檔時，汽車有足夠的牽引力以克服行駛阻力而獲得最高車速。 改變旋轉(zhuǎn)平面（對縱置發(fā)動機而言）,（二）類型 單級式主減速器：由一對圓錐齒輪組成 結構間單，體積小，重量輕，傳動效率高等優(yōu)點。但i主受限7。,雙級主減速器：由一級圓錐齒輪 + 一級圓柱齒輪,前置式 雙級主減速器： 由兩級齒輪減速所組成，通常第一級采用圓錐齒輪副減速，第二級采用圓柱齒輪副傳動。 這樣既能保證較大傳動比，又能保證足夠離地間隙。,上置式,貫

20、通式：適多橋驅(qū)動,（三）齒輪齒型,圓柱齒輪：適橫置發(fā)動機，僅增扭。 圓錐齒輪：適縱置發(fā)動機，增扭、改變旋轉(zhuǎn)平面。 按齒輪齒線的曲線型式可分為： 直齒圓錐齒輪 螺旋錐齒（廣泛）：螺旋角齒輪齒線中點的切線與分度圓錐母線的夾角。一般35 40，主從動齒相等。 零度螺旋錐齒(=0)延伸外擺線齒 準雙曲面圓錐齒輪：主從動軸線可不相交即偏置。,上偏置 小齒右旋、大齒左旋。,下偏置 小齒左旋、大齒右旋。,四軸的支承型式,主動齒輪軸,懸臂式 跨置式,五、主減速器的調(diào)整 調(diào)整軸承預緊度（前提） 調(diào)整齒輪嚙合印痕（關鍵） 要求從動齒輪輪齒正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)工作面上的印痕均位于齒高的中間偏小端35mm，并占齒面寬度的60%

21、以上，其中長度應占6070%齒長；高度應占4050%齒高。 調(diào)整齒側間隙（檢查）,二、差速器,(一）功用 差速； 傳遞和分配扭矩；,（二）普通差速器的構造和工作原理 動力傳遞路線 主減速器主動錐齒輪從動錐齒輪差速器殼行星齒輪軸 左半軸齒輪左半軸 行星齒輪 右半軸齒輪右半軸,差速器工作原理,工作原理,差速原理 直行時，行星輪只公轉(zhuǎn)，即有Va=Vb=Vc，1=2=0，1+2=20，0=（12）/2。所以，無差速作用，差速器似一整體。 轉(zhuǎn)向時（設為右轉(zhuǎn)彎） 行星齒輪為：公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn) Va=W1半=W0半+W行行； Vc=W2半=W0半-W行行；Vb=W0半； 所以，W1+W2=2W0，即：W0=（W1

22、+W2）/2?；颍篘左+N右2N殼，N殼=（N左+N右）/2。 結論： 1、一側半軸轉(zhuǎn)速減小的數(shù)值等于另一側半增加的數(shù)值，兩側半軸轉(zhuǎn)速之和等于兩倍殼體轉(zhuǎn)速。 2、差速器殼的轉(zhuǎn)速永遠為兩半軸轉(zhuǎn)速之和的半均值,扭矩分配,直行時，兩輪阻力相同，行星齒輪無自轉(zhuǎn) /，即2/，或行星齒輪似一等臂杠桿。 轉(zhuǎn)向時(設為右彎 ) 行星齒輪平衡條件為: (2+) 行(1-) 行=F行； 快半軸平衡條件為： (1-) 半F1=1； 慢半軸的條件為: (2+) 半F2=2； 2-1=F行半/行F1F2； 因為F行半/行F1F2為差速器內(nèi)摩擦力矩,很小可以忽略,所以1=2,結論：,永遠將傳給它的力矩平均分配給左右半軸。 作用在兩側半軸的力矩永遠相等。 既普通差速器的特點為：差速而不差扭。 所以汽車的通過