傳動系設(shè)計概述

1、第二章 傳動系設(shè)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(shù)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(qū)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(qū)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(qū)動橋9/18/2022動力機動力換檔變速箱 優(yōu)點：可實現(xiàn)無級變速，降低換檔次數(shù)，減少檔位數(shù)， 簡化變速箱結(jié)構(gòu)，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(xiàn)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(xiàn)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(qū)動輪動力半徑（m）； 柴油機或液力變矩器輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min），柴油機1440轉(zhuǎn)/分，汽油機3500轉(zhuǎn)/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(qū)動力，附著力和最低穩(wěn)定車速三方面問題。 機械的最大驅(qū)動力應(yīng)為： 根據(jù)行駛理論， 根據(jù)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(yīng)改變機械總布置增加附著力。 取的越大，偏于產(chǎn)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(chǎn)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(shù)。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(shù)值的一般原則是：為了減小傳動系統(tǒng)中(除最后一級減速裝置的從動件)各另件的載荷，根據(jù)功率傳遞方向，應(yīng)盡可能地把傳動比多分配給后面的部件，具體地說，應(yīng)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(jié)構(gòu)形式零件數(shù)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(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的合理性和可能性。如為了不影響整機的寬度，在結(jié)構(gòu)上往往要求輪邊傳動(最終傳

7、動)裝置包在輪輞內(nèi)或履帶的上方區(qū)段和支承區(qū)段之內(nèi)，因此， 受輪輞直徑或履帶驅(qū)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(xiàn) 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(zhuǎn)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(xiàn)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(shù) ，當各對齒輪的模數(shù)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(shù)。由于模數(shù)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(guān)系9/18/20229/18/2022結(jié)論： 9/18/20229/18/2022檔位數(shù)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(shù)增加對動力性和燃油經(jīng)濟性均有利。檔位數(shù)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(shù)應(yīng)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(xiàn)在一般為五個前進檔。四、檔數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(jié) 若每次均將轉(zhuǎn)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(shù)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(jīng)常在接近外特性最大功率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。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(tǒng)，一端與動力相連，另一端與行走機構(gòu)相連。在行駛過程中，有動力輸出轉(zhuǎn)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(xiàn)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(jīng)驗的許用應(yīng)力值來計算傳動系中各傳動零件的強度。計算轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)矩，變速器后邊的零部件則不然。如，雙橋車輛單橋驅(qū)動時，主傳動器需傳遞變速器輸出的全部轉(zhuǎn)矩，理論上單個輪邊減速器只傳遞變速器輸出轉(zhuǎn)矩的1/2。雙橋驅(qū)動時，理論上單個主傳動器傳遞變速器輸出轉(zhuǎn)矩的1/2；單邊輪邊減速器只傳遞變速器輸出轉(zhuǎn)