汽車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

北京理工大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)論文 微型汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì) 王江濤山東大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))剛剛答辯完，包你滿意！歡迎下載題 目: 微型汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì) 院(系): 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí): 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化2008級(jí) 姓 名: 王江濤 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 王海東 2012年03月10日摘 要隨著世界汽車整車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)買車的家庭也越來(lái)越多，人們對(duì)其性能的要求也越來(lái)越高。微型汽車受人們的關(guān)注，微型汽車一般是指發(fā)動(dòng)機(jī)排量不超過(guò)1.1L，車身長(zhǎng)度、寬度、高度不超過(guò)3.8m、1.6m和2m，最大載貨量不超過(guò)600kg的汽車。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。傳動(dòng)系是汽車動(dòng)力傳動(dòng)的重要部分，汽車傳動(dòng)系的基本功用是將引擎輸出的動(dòng)力傳輸給驅(qū)動(dòng)車輪。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，使汽車具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性；還應(yīng)保證汽車能倒車，以及左、右驅(qū)動(dòng)輪能適應(yīng)差速要求，并使動(dòng)力傳遞能格局需要而平穩(wěn)地結(jié)合或徹底、迅速地分離。傳動(dòng)系包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器及半軸等部分。關(guān)鍵詞： 微型汽車，傳動(dòng)系，設(shè)計(jì)。Abstract Author:Geng yu-longTutor:Shan Xiao-min Along with the automobile industry development, our country car families are also more and more,the increasingly high performance requirements. Miniature car attention, miniature car generally refers to the engine displacement does not exceed 1.1L, body length, width, height of not more than3.8m,1.6m and 2m, maximum cargo volume of not more than 600kg car.Automobile engine and the drive wheels to transmit power between a device called a drive train of a motor vehicle. Transmission system is the important part of automobile power transmission system, the basic function is to transmit the power output of the engine to the driving wheels. It should guarantee that the vehicle has in all driving conditions are necessary for the traction, speed, and to ensure that traction force and the speed of coordination between changes and other functions, so that the car has a good power performance and fuel economy; also should ensure that the automobile can reverse, as well as left, right driving wheel can adapt to the differential requirements, and make the power transfer pattern need and smoothly with or completely, rapid separation. The drive train includes a clutch, gearbox, transmission shaft, the main reducer, differential and the axle shaft parts.Key words:Mini car; Transmission system; Design;目 錄北京理工大學(xué)錯(cuò)誤！未定義書簽。1 前言12 傳動(dòng)系22.1傳動(dòng)系的功用22.2傳動(dòng)系的種類和組成23 微型汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)53.1 離合器53.1.1離合器的功用53.1.2離合器的組成53.1.3 離合器的種類63.1.4離合器的工作原理73.1.5離合器的設(shè)計(jì)83.2 變速器93.2.1 變速器的功用及組成93.2.2變速器的種類93.2.3手動(dòng)變速器的工作原理93.2.4變速器設(shè)計(jì)123.3 傳動(dòng)軸173.3.1傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)183.4 驅(qū)動(dòng)橋181.主減速器斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)193.4.2 差速器設(shè)計(jì)203.4.3半軸設(shè)計(jì)213.4.4驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)23致謝25參考文獻(xiàn)26IV1 前言汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的動(dòng)力靠傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪。傳動(dòng)系具有減速、變速、倒車、中斷動(dòng)力、輪間差速和軸間差速等功能，與發(fā)動(dòng)機(jī)配合工作，能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。汽車傳動(dòng)系，直接關(guān)系到汽車的安全性、操控性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等各種關(guān)鍵的性能，人們對(duì)傳動(dòng)系的了解也顯得很重要。2 傳動(dòng)系汽車傳動(dòng)系是從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)車輪之間所有動(dòng)力傳遞裝置的總稱。不同配置的汽車，傳動(dòng)系的組成不同。如載貨汽車及部分轎車，其傳動(dòng)系一般由離合器、手動(dòng)變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置(萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸)、驅(qū)動(dòng)橋(主減速器、差速器、半軸、橋殼)等組成，如圖2-1示；而轎車中采用自動(dòng)變速器的越來(lái)越多，其傳動(dòng)系包括自動(dòng)變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)橋等，即用自動(dòng)變速器取代了離合器和手動(dòng)變速器。汽車傳動(dòng)系的功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪。圖2-1汽車傳動(dòng)系示意圖1-發(fā)動(dòng)機(jī) 2-離合器 3-變速器 4-萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 5-減速器 6-變速器 7、9-半軸8-驅(qū)動(dòng)橋殼體2.1傳動(dòng)系的功用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的動(dòng)力靠傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪。傳動(dòng)系具有減速、變速、倒車、中斷動(dòng)力、輪間差速和軸間差速等功能，與發(fā)動(dòng)機(jī)配合工作，能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。2.2傳動(dòng)系的種類和組成傳動(dòng)系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等。機(jī)械式傳動(dòng)系一般組成及布置示意圖圖2-2發(fā)動(dòng)機(jī)前置、縱置，后輪驅(qū)動(dòng)的布置示意圖1-離合器 2-變速器 3-萬(wàn)向節(jié) 4-驅(qū)動(dòng)橋 5-差速器圖2-2是傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)縱向安裝在汽車前部，后橋驅(qū)動(dòng)的42汽車布置示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳到驅(qū)動(dòng)橋。在驅(qū)動(dòng)橋處，動(dòng)力經(jīng)過(guò)主減速器、差速器和半軸傳給驅(qū)動(dòng)車輪。圖2-3發(fā)動(dòng)機(jī)前置、縱置，前輪驅(qū)動(dòng)的布置示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)前置、縱置，前橋驅(qū)動(dòng)，使得變速器和主減速器連在一起，省掉了它們之間的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。典型液力機(jī)械傳動(dòng)如圖2-4所示。圖2-4 液力機(jī)械傳動(dòng)示意圖1-液力變矩器 2-自動(dòng)器變速器 3-萬(wàn)向傳動(dòng) 4-驅(qū)動(dòng)橋 5-主減速器6-傳動(dòng)軸液力傳動(dòng)（此處單指動(dòng)液傳動(dòng)）是利用液體介質(zhì)在主動(dòng)元件和從動(dòng)元件之間循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化來(lái)傳遞動(dòng)力。液力傳動(dòng)裝置串聯(lián)一個(gè)有級(jí)式機(jī)械變速器，這樣的傳動(dòng)稱為液力機(jī)械傳動(dòng)。 靜液式傳動(dòng)系如圖2-5所示。 圖2-5靜液式傳動(dòng)系示意圖1-離合器 2-油泵 3-控制閥 4-液壓馬達(dá) 5-驅(qū)動(dòng)橋 6-油管液壓傳動(dòng)也叫靜液傳動(dòng)，是通過(guò)液體傳動(dòng)介質(zhì)靜壓力能的變化來(lái)傳遞能量。主要由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的油泵、液壓馬達(dá)和控制裝置等組成?；旌鲜诫妱?dòng)汽車采用的電傳動(dòng)如圖2-6所示。圖2-6混合式電動(dòng)汽車采用的電傳動(dòng)1-離合器 2-發(fā)電機(jī) 3-控制器 4-電動(dòng)機(jī) 5-驅(qū)動(dòng)橋 6-導(dǎo)線電傳動(dòng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋或由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)帶有減速器的驅(qū)動(dòng)輪。機(jī)械式傳動(dòng)系常見布置型式主要與發(fā)動(dòng)機(jī)的位置及汽車的驅(qū)動(dòng)型式有關(guān)?？煞譃椋?（1）前置后驅(qū)FR：即發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng) 這是一種傳統(tǒng)的布置型式。國(guó)內(nèi)外的大多數(shù)貨車、部分轎車和部分客車都采用這種型式。它是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力通過(guò)離合器變速器傳動(dòng)軸輸送到驅(qū)動(dòng)橋上，在此減速增扭后傳送到后面的左、右半軸上，驅(qū)動(dòng)后輪使汽車運(yùn)行，前后輪各行其職，轉(zhuǎn)向與驅(qū)動(dòng)分開，負(fù)荷分布比較均勻。（2）后置后驅(qū)RR：即發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng) 在大型客車上多采用這種布置型式，少量微型、輕型轎車也采用這種型式。發(fā)動(dòng)機(jī)后置，使前軸不易過(guò)載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫和噪聲對(duì)駕駛員的影響。缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)散熱條件差，行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。遠(yuǎn)距離操縱也使操縱機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜、維修調(diào)整不便。但由于優(yōu)點(diǎn)較為突出，在大型客車上應(yīng)用越來(lái)越多。 （3）前置前驅(qū)FF：發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng) 這種型式操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱條件好。但上坡時(shí)汽車質(zhì)量后移，使前驅(qū)動(dòng)輪的附著質(zhì)量減小，驅(qū)動(dòng)輪易打滑；下坡制動(dòng)時(shí)則由于汽車質(zhì)量前移，前輪負(fù)荷過(guò)重，高速時(shí)易發(fā)生翻車現(xiàn)象?，F(xiàn)在大多數(shù)轎車采取這種布置型式。微型汽車采用機(jī)械式傳動(dòng)系后置后驅(qū)RR。3 微型汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)3.1 離合器3.1.1離合器的功用離合器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，用來(lái)分離或接合前后兩者之間動(dòng)力聯(lián)系。其功用為：(1)使汽車平穩(wěn)起步。(2)中斷給傳動(dòng)系的動(dòng)力，配合換檔。(3)防止傳動(dòng)系過(guò)載。3.1.2離合器的組成摩擦離合器的基本組成由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成（如圖3-1所示）。圖3-1 摩擦離合器的基本組成示意圖1曲軸 2從動(dòng)軸（變速器一軸） 3從動(dòng)盤 4飛輪 5壓盤 6離合器蓋 7分離杠桿 8、10、15回位彈簧 9分離軸承和分離套筒 11分離叉 12離合器踏板 13分離拉桿 14分離拉桿調(diào)節(jié)叉 16壓緊彈簧 17從動(dòng)盤摩擦片 18軸承主動(dòng)部分包括飛輪、離合器蓋和壓盤。離合器蓋用螺栓固定在飛輪上，壓盤后端圓周上的凸臺(tái)伸入離合器蓋的窗口中，并可沿窗口軸向移動(dòng)。這樣，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力便經(jīng)飛輪、離合器蓋傳到壓盤，并一起轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)部分包括從動(dòng)盤和從動(dòng)軸。從動(dòng)盤帶有雙面的摩擦襯片，離合器正常接合時(shí)分別與飛輪和壓盤相接觸；從動(dòng)盤通過(guò)花鍵轂裝在從動(dòng)軸的花鍵上，從動(dòng)軸是手動(dòng)變速器的輸入軸（一軸），其前端通過(guò)軸承支承在曲軸后端的中心孔中，后端支承在變速器殼體上。壓緊機(jī)構(gòu)由若干根沿圓周均勻布置的壓緊彈簧，它們裝在壓盤與離合器蓋之間，用來(lái)將壓盤和從動(dòng)盤壓向飛輪，使飛輪、從動(dòng)盤和壓盤三者壓緊在一起。操縱機(jī)構(gòu)包括離合器踏板、分離拉桿、調(diào)節(jié)叉、分離叉、分離套筒、分離軸承、分離杠桿、回位彈簧等組成。3.1.3 離合器的種類汽車離合器有摩擦式離合器、液力偶合器、電磁離合器等幾種。摩擦式離合器又分為濕式和干式兩種。液力偶合器靠工作液(油液)傳遞轉(zhuǎn)矩，外殼與泵輪連為一體，是主動(dòng)件；渦輪與泵輪相對(duì)，是從動(dòng)件。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)，渦輪不能被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉(zhuǎn)速的提高，渦輪被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于接合狀態(tài)。電磁離合器靠線圈的通斷電來(lái)控制離合器的接合與分離。如在主動(dòng)與從動(dòng)件之間放置磁粉，則可以加強(qiáng)兩者之間的接合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。目前，與手動(dòng)變速器相配合的絕大多數(shù)離合器為干式摩擦式離合器，按其從動(dòng)盤的數(shù)目，又分為單盤式、雙盤式和多盤式等幾種。濕式摩擦式離合器一般為多盤式的，浸在油中以便于散熱。采用若干個(gè)螺旋彈簧作為壓緊彈簧，并將這些彈簧沿壓盤圓周分布的離合器稱為周布彈簧離合器。采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的離合器稱為膜片彈簧離合器。3.1.4離合器的工作原理膜片彈簧離合器的工作原理如圖3-2所示，當(dāng)離合器蓋未安裝到飛輪上時(shí)，膜片彈簧不受力而處于自由狀態(tài)，此時(shí)離合器蓋與飛輪之間有一距離S，如圖3-2a所示。當(dāng)離合器蓋通過(guò)螺栓固定在飛輪上時(shí)，膜片彈簧在支承環(huán)處受壓產(chǎn)生彈性變形，此時(shí)膜片彈簧的外圓周對(duì)壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于接合狀態(tài)，如圖3-2b所示。當(dāng)踩下離合器踏板時(shí)，分離軸承推動(dòng)膜片彈簧，使膜片彈簧以支承環(huán)為支點(diǎn)外圓周向后翹起，通過(guò)分離鉤拉動(dòng)壓盤后移使離合器分離，如圖3-2c所示。圖3-2 膜片彈簧離合器的工作原理1-飛輪 2-壓盤 3-離合器蓋 4-膜片彈簧 5-分離軸承a) 安裝前位置 b) 安裝后（接合）位置 c) 分離位置從上面的介紹中可以看出，膜片彈簧既是壓緊彈簧，又是分離杠桿，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了。另外膜片彈簧的彈簧特性優(yōu)于圓柱螺旋彈簧，所以膜片彈簧離合器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在各種車型上都有應(yīng)用。離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動(dòng)介質(zhì)(液力偶合器)，或是用磁力傳動(dòng)(電磁離合器)來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時(shí)分離，又可逐漸接合，在傳動(dòng)過(guò)程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng)。目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器(簡(jiǎn)稱為摩擦離合器)。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出 的轉(zhuǎn)矩，通過(guò)飛輪及壓盤與從動(dòng)盤接觸面的摩擦作用，傳給從動(dòng)盤。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時(shí)，通過(guò)機(jī)件的傳遞，使膜片彈簧大端帶動(dòng)壓盤后移，此時(shí)從動(dòng)部分與主動(dòng)部分分離。3.1.5離合器的設(shè)計(jì)（1）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)微型汽車載重量可選取單片干式膜片彈簧摩擦離合器，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤結(jié)合平衡，廣泛用于轎車及微、中型客車和貨車上，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000Nm的大型客車和重型貨車上也有所推廣。因此該離合器選取單片干式膜片彈簧離合器。（2）、離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定在初步確定了離合器的結(jié)構(gòu)形式之后就要確定其基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。離合器摩擦片的外徑D是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，所以應(yīng)先確定摩擦片的外徑D。在確定外徑時(shí)，可以根據(jù)以下公式計(jì)算出 D=KD 式中： D片外徑，mm Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，Nm KD直徑系數(shù)離合器摩擦面上的單位壓力P的值和離合器本身的工作條件，摩擦片的直徑大小，后背系數(shù)，摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。離合器使用頻繁，工作條件比較惡劣，單位壓力P較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。因?yàn)樵谄渌麠l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時(shí)發(fā)熱，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力P應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。 TC=Temax=p(1-)式中：TC離合器的靜摩擦力矩，Nm ZC摩擦片模數(shù)3.2 變速器3.2.1 變速器的功用及組成變速器具有改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在功率較高而油耗較的工況下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒退行駛；利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，需要時(shí)，還可以加裝動(dòng)力輸出器。其組成有變矩器，同步器，變速齒輪。3.2.2變速器的種類按傳動(dòng)比變化的方式：有級(jí)式、無(wú)級(jí)式和綜合式按操縱方式分：強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式按使用方法分：手動(dòng)變速器（MT）、自動(dòng)變速器（AT）、手自一體變速器、無(wú)級(jí)變速器（CVT）、雙離合器變速箱和EMT、AMT序列變速器等。3.2.3手動(dòng)變速器的工作原理如今，五速手動(dòng)變速器在汽車上已經(jīng)相當(dāng)普遍了。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示：有三個(gè)撥叉，由換擋桿接合的三個(gè)桿控制。 俯看換擋叉軸，它們?cè)诳論?、倒擋、一擋和二擋中的如下圖所示：注意，換擋桿中部有一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。 在將旋鈕前推接合一擋齒輪時(shí)，實(shí)際上是在推動(dòng)桿和撥叉，以便將一擋齒輪拉回來(lái)?？梢钥吹?，左右移動(dòng)變速桿也是在接合不同的撥叉（從而接合不同的軸環(huán)）。 將旋鈕前后移動(dòng)也就移動(dòng)了軸環(huán)，使它們接合一個(gè)齒輪。倒擋齒輪由一個(gè)小惰輪（紫色）來(lái)操控。 該圖中的藍(lán)色倒擋齒輪總是與其他所有藍(lán)色齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。 因此，當(dāng)汽車前進(jìn)時(shí)，不可能將變速器切換到倒擋（因?yàn)槿X不能嚙合）。但它們會(huì)產(chǎn)生噪音（1）變矩器 液力變矩器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用與采用手動(dòng)變器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞自動(dòng)變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地改變傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 （2）變速齒輪機(jī)構(gòu) 自動(dòng)變速器中的變速齒輪機(jī)構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳動(dòng)比較小，只有少數(shù)車型采用。目前絕大多數(shù)轎車自動(dòng)變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。 變速齒輪機(jī)構(gòu)主要包括行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。行星齒輪機(jī)構(gòu)，是自動(dòng)變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽(yáng)輪（也稱中心輪）、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)變速的機(jī)構(gòu)，速比的改變是通過(guò)以不同的元件作主動(dòng)件和限制不同元件的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。在速比改變的過(guò)程中，整個(gè)行星齒輪組還存在運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力傳遞沒(méi)有中斷，因而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋。 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來(lái)改變行星齒輪中的主動(dòng)元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動(dòng)器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動(dòng)力傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)的某個(gè)元件使之成為主動(dòng)件。制動(dòng)器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)元件抱住，使之不動(dòng)。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動(dòng)器基本相同，也是用于固定或連接幾個(gè)行星排中的某些太陽(yáng)輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動(dòng)比的擋位。（3）供油系統(tǒng) 自動(dòng)變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。油泵是自動(dòng)變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不論汽車是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動(dòng)變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4）換擋控制系統(tǒng) 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷（節(jié)氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)地接通或切斷某些換擋離合器和制動(dòng)器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開、制動(dòng)器制動(dòng)或釋放，以改變齒輪變速器的傳動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 自動(dòng)變速器的自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。 液壓控制系統(tǒng)是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設(shè)置在一個(gè)板塊內(nèi)，稱為閥體總成。不同型號(hào)的自動(dòng)變速器閥體總成的安裝位置有所不同，有的裝置于上部，有的裝置于側(cè)面，縱置的自動(dòng)變速器一般裝置于下部。 在液壓控制系統(tǒng)中，增設(shè)控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統(tǒng)，若這些電磁閥是由電子計(jì)算機(jī)控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。（5）換擋操縱機(jī)構(gòu) 自動(dòng)變速器的換擋操縱機(jī)構(gòu)包括手動(dòng)選擇閥的操縱機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機(jī)構(gòu)等。駕駛員通過(guò)自動(dòng)變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動(dòng)閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動(dòng)閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關(guān)的狀態(tài)等因素，利用液壓自動(dòng)控制原理或電子自動(dòng)控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。3.2.4變速器設(shè)計(jì)一、擋數(shù)增加變速器的擋數(shù)能夠改善汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。擋數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且在使用時(shí)換擋頻率也增高。在最低擋傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的擋數(shù)會(huì)使變速器相鄰的低擋與高擋之間的傳動(dòng)比比值減小，使換擋工作容易進(jìn)行。擋數(shù)選擇的要求：1.相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下。2.高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間的比值小。 目前，轎車一般用45個(gè)擋位變速器， 貨車變速器采用45個(gè)擋或多擋，多擋變速器多用于重型貨車和越野汽車。 二、傳動(dòng)比范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比的比值。傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車的最高車速和使用條件等因素有關(guān)。目前轎車的傳動(dòng)比范圍在34之間，輕型貨車在56之間，其它貨車則更大。三、中心距A 對(duì)中間軸式變速器，中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距A。變速器中心距是一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小、輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，輪齒的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。 初選中心距A時(shí)，可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 式中，KA中心距系數(shù)，轎車：KA=8.99.3，貨車：KA=8.69.6，多擋變速器：KA=9.511.0。轎車變速器的中心距在6580mm范圍內(nèi)變化，而貨車的變速器中心距在80170mm范圍內(nèi)變化。四、外形尺寸 轎車四擋變速器殼體的軸向尺寸為（3.03.4）A。貨車變速器殼體的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)，可參考下列數(shù)據(jù)選用： 四擋 （2.22.7）A 五擋 （2.73.0）A 六擋 （3.23.5）A 當(dāng)變速器選用的常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，應(yīng)取給出范圍的上限。 五、軸的直徑 中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑d0.45A，軸的最大直徑d和支承間距離L的比值，對(duì)中間軸，d/L 0.160.18，對(duì)第二軸，d/L 0.180.21。 第一軸花鍵直徑d（mm）可按下式初選 式中：K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.04.6；Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）。 六、齒輪參數(shù) 1模數(shù)的選取齒輪模數(shù)選取的一般原則：（1）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；（2）為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；（3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；（4）從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。 對(duì)于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；對(duì)于貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。所選模數(shù)值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 變速器齒輪模數(shù)范圍大致如下： 微型、普通級(jí)轎車 中級(jí)轎車 中型貨車 重型貨車 2.252.75 2.753.00 3.54.5 4.56.0 2壓力角 壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)于轎車，為了降低噪聲，應(yīng)選用14.5、15、16、16.5等小些的壓力角。對(duì)貨車，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用22.5或25等大些的壓力角。 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20，所以普遍采用的壓力角為20。嚙合套或同步器的壓力角有20、25、30等，普遍采用30壓力角。 3螺旋角 齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。 試驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于30時(shí)，其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。因此，從提高低擋齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過(guò)大的螺旋角；而從提高高擋齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。 斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡。根據(jù)圖3-3可知，欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平衡，須滿足下述條件： Fa1=Fn1tan1 Fa2=Fn2tan2 由于，為使兩軸向力平衡，必須滿足 式中，F(xiàn)a1、Fa2為作用在中間軸承齒輪1、2上的軸向力；Fn1、Fn2為作用在中間軸上齒輪1、2上的圓周力；r1、r2為齒輪1、2的節(jié)圓半徑；T為中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。斜齒輪螺旋角選用范圍：轎車變速器： 兩軸式為2025 、中間軸式為2234 貨車變速器：1826 圖3-3 中間軸軸向力的平衡 4齒寬b齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等均有影響。 選用較小的齒寬可以縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量。但齒寬減少使斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)被削弱，齒輪的工作應(yīng)力增加。 選用較大的齒寬，工作時(shí)會(huì)因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方向磨損不均勻。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)m（mn）的大小來(lái)選定齒寬b： 直齒：b=Kcm，Kc為齒寬系數(shù)，取為4.58.0 斜齒：b=Kcmn，K c取為6.08.5 嚙合套或同步器接合齒的工作寬度初選時(shí)可取為（24）m m。第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)Kc可取大些，使接觸線長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。 七、各擋齒輪齒數(shù)的分配 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。下面以圖3-4所示四擋變速器為例，說(shuō)明分配齒數(shù)的方法。 1確定一擋齒輪的齒數(shù) 一擋傳動(dòng)比 （3-1）如果z7和 z8的齒數(shù)確定了，則z2與 z1的傳動(dòng)比可求出。為了求z7、 z8的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和zh （3-2）計(jì)算后取zh為整數(shù)，然后進(jìn)行大、小齒輪齒數(shù)的分配。轎車中間軸式變速器一擋齒輪齒數(shù)z8可在1517之間選??；貨車z8可在1217之間選取。一擋大齒輪齒數(shù)用z7=zh-z8計(jì)算求得。 圖3-4四擋變速器傳動(dòng)方案 2對(duì)中心距A進(jìn)行修正 因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和zh后，經(jīng)過(guò)取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的zh和齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距A，再以修正后的中心距A作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。 3確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù) 由式（3-1）求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比 （3-3） 常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一擋齒輪的中心距相等，即 （3-4） 解方程式（3-3）和式（3-4）求z1與z2，求出的z1、z2都應(yīng)取整數(shù)；然后核算一擋傳動(dòng)比與原傳動(dòng)比相差多少，如相差較大，只要調(diào)整一下齒數(shù)即可；最后根據(jù)所確定的齒數(shù)，按式（3-4）算出精確的螺旋角值。4確定其它各擋的齒數(shù) 若二擋齒輪是直齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同時(shí)，則得 （3-5）解兩方程式求出z5、z6。用取整數(shù)后的z5、z6計(jì)算中心距，若與中心距A有偏差，通過(guò)齒輪變位來(lái)調(diào)整。 （3-6） 二擋齒輪是斜齒輪，螺旋角與常嚙合輪的不同時(shí)，由式（3-5）得 （3-7） （3-8）此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關(guān)系式 （3-9）聯(lián)解上述三個(gè)方程式，可求出z5、z6和 三個(gè)參數(shù)。但解此方程組比較麻煩，可采用比較方便的試湊法 。其它各擋齒輪的齒數(shù)用同一方法確定。 5確定倒擋齒輪齒數(shù) 圖3-4所示的倒擋齒輪z10的齒數(shù)，一般在2123之間，初選z10后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距A 為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪8和9的齒頂圓之間應(yīng)保持0.5mm以上的間隙，則齒輪9的齒頂圓直徑De9應(yīng)為 （3-10）根據(jù)求得的De9 ，再選擇適當(dāng)?shù)凝X數(shù)及采用變位齒輪，使齒頂圓De9符合式（3-10）。最后計(jì)算倒擋軸與第二軸的中心距。 3.3 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸總成主要由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵和萬(wàn)向節(jié)叉組成。傳動(dòng)軸中一般設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)長(zhǎng)度的變化。 傳動(dòng)軸在工作時(shí)，其長(zhǎng)度和夾角是在一定范圍變化的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度處在最大值時(shí)，花鍵套與軸有足夠的配合長(zhǎng)度；而在長(zhǎng)度處在最小時(shí)不頂死。傳動(dòng)軸夾角的大小直接影響到萬(wàn)向節(jié)的壽命、萬(wàn)向傳動(dòng)的效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性。在長(zhǎng)度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速nk （r/min）為 式中，Lc為傳動(dòng)軸長(zhǎng)度（mm），即兩萬(wàn)向節(jié)中心之間的距離；dc和Dc分別為傳動(dòng)軸軸管的內(nèi)、外徑（mm）。在設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸時(shí)，取安全系數(shù)K=nk/nmax=1.22.0，K=1.2用于精確動(dòng)平衡、高精度的伸縮花鍵及萬(wàn)向節(jié)間隙比較小時(shí)，nmax為傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速（r/min）。當(dāng)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度超過(guò)1.5m時(shí)，為了提高nk以及總布置上的考慮，常將傳動(dòng)軸斷開成兩根或三根，萬(wàn)向節(jié)用三個(gè)或四個(gè)，而在中間傳動(dòng)軸上加設(shè)中間支承。傳動(dòng)軸軸管斷面尺寸除滿足臨界轉(zhuǎn)速的要求外，還應(yīng)保證有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。軸管的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)滿足：式中，為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，為300Mpa；3.3.1傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)綜合考慮價(jià)格和材料的許用應(yīng)力，選擇45#鋼。1.按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 公式： （扭切應(yīng)力） （正應(yīng)力）2.按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行軸的精確驗(yàn)算 對(duì)重要的軸還需要按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行軸的精確驗(yàn)算。驗(yàn)算目的在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。通常選一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算，并按下式進(jìn)行： 式中：(S)許用安全系數(shù)3.4 驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼四大部分組成。3.4.1主減速器設(shè)計(jì)主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪或斜齒圓柱齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪或斜齒圓柱齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車，其主減速器就采用直齒輪傳動(dòng)而不必改變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。1. 主減速器斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)主減速比i、驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。（1） 主減速比i的確定主減速比對(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)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比i一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌琲下的功率平衡值研究i對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇i值，可使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于微型汽車來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速稍有下降，即按下式選擇： （3-2）式中：i分動(dòng)器或加力器的高檔傳動(dòng)比iLB輪邊減速器的傳動(dòng)比。根據(jù)所選定的主減速比i0值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。（2）齒輪接觸強(qiáng)度斜齒圓柱齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： H= 式中：H斜齒圓柱齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，MPa；d1主動(dòng)斜齒圓柱齒輪分度圓直徑，mm；b主、從動(dòng)斜齒圓柱齒輪齒面寬較小值；K載荷系數(shù)；斜齒輪的縱合重合度，；u齒數(shù)比；ZH區(qū)域系數(shù)，；T主動(dòng)斜齒圓柱齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；ZE彈性影響系數(shù)，MPa(3) 輪齒彎曲強(qiáng)度斜齒圓柱齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為： = 式中：斜齒圓柱齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力，MPa；T1主動(dòng)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，NmK載荷系數(shù)，；使用系數(shù)；動(dòng)載系數(shù)；齒面載荷分配系數(shù)；齒向載荷分布系數(shù)；YFa斜齒輪的齒形系數(shù)；Ysa斜齒輪的應(yīng)力校正系數(shù)；Y-螺旋角影響系數(shù)；b所計(jì)算的齒輪齒面寬；d1所討論齒輪分度圓直徑；斜齒輪的縱合重合度，；3.4.2 差速器設(shè)計(jì) 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合傳動(dòng)狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行使不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。輪齒彎曲應(yīng)力w（MPa）為w=式中：n行星齒輪數(shù)；J綜合系數(shù)；b2半軸齒輪齒寬，mm；d2半軸齒輪大端分度圓直徑，mm；T半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm）；ks、km、kv按照主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選取；3.4.3半軸設(shè)計(jì)半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定其計(jì)算載荷。半軸的計(jì)算應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：（1）縱向力X2最大時(shí)(X2Z2)附著系數(shù)尹取0.8，沒(méi)有側(cè)向力作用；（2）側(cè)向力Y2最大時(shí)，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時(shí)，為Z2中，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面?zhèn)认蚋街禂?shù)，在計(jì)算中取1.0，沒(méi)有縱向力作用；（3）垂向力Z2最大時(shí)，這發(fā)生在汽車以可能的高速通過(guò)不平路面時(shí)，其值為(Z2-gw)kd，kd是動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)沒(méi)有縱向力和側(cè)向力的作用。由于車輪承受的縱向力、側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即:故縱向力X2最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力Y2最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。 a)半軸計(jì)算載荷的確定 全浮式半軸承受轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩按下式進(jìn)行：T=Temaxig1i0 式中：差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)； ig1變速器1擋傳動(dòng)比； i0主減速比。 在設(shè)計(jì)時(shí)，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行： 式中d半軸桿部直徑，mm； T半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，MPa。全浮式半軸支承轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： 三種半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由下式計(jì)算： 式中半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa；T半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；d半軸桿部直徑半軸花鍵的剪切應(yīng)力為 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為 式中T半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩；DB半軸花鍵(軸)外徑；dA相配的花鍵孔內(nèi)徑；z花鍵齒數(shù)；Lp花鍵工作長(zhǎng)度；B花鍵齒寬，；載荷分布的不均勻系數(shù)