汽车传动系原理

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1、2021/6/161第十二章第十二章 汽车传动系汽车传动系概述概述 离合器离合器 机械变速器机械变速器自动变速器自动变速器万向传动装置万向传动装置驱动桥驱动桥2021/6/16212.112.1 概概 述述一、功用一、功用 将发动机发出的动力传递给驱动车轮使车在各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。济性和动力性。 具体地分为以下几点：具体地分为以下几点：1 1、减速、减速 通过传动系的作用，使驱动轮的转速降低通过传动系的作用，使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应驱动轮所得为发动机转

2、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。到的转矩增大到发动机转矩的若干倍。 2021/6/163 保持发动机在有利的转速范围内工作，汽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。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。某些情况下倒车。2 2、变速、变速3 3、倒车、倒车2021/6/1644 4、中断传动、中断传动 发动机只能在无负荷情况下起动，而且起动后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以上，所以在汽车起转速必须保持在最低稳定转

3、速以上，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。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。速度旋转。5 5、差速作用、差速作用2021/6/165二、传动系的分类二、传动系的分类1 1、机械传动系、机械传动系 组成：离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速组成：离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速 器和半轴器和半轴发动机发动机离合器离合器变

4、速器变速器万向节万向节驱动桥驱动桥主减速器主减速器差速器差速器传动轴传动轴半轴半轴2021/6/1662 2、液力机械式传动系、液力机械式传动系 液力机械传动系是将液力传动与机械传动有机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。递动力。 3 3、静液式传动系、静液式传动系原理：原理：通过液体介质的静压力能的变化来传动的。通过液体介质的静压力能的变化来传动的。 组成：组成：由发动机驱动的油泵、液压马达和控制由发动机驱

5、动的油泵、液压马达和控制 装置。装置。2021/6/167静液式传动系示意图静液式传动系示意图驱动桥驱动桥液压马达液压马达油油 泵泵发动机发动机液压自动控液压自动控制装置制装置变速操纵杆变速操纵杆2021/6/1684 4、电力式传动系、电力式传动系电电 池池电动机控制器电动机控制器电动机电动机发电机发电机发动机发动机2021/6/169三、三、 传动系的布置型式传动系的布置型式传动系的布置方式传动系的布置方式发动机前置后轮驱动发动机前置后轮驱动发动机前置前轮驱动发动机前置前轮驱动四轮驱动四轮驱动2021/6/1610越野车的传动系越野车的传动系发动机发动机离合器离合器变速器变速器分动器分动器

6、前驱动桥前驱动桥2021/6/1611桑塔纳轿车传动系桑塔纳轿车传动系2021/6/1612液力变矩器液力变矩器液力机械式传动液力机械式传动 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。式机械变速器。发动机发动机液力变矩器液力变矩器行星齿轮变速系统行星齿轮变速系统 不但可以传递转矩，还可以改变转矩的大小，实现无不但可以传递转矩，还可以改变转矩的大小，实现无级变速，应用更为广泛。级变速，应用更为广泛。2021/6/1613飞飞 轮轮从动

7、盘从动盘膜片弹簧膜片弹簧离合器盖离合器盖压压 盘盘离合器踏板离合器踏板1 1、膜片式离合器工作原理、膜片式离合器工作原理2021/6/16142、摩擦式离合器工作原理、摩擦式离合器工作原理2021/6/1615由由主动部分主动部分、从动部分从动部分、压紧机构压紧机构和和操纵机构操纵机构四部分组成。四部分组成。离合器盖离合器盖压压 盘盘飞飞 轮轮2021/6/1616摩擦片摩擦片从动盘本体从动盘本体从动盘毂从动盘毂减振器盘减振器盘摩擦片摩擦片2021/6/1617从动盘的总体结构从动盘的总体结构2021/6/1618、扭转减振器、扭转减振器1.1.动力传递动力传递 摩擦片摩擦片- -从动钢片从动

8、钢片- -减振盘减振盘- -减振弹簧减振弹簧- -从动从动 盘毂。盘毂。2.2.减振弹簧和阻尼片衰减振动。减振弹簧和阻尼片衰减振动。2021/6/1619不工作时不工作时工作时工作时摩擦片转动，从动盘摩擦片转动，从动盘毂没有转动时，弹簧毂没有转动时，弹簧被压缩被压缩2021/6/1620压压 盘盘膜片弹簧膜片弹簧飞飞 轮轮分离轴承分离轴承2021/6/1621 驾驶员借以使离合器分离，而后又使之柔和结合驾驶员借以使离合器分离，而后又使之柔和结合的一套机构的一套机构。 包括离合器踏板到离合器壳内的分离轴承及中间包括离合器踏板到离合器壳内的分离轴承及中间的传动部件。的传动部件。 作用：作用：组成：

9、组成：2021/6/16222021/6/1623踏踏 板板储储 液液 室室主主 缸缸工工 作作 缸缸分离轴承分离轴承分离杠杆分离杠杆分离叉分离叉推推 杆杆推推 杆杆2021/6/1624从动盘从动盘压紧弹簧压紧弹簧压压 盘盘离合器盖离合器盖2021/6/16252021/6/16262021/6/1627用弹簧钢板制成的带有锥度的膜片弹簧用弹簧钢板制成的带有锥度的膜片弹簧作为压紧弹簧。作为压紧弹簧。膜片弹簧膜片弹簧2021/6/1628外端圆孔，可外端圆孔，可防止应力集中。防止应力集中。2021/6/1629、膜片弹簧离合器工作原理、膜片弹簧离合器工作原理压盘压盘膜片弹簧膜片弹簧盖盖飞轮飞轮

10、 膜片弹簧处于膜片弹簧处于自由状态，离合器自由状态，离合器盖与飞轮接合面有盖与飞轮接合面有一距离。一距离。后钢丝后钢丝支承圈支承圈 接合状态，膜接合状态，膜片弹簧锥度变小。片弹簧锥度变小。前钢丝前钢丝支承圈支承圈 分离状分离状态，膜片弹态，膜片弹簧呈反形。簧呈反形。2021/6/1630油封油封U型支架型支架蜂窝形橡胶垫蜂窝形橡胶垫注油嘴注油嘴轴承轴承轴承座轴承座EQ1090EEQ1090E型汽车传动轴中间支承型汽车传动轴中间支承2021/6/163112.6 12.6 驱动桥驱动桥一、概述一、概述1 1、组成与功用、组成与功用（1 1）组成：主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等）组成：主减速器

11、、差速器、半轴和驱动桥壳等 组成。组成。（2 2）功用：将万向传动装置传来的发动机动力经过）功用：将万向传动装置传来的发动机动力经过 降速，将增大的转矩分配到驱动车轮。降速，将增大的转矩分配到驱动车轮。（3 3）分类：断开式驱动桥、非开式驱动桥。）分类：断开式驱动桥、非开式驱动桥。2021/6/1632非断开式驱动桥驱动桥壳驱动桥壳主减速器主减速器差速器差速器半轴半轴轮毂轮毂2021/6/1633断开式驱动桥主减速器主减速器摆臂轴摆臂轴摆臂摆臂车轮车轮半轴半轴弹性元件弹性元件减振器减振器2021/6/16341-1-后桥壳；后桥壳；2-2-差速器壳；差速器壳；3-3-差速器行星齿轮；差速器行星

12、齿轮；4-4-差速器半轴齿轮；差速器半轴齿轮；5-5-半轴；半轴； 6-6-主减速器从动齿轮齿圈；主减速器从动齿轮齿圈；7-7-主减速器主动小齿轮主减速器主动小齿轮 后轮驱动驱动桥的主要部件后轮驱动驱动桥的主要部件2021/6/1635二、主减速器二、主减速器 （1 1）结构：）结构：只有一对锥齿轮；只有一对锥齿轮；（2 2）优点：）优点：结构简单、体积小，重量轻和传动效率高等优点。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，可分为按参加减速传动的齿轮副数目分，可分为单级式主减单级式主减速器和双级式主减速器速器和双级式主减速器。除了一些要求大传动比的中、重。除了

13、一些要求大传动比的中、重型车采用双级主减速器外，一般微、轻、中型车基本采用型车采用双级主减速器外，一般微、轻、中型车基本采用单级主减速器。单级主减速器。1 1、单级主减速器、单级主减速器2021/6/1636东风EQ1141G型汽车主减速器及差速器十字轴十字轴差速器左半壳差速器左半壳差速器右半壳差速器右半壳调整螺母调整螺母圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承主动锥齿轮主动锥齿轮凸缘凸缘调整垫片调整垫片调整垫片调整垫片壳壳从动锥齿轮从动锥齿轮轴承座轴承座隔套隔套行星齿轮行星齿轮半轴齿轮半轴齿轮（3 3）组成）组成2021/6/16372 2、双级主减速器、双级主减速器（1 1）结构：

14、）结构： 一对一对 螺旋锥齿螺旋锥齿轮，一对圆柱斜轮，一对圆柱斜齿轮。齿轮。（2 2）优点：）优点： 可以得到较大的可以得到较大的传动比。传动比。（3 3）组成：）组成： （见右图）（见右图）CA1091型汽车主减速器及差速器剖面图主动轴主动轴一级主动齿轮一级主动齿轮一级从一级从动齿轮动齿轮二级主动齿轮二级主动齿轮中间轴中间轴二级从动齿轮二级从动齿轮差速器壳差速器壳半轴齿轮半轴齿轮行星齿轮行星齿轮十字轴十字轴2021/6/16383 3、贯通式主减速器、贯通式主减速器 前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴从离分动器较近的驱动桥中穿过，通往

15、另一驱动桥。从离分动器较近的驱动桥中穿过，通往另一驱动桥。延安延安SX2150SX2150型汽车贯通式中驱动桥型汽车贯通式中驱动桥主动准双曲面齿轮主动准双曲面齿轮从动圆柱齿轮从动圆柱齿轮主动圆柱齿轮主动圆柱齿轮凸缘盘凸缘盘从动准双曲面齿轮从动准双曲面齿轮贯通轴贯通轴2021/6/1639三、差速器三、差速器1-1-轴承；轴承；2-2-左外壳；左外壳；3-3-垫片；垫片；4-4-半轴齿轮；半轴齿轮；5-5-垫圈；垫圈；6-6-行行星齿轮；星齿轮； 7-7-从动齿轮；从动齿轮；8-8-右外壳；右外壳；9-9-十字轴；十字轴；10-10-螺栓螺栓1 1、功用：、功用： 汽车差速器是一个差速传动机构，

16、用来保证各驱汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。打滑。2021/6/16402 2、差速器分类、差速器分类（1 1）按用途分：轮间差速器和轴间差速器）按用途分：轮间差速器和轴间差速器。（2 2）按工作特性分：普通锥齿轮差速器和防滑差速器）按工作特性分：普通锥齿轮差速器和防滑差速器。3 3、普通锥齿轮差速器、普通锥齿轮差速器组成组成差速器壳差速器壳差速器壳差速器壳半轴齿轮半轴齿轮半轴齿轮半轴齿轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮十字轴十字轴螺栓螺栓行星齿轮垫片行星齿轮垫片半轴齿轮垫片半轴齿轮

17、垫片半轴齿轮垫片半轴齿轮垫片2021/6/1641差速器的工作原理差速器的工作原理1 1、2-2-半轴齿轮半轴齿轮 3-3-差速器壳差速器壳 4-4-行行星齿轮星齿轮 5-5-十字轴十字轴 6-6-从动锥齿轮从动锥齿轮锥齿轮差速器的运动特性方程式：锥齿轮差速器的运动特性方程式：n n1 1+n+n2 2=2n=2n0 0结论：结论：（1 1）当差速器壳转速为零时，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，）当差速器壳转速为零时，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。（2 2）当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速

18、为差速）当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍。器壳转速的两倍。2021/6/1642差速原理影片介绍差速原理影片介绍2021/6/1643转矩特性转矩特性 这种差速器在传力过这种差速器在传力过程中行星齿轮相当于一个程中行星齿轮相当于一个等臂杠杆，两半轴齿轮半等臂杠杆，两半轴齿轮半径相等，行星齿轮没有自径相等，行星齿轮没有自转时转时，转矩均分给两半轴转矩均分给两半轴齿轮，即齿轮，即M M1 1=M=M2 2=0.5=0.5。 行星齿轮自转时，行星齿轮受到行星齿轮自转时，行星齿轮受到摩擦力矩摩擦力矩M Mr r作用且与作用且与自转方向相反。自转方向相反。M Mr

19、 r使行星齿轮分别对左右半轴齿轮附加作使行星齿轮分别对左右半轴齿轮附加作用了两个圆周力用了两个圆周力F F1 1、F F2 2 故故M M1 1=0.5=0.5（M M0 0- - M Mr r ），）， M M2 2=0.5=0.5（M M0 0+ + M Mr r ）于是，）于是，M M2 2-M-M1 1= M= Mr r。2021/6/1644锁紧系数锁紧系数K=0.050.15 K=0.050.15 ， 转矩比转矩比K Kb b=1.11.4=1.11.4故可认为无论差不差速，转矩总是平均分配的。故可认为无论差不差速，转矩总是平均分配的。锁紧系数锁紧系数K K：衡量差速器内摩擦力矩的

20、大小及转矩分配特性。衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性。差速器内摩擦力矩与其输入转矩之比为差速器内摩擦力矩与其输入转矩之比为K。两半轴转矩之比为转矩比两半轴转矩之比为转矩比Kb。2021/6/16454 4、防滑差速器、防滑差速器 防滑差速器可以克服上述对称锥齿轮式差速器的弊端，它可防滑差速器可以克服上述对称锥齿轮式差速器的弊端，它可以在一侧驱动轮打滑空转的同时，将大部分或全部转矩传给不打以在一侧驱动轮打滑空转的同时，将大部分或全部转矩传给不打滑的驱动轮，以利用这一驱动轮的附着力产生较大的驱动力矩使滑的驱动轮，以利用这一驱动轮的附着力产生较大的驱动力矩使汽车行驶。汽车行驶。下面以强制锁止

21、式差速器为例讲解下面以强制锁止式差速器为例讲解主动齿轮主动齿轮从动齿轮从动齿轮拔叉拔叉半轴半轴半轴半轴差速器壳差速器壳差速器壳差速器壳接合套接合套齿圈齿圈 将半轴与差速器壳连成一将半轴与差速器壳连成一体，相当于把左右两半轴锁成体，相当于把左右两半轴锁成一体，使差速器不起作用。一体，使差速器不起作用。注意事项：注意事项： 一般要在停车时进行操纵；一般要在停车时进行操纵；接上差速锁时，只允许直线行接上差速锁时，只允许直线行驶；通过坏路后应立即脱开差驶；通过坏路后应立即脱开差速锁。速锁。2021/6/1646四、半轴四、半轴 1、功用：、功用： 半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速

22、半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上。在非断开式驱动桥内，半轴一般是实心的；在断开式驱动器上。在非断开式驱动桥内，半轴一般是实心的；在断开式驱动桥处，往往采用万向传动装置给驱动轮传递动力；在转向驱动桥桥处，往往采用万向传动装置给驱动轮传递动力；在转向驱动桥内，半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段，中间用等角速万向内，半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段，中间用等角速万向节相连接。节相连接。2、分类：、分类： 、全浮式半轴、全浮式半轴 只传递扭矩，不传递弯矩。只传递扭矩，不传递弯矩。 、半浮式半轴、半浮式半轴 只传递扭矩，不传递弯矩。只传递扭矩，不传递弯矩。 除传递扭矩外，还要

23、传递弯矩。除传递扭矩外，还要传递弯矩。2021/6/1647五、桥壳五、桥壳 1 1、功用：、功用： 驱动桥壳一般由主减速器壳和半轴套管组成。其内部用来驱动桥壳一般由主减速器壳和半轴套管组成。其内部用来安装主减速器、差速器和半轴等；其外部通过悬架与车架相连，安装主减速器、差速器和半轴等；其外部通过悬架与车架相连，两端安装制动底板并连接车轮，承受悬架和车轮传来的各种作两端安装制动底板并连接车轮，承受悬架和车轮传来的各种作用力和力矩。用力和力矩。2 2、分类：、分类： 分段式桥壳分段式桥壳 整体式桥壳整体式桥壳2021/6/1648小结传动系的传动系的五大功用、分类和布置形式五大功用、分类和布置形

24、式摩擦式离合器摩擦式离合器传力机构传力机构操纵机构操纵机构主动部分主动部分从动部分从动部分压紧机构压紧机构分离机构分离机构摩擦传力摩擦传力压紧力压紧力与分离机构共同与分离机构共同使主、从动部分使主、从动部分结合与分离。结合与分离。2021/6/1649膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器扭转减振器扭转减振器膜片弹簧既是压紧膜片弹簧既是压紧弹簧又是分离杆杠弹簧又是分离杆杠利用减振弹簧和摩擦垫片利用减振弹簧和摩擦垫片吸收、消耗振动能量吸收、消耗振动能量变速器变速器机械变速器机械变速器自动变速器自动变速器重点掌重点掌握握熟熟 悉悉2021/6/1650十字轴式万向节的结构及工作特性十字轴式万向节的结构及工作

25、特性准等速、等速万向节的原理准等速、等速万向节的原理传动轴的结构特点及中间支承的作用传动轴的结构特点及中间支承的作用万向传动装置万向传动装置主减速器主减速器功用功用原理分析原理分析各种类的结构分析各种类的结构分析2021/6/1651普通齿轮式差速器普通齿轮式差速器强制锁止式速器强制锁止式速器高摩擦自锁式差速器高摩擦自锁式差速器半轴的功用、支承型式及其特点半轴的功用、支承型式及其特点桥壳的功用、型式及其特点桥壳的功用、型式及其特点差速器差速器半轴、桥壳半轴、桥壳结构结构转速特性转速特性转矩特性转矩特性结构特点结构特点类型类型2021/6/1652 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！