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1、第二篇 汽车传动系统 13 汽车传动系统概述 14 离合器 15 机械变速器 17 万向传动装置 18 驱动桥 13汽车传动系统概述 一 功用 将发动机发出的动力传递给驱动车轮使车在各 种不同的工况下均能正常行驶 并具有良好的经 济性和动力性 1 减速增矩 通过传动系的作用 使驱动轮的转速降低 为发动机转速的若干分之一 相应驱动轮所得 到的转矩增大到发动机转矩的若干倍 保持发动机在有利的转速范围内工作 汽 车牵引力又在足够大的范围内变化 在传动系的变速器中加设倒档 使汽车能在 某些情况下倒车 2 变速 3 倒车 4 中断传动 发动机只能在无负荷情况下起动 而且起动后 转速必须保持在最低稳定转速
2、以上 所以在汽车起 步以前 必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切 断 即传动系的中断传动作用 汽车转弯时 左右车轮滚过的距离不同 传 动系的差速作用可以使左右两驱动轮以不同的角 速度旋转 5 差速作用 二 传动系统的分类 1 机械传动系统 组成 离合器 变速器 万向传动装置 主减速器 差速 器和半轴 发动机 离合器 变速器 万向节 驱动桥 主减速器 差速器 传动轴 半 轴 2 液力机械式传动系统 液力机械传动系是将液力传动与机械传动有机 地组合起来 以液体为传动介质 利用其在主动元 件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传 递动力 3 静液式传动系统 原理 通过液体介质的静压力能的变化来传
3、动的 组成 由发动机驱动的油泵 液压马达和控制装置 静液式传动系统示意图 驱动桥 液压马达 油 泵 发动机 液压自动控 制装置 变速操纵杆 4 电力式传动系统 电 池 电动机控制器 电动机 发电机 发动机 三 传动系统的布置型式 传动系统的布置方式 发动机前置后轮驱动 发动机前置前轮驱动 四轮驱动 越野车的传动系统 发动机 离合器 变速器 分动器 前驱动桥 桑塔纳轿车传动系统 液力变矩器 液力机械式传动 液力变矩器的输出转矩和输入转矩比值的变化范围不 能满足汽车各种行驶工况要求 一般在后面串联一个有级 式机械变速器 发动机 液力变矩器 行星齿轮变速系统 不但可以传递转矩 还可以改变转矩的大小
4、实现无 级变速 应用更为广泛 飞 轮 从动盘 膜片弹簧 离合器盖 压 盘 离合器踏板 1 膜片式离合器工作原理 由主动部分 从动部分 压紧机构和操纵机构四部分组成 离合器盖 压 盘 飞 轮 离合器的工作过程 摩 擦 片 从 动 盘 本 体 从 动 盘 毂 减 振 器 盘摩 擦 片 从动盘的总体结构 扭转减振器 1 动力传递 摩擦片 从动片 减振盘 减振弹簧 从动 盘毂 2 减振弹簧和阻尼片衰减振动 不工作时工作时 摩擦片转动 从动盘 毂没有转动时 弹簧 被压缩 压 盘 膜片弹簧 飞 轮 分离轴承 驾驶员借以使离合器分离 而后又使之柔和接合 的一套机构 包括离合器踏板到离合器壳内的分离轴承及中间
5、 的传动部件 作用 组成 踏 板 储 液 室 主 缸 工 作 缸 分离轴承 分离杠杆 分离叉 推 杆 推 杆 五 几种典型的离合器 按从动盘数目分 单盘式 多盘式 按压紧弹簧安装位置分 周布弹簧离合器 中央弹簧离合器 周布斜置弹簧离合器 按压紧弹簧形式分 螺旋弹簧离合器 膜片弹簧离合器 按操纵机构形式分 人力式 气压助力式 从动盘 压紧弹簧 压 盘 离合器盖 用弹簧钢板制成的带有锥度的膜片弹簧作为 压紧弹簧 膜片弹簧 外端圆孔 可防 止应力集中 膜片弹簧离合器工作原理 压盘 膜片弹簧 盖 飞轮 膜片弹簧处于 自由状态 离合器 盖与飞轮接合面有 一距离 后钢丝 支承圈 接合状态 膜片弹簧锥度变
6、小 前钢丝 支承圈 分离状 态 膜片弹 簧呈反形 膜片弹簧离合器与螺旋弹簧离合器相比 摩擦片磨损变薄 膜片弹簧弹力几乎不变 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆作用 膜片弹簧的压力分布均匀 平衡性能好 高速性能优良 制造工艺复杂 尺寸精度要求高 15 机械变速器 1 变速器的功用 2 变速器的分类 1 有级式变速器 采用齿轮传动 一般汽车采用3 5个前进档和 一个倒档 2 无级式变速器 采用液力变矩器传动 传动比可在一定的数值 范围内连续变化 3 综合式变速器 由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成 传动 比可在几个范围内连续变化 应用 发动机前置前轮驱动 发动机后置后轮驱 动的汽车 特点 输入轴与输出
7、轴平行 无中间轴 输入轴 输出轴 倒档轴 轴承 变速齿轮 输入轴 输出轴 动力输入 动力输出 主动 齿轮 从动齿 轮 接合套齿圈 各挡位的传递路线 一轴 一 二档齿轮与轴一体 三 四档齿轮与轴通过 轴承连接 二轴 一 二档齿轮与通过轴承连接 三 四档齿轮与 轴一体 第一轴 中间轴 第二轴 主动轮1 z1 n1 M1为为主动齿轮动齿轮 的参数 z2 n2 M2 为为从动齿轮动齿轮 的参数 从动轮2 i 主动齿轮齿动齿轮齿 数 从动齿轮齿动齿轮齿 数 挂档方向挂档方向跳档方向跳档方向 传传 动动 方方 向向 结合齿圈结合齿圈 结合套齿结合套齿花键毂花键毂 1 切薄齿式 结合齿圈 结合套齿花键毂 结
8、合齿圈 传 动 方 向 三 组合式变速器 用于重型汽车 使其具有良好的动力和经济性 常采用两个变速器串联的方式构成组合式变速器 组 合 式 变 速 器 倒挡轴 第二中间轴 动力输出轴 输出轴 副变速器输入轴 第一中间轴 输入轴 一 无同步器时变速器的换挡过程 1 从低速挡换入高速挡 4 当V3 V2时 接合套 左移挂入五档 1 在四档时 V3 V4 2 退入空档 V3 V4 V4 V2 故V3 V2 3 空档停留片刻 V2下降快 V3下降慢 2 4 3 2 从高速挡换入低速挡 1 在五档时 V3 V2 2 退入空档 V3 V2 V4V4 3 由于V4下降快 V3下降慢 4 重新接合离合器 同时
9、加空油 使V4 V3 5 再分离离合器 等 到V4 V3 即可挂入 四挡 3 2 4 使结合套与待啮合齿圈迅速同步 缩短换 挡时间 同时防止啮合时齿间冲击 功用 结构 同步装置 锁止装置 结合装置 细牙螺旋槽 滑 块 滑 块 锁 环 结合齿圈 锁 环 齿 厚 A 结合齿圈 定位销 滑块 结合套 b c 锁环 锁环 接合套 定位销 花键毂 滑块 2 锁销式惯性同步器 特点 以锁销代替 锁环 锁销 中部和接合 套上相应的 销孔两个端 面的倒角产 生锁止 锁销 摩擦锥盘 摩擦锥环 定位销 多用于轿 车上 五 六档拨叉 三 四档拨叉 一 二档拨叉 倒档拨叉 变速杆 换档轴 叉形拨杆 倒档拨叉轴 一 二
10、档拨 叉轴 五 六档拨 叉轴 自锁钢球 互锁销 五 六档拨块 拔叉轴 自锁钢球 自锁弹簧 互锁 钢球 互锁 销 拨叉轴 互锁钢球 互锁销 驾驶员在换倒挡 时要克服倒挡锁 弹簧弹力 变大 的换挡阻力 可 提醒驾 驶员 变速杆 倒挡锁弹簧 倒挡锁销 输入轴 中间轴 中桥输出轴 前桥输出轴 后桥输出轴 1 作用 2 结构特点 结构 原理与变速器大致相 同 主要区别是 汽车有几个驱动 桥 分动器就有几个输出轴 将动力分配给各个驱动桥 变速变扭 前桥操纵杆 换挡操纵杆 分动器操纵原则 分动器操纵原则 未先接上前桥 不未先接上前桥 不 得换入低挡 得换入低挡 未先退出低挡 不未先退出低挡 不 得摘下前桥
11、得摘下前桥 接前桥摘后桥 低速档高速档 本 章 小 结 变速器的功用 改变传动比 使汽车能倒退行驶 利 用空挡 中断动力传递 分类 有级式 无级式 综合式 二轴式变速器 三轴式变速器的工作原理和速比计算 组合式变速器的组成 锁环式同步器和锁销式同步器的工作原理和适用范围 操纵机构的组成和自锁 互锁 倒档锁的工作原理 分动器的挂档方式 非先接上前桥 不得挂入低速档 非先退出低速档 不得摘下前桥 在轴间夹角和轴的相互位置经常发生变化的转轴 之间持续传递动力 一 概述 17 万向传动装置 2 组成 万向节 传动轴 中间支承 万向节 传动轴 3 万向传动装置在汽车上的应用场合 二 万向节 1 十字轴式
12、刚性万向节 油嘴 安全阀 十字轴 油封 滚针 套筒 轴承盖 万向节叉 2 润滑与密封 2 单个刚性十字轴万向节的速度特性 当主动叉在垂直平面内时 VA 1 r 2 rcos 1 2 cos 2 1 从动轴转速大于主动轴转速 当主动叉在水平平面内时 VB 2 r 1 rcos 2 1 cos 2 1 从动轴转速小于主动轴转速 3 实现两轴间等角速度传动措施 同时必须满足两个条件 1 第一个万向的两轴间的夹角与 第二个万向的两轴间的夹角相 等 即 1 2 2 传动轴两端的万向节叉处于同 一平面内 1 2 不等速特性曲线 2 准等速万向节 双联式万向节 1 2 原理 是一套传动轴 长度缩短至最 小的
13、双万向节 等速传动装置 特点 双联叉相当于两个 在同一平面上的万向节 叉 装有分度机构 三销式万向节 是双联万向节演变而来的 结构特点 主 从动偏心轴叉分别与 转向驱动桥的内 外半轴制成 一体 叉孔中心与叉轴中心线互 相垂直但不相交 两叉由两个三销轴连接 三销轴大端中心线与小端 轴颈中心线重合 靠近大端两侧有两轴颈 其中心线与小端轴颈中心线垂 直关相交 三销轴 三销轴 主动偏心轴叉 从动偏心轴叉 等速万向节 原理 使传力点始终位于两轴夹角的平分面上 形式 球叉式 球笼式 2 2 O P 两齿轮的接 触点P位于两齿轮 轴线交角的平分 面上 P点两齿轮 的圆周速度始终 相等 钢球 主动轴 星形套
14、内滚道 球笼 保持架 球形壳 外滚 道 外罩 1 球笼式等速万向节 RF节 VL节 主动轴球形壳 星形套 钢球 保持架 球笼式万向节的等速性 RF节 伸缩型球笼式万向节 VL节 2 球叉式等角速万向节 主 从动叉分别与内外半轴制成一体 主 从动叉上各有四个曲面凹槽 四个传力钢球 一个定心钢球 结构特点 主动叉 从动叉 定位销 锁止销 中心钢球 传动钢球 球叉式万向节等速传动原理 弹性连接件 弹性连接件 上海SH380A自 卸车的挠性万 向节 三 传动轴与中间支承 中间支承 传动轴 油封 U型支架 蜂窝形橡胶垫 注油嘴 轴承 轴承座 EQ1090E型汽车传动轴中间支承 摆动式中间支承 本章小结
15、1 分类 不等速万向节 准等速万向节 等速万向节 2 十字轴式刚性万向节 结构与工作原理 十字轴万向节的速度特性 实现两轴间等角速度传动的措施 3 等速万向节 等速工作原理 球叉式 球笼式万向节的结构 4 传动轴和中间支承的组成和结构特点 18 驱动桥 组成与功用 1 组成 主减速器 差速器 半轴和驱动桥壳等 组成 2 功用 1 降速增矩 2 改变转矩方向 3 实现差 速作用 4 通过桥壳和车轮承载和传力 3 分类 断开式驱动桥 非断开式驱动桥 非断开式驱动桥 驱动桥壳 主减速器 差速器 半轴 轮毂 断开式驱动桥 主减速器 摆臂轴 摆臂 车轮 半轴 弹性元件 减振器 1 后桥壳 2 差速器壳
16、3 差速器行星齿轮 4 差速器半轴齿 轮 5 半轴 6 主减速器从动齿轮齿圈 7 主减速器主动小 齿轮 后轮驱动驱动桥的主要部件 第一节 主减速器 1 结构 只有一对锥齿轮 2 优点 结构简单 体积小 重量轻和传动 效率高等优点 按参加减速传动的齿轮副数目分 单级式主减速器和双级式主减速器 按主减速器的传动档数分 单速式和双速式 按齿轮副结构形式分 圆柱齿轮式 圆锥齿轮式 准双 曲面齿轮式 一 单级主减速器 准双曲面齿轮传动的特点 1 工作平稳性更好 2 轮齿弯曲强度和接触强度更高 3 主动锥齿轮轴线可下偏移 主动锥齿轮轴线下偏移时 在保证一定离地间隙 条件下降低主动锥齿轮和传动轴的位置 使车身 和整车质心降低 从而提高汽车行驶稳定性 东风EQ1091E型汽车主减速器及差速器 十字轴 差速器左半壳 差速器右半壳 调整螺母 圆锥滚子轴承 圆锥滚子轴承 主动锥齿轮 凸缘 调整垫片 调整垫片 壳 从动锥齿轮 轴承座 隔套 行星齿轮 半轴齿轮 3 组成 二 双级主减速器 1 结构 一对 螺旋锥齿 轮 一对圆柱斜 齿轮 2 优点 可以得到较大的 传动比 3 组成 见右图 CA1091型汽车主减速
