汽车传动系统总体方案设计及传动轴设计

汽车设计课程设计说明书
题目:汽车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
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Baidu Nhomakorabea姓名：
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摘 要
汽车传动系统是连接发动机和汽车行驶系的纽带，在汽车的整体结构中有着不可替代的作用。它主要由离合器、变速箱、传动轴和驱动桥等几大部分组成，各个部分都是满足某一功能的一个模块，各模块间又通过花键、法兰等串联为一个整体。本课程设计参考一些现有同类型汽车，对汽车传动系统中的各大模块的功能和组成进行解析，然后在对万向传动轴进行详细的分析和计算并确定其结构。
欲保证重型汽车具有良好的动力性、经济性和加速性，必须扩大变速器传动比的范围并增加档位数。为避免变速器的结构过于复杂和便于系列化生产，多采用组合式机械变速器。
多轴驱动汽车上设有分动器，用于将变速器输出的动力分配给各驱动桥。万向传动装置主要由万向节和传动轴组成，将变速器或者是分动器发出的动力输送给驱动桥。
驱动桥位于汽车传动系统的末端，主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降低转速、增大转矩；通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。
图2-1 离合器总成
1—飞轮2—摩擦片3—从动片4—铆钉隔套5—铆钉
6—深沟球轴承7—减振器阻尼片8—减振器弹簧9—从动片毂10—摩擦片铆钉
11—压盘12—离合器盖13—螺栓14—垫圈15—支承杆
16—分离杠杆 17—分离装置
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。汽车变速器多为机械式变速箱，它主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。
离合器处于传动系的首端，用来切断和实现对传动系的动力传递，以保证：在起步时将发动机与传动系平顺地结合，使汽车能平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中齿轮之间的冲击，便于换挡；在工作中受到大的动载荷时保护传动系，防止其受过大的载荷。
变速器的功用是：在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作；保证汽车能倒退行驶和在滑行或停车时使发动机和传动系保持分离；需要时还应有动力输出的功能。
表2—2 传动比分配
最小传动比
0.6
最大传动比
8
变速箱各档传动比如表2—3：
表2—3 变速箱各档传动比
1档
2档
3档
4档
5档
6档
倒档
7.370
4.218
2.637
1.646
1.000
0.845
7.118
离合器按传递转矩的方式不同，可分为摩擦式、液力式、电磁式和综合式四种。在机械式传动系统中，以摩擦式离合器的应用最为广泛。
1.3 传动系统方案的确定
一开始就对汽车传动系统进行整体设计，这将是个工作量巨大的工程，也会面临很多困难。所以我们将采用模块化的设计思想，将汽车传动系统分解为离合器、变速器、分动器（多轴驱动）、万向传动装置和驱动桥等几大模块。按照各个模块所要完成的功能，分别对其进行选择。最后将各个模块组成为一个整体，完成整个系统所要求的功能，从而确定最终的传动系统方案。
1.4传动系统具体结构的设计
在确定了传动系统方案后，下一步就是结合原始数据，展开对万向传动轴模块具体结构的设计，然后结合上一步结构设计中所得的数据，用AutoCAD绘制部分零件的装配图和部分零件图，并用UG进行三维建模。
2.1 发动机选择
所设计的汽车的总重量为2430kg，驱动形式为发动机前置后驱、 轮驱动，汽车的最高时速为 。发动机最大功率 =57/3200[kW/(r/min)],发动机最大转矩 Ｎ·m/(r/min)。查相关资料，以东风1.5吨轻卡RHD作为参考，进行选择。
关键字：传动系；离合器；变速箱；传动轴；驱动桥；万向传动轴设计
第一章 汽车传动系总体方案设计
1.1 汽车传动系的各主要组成部分及功能
载重汽车的传动系统通常为机械式，它主要由离合器、变速器、分动器（多轴驱动）、由万向节和传动轴组成的万向传动装置以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴等组成，发动机发出的动力经过传统系统传给驱动轮，驱动汽车行驶。
2.1.1 发动机型号确定
根据以上数据，并结合同类型汽车所选择的发动机型号，我们将该车型的发动机型号定为：朝柴 4102-C3F
朝柴 4102-C3F发动机的参数如表2—1
表2—1 所选发动机的参数
额定转速下功率（KW）
70
最大扭矩（N.m）
235
2.2 系统传动比分配
汽车传动系主要包括离合器、变速箱、传动轴、驱动桥等。在整个传动系中，有减速功能的部分为：变速箱、驱动桥，由于驱动桥采用单级主减速器的形式。具体如表2—2：
1.2 载重汽车传动系的现状
离合器按从动盘的数目可为单盘、双盘和多盘三类。多盘离合器多为湿式，在汽车上应用较少。单盘和双盘离合器一般为干式，应用最为广泛。离合器压紧弹簧的形式有圆柱弹簧、矩形断面圆锥弹簧和膜片弹簧等型式。压紧弹簧可周置，中央布置也可斜置。他们都各有优缺点，在现代载重汽车中都有广泛的应用。重型汽车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型汽车具有良好的动力性、经济性和加速性，必须扩大变速器传动比的范围并增加档位数。为避免变速器的结构过于复杂和便于系列化生产，多采用组合式机械变速器。驱动桥作为载重汽车的重要标志之一，通常可以按照不同的使用条件，选择相应的驱动桥结构。其基本结构有以下3种：中央单级减速驱动桥；中央双级驱动桥；中央单级、轮边减速驱动桥。对于重型载重汽车，为了增大后桥离地高度，增加其通过性，通常采用轮边减速驱动桥。
摩擦式离合器根据摩擦原理设计，其摩擦片的形状有盘式、片式和锥式，后两种形式已被淘汰。盘式离合器按从动盘的数目可分为单片、双片和多片三类。
离合器的结构型式多种多样，根据本次课程设计的数据要求以及查资料得，对于轻型汽车离合器，发现单片式离合器应用较多，这说明摩擦材料性能已能满足轻型汽车离合器的需要，所以可以首先考虑采用单片式离合器，其结构如图2-1所示。