【正文】 NTZ ? 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) wZ? 工作硬化系數(shù) XZ? 接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) 二、 齒輪嚙合彎曲疲勞約束 limm inN T L V R W XHP Z Z Z ZS?? ???1t12TdF??1 2 0 0 0 1 0 7 0 1 . 5 1 . 2 8 1 . 1 1 . 2 7 1 . 4 32 . 3 8 1 8 9 . 8 0 . 9 3 1 1 6 8 2 1 6 8 2 7 1 . 4 3H? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? 21500 1 1 1 6 N /m ? ? ? ? ? ? ???? 26 FSY? 復(fù)合齒形系數(shù) Y??? 抗彎強(qiáng)度計(jì)算的重合度和螺旋角系數(shù) minFS ? 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) FE? ? 齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度基本值 NTY ? 抗彎強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) relTY? ? 相對(duì)齒根圓角敏感性系數(shù) RrelTY ? 相對(duì)表面狀況系數(shù) XY? 抗彎強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) ?????Y YY?? ? ?? 1 120Y???? ???m inF E N T relT R relT XFPFY Y Y YS??? ?tbF A V F F SnF K K K Y Ym ? ??? ? 27 第五章 傳動(dòng)軸 66? 驅(qū)動(dòng)形式的汽車的傳動(dòng)軸有主傳動(dòng)軸，中、后橋傳動(dòng)軸和前橋驅(qū)動(dòng)軸。 壓力角： 輪齒寬： ? ? 7bm? 。 將以上數(shù)據(jù)帶入公式 ? ? 得 中心距 210mma?? 。通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選中心距 a? （單位 mm）： 式中 k? 中心距系數(shù)。 所以將其作為最終設(shè)計(jì)方案。 因該 圖 43 所示方案三 變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維修。二軸與二軸齒輪全浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)。 圖 43 方案 二 1— 一軸主動(dòng)傳動(dòng)齒輪 2— 一軸軸承 3— 副軸軸承 4— 副軸被動(dòng)齒輪 5— 主變速器副軸 3檔齒輪 6— 主變速器副軸 2檔齒輪 7— 主變速器副軸 1檔齒輪 8— 主變速器副軸爬行當(dāng)檔齒輪 9— 主變速器倒檔中間齒輪 10— 副變速器被動(dòng)傳動(dòng)齒輪 11— 副變速器輸出齒輪 12—副變速器副軸軸承 13— 高低檔換擋同步器 14— 輸出軸雙聯(lián)軸承 15— 副變速器輸出軸 16— 副變速器輸出齒輪 17— 副變速器輸入齒輪 18— 主變速器二軸倒檔齒輪 19— 倒爬行檔換擋嚙合套 20— 主變速器二軸爬行檔齒輪 — 21— 主變速器二軸 1檔齒輪 22— 主變速器二軸 2檔換擋嚙合套 23— 主變速器二軸 2檔齒輪 24— 主變速器二軸 3檔齒輪 25— 主箱 4換擋嚙合套 20 圖 43 所示方案三同樣為普通齒輪結(jié)構(gòu)變速箱，它在原主變速箱的基 礎(chǔ)上增加了一個(gè)副變速箱，從而大幅增加了檔位數(shù)。其中 檔的常嚙合齒輪均為斜齒齒輪，而副軸與二軸的一檔、倒檔齒輪以及到當(dāng)中間齒輪為常嚙合支持齒輪。 它的 的缺點(diǎn) 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 ：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造 、 安裝 和維修時(shí) 較困難些。行星傳動(dòng)不僅適用于高轉(zhuǎn)速、大功率，而且在低速大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置上也已獲得了應(yīng)用。 圖 41 方案一 圖 42 方案 二 圖 41 所示方案一為 行星齒輪 變速箱，它 具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高（類型選用得當(dāng)）等優(yōu)點(diǎn)。為避免變速器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式機(jī)械變速器。如在低速時(shí)，讓傳動(dòng)比大的齒輪副工作，而在高速時(shí)，讓傳動(dòng)比小的齒輪副工作。 汽車變速器 多為 機(jī)械式變速箱 ，它 主要應(yīng)用了齒輪傳動(dòng)的降速原理。 ?3 2283 10 35 .9 70 2 N/ m 4 25 ? ? ?????2SPGdFDn? ? ?? 18 第四章 變速器設(shè)計(jì) 變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)裝置。這對(duì)于重型汽車尤為重要。正常使用條件下，壓盤溫度一般在 180 攝氏度以下，當(dāng)溫度超過 180 攝氏度時(shí)，摩擦片的磨損急劇增加。 自由高度：? ?0 2 3 5 . 2 9 8 2 . 5 4 m mbSH H H n d? ? ? ? ? ? ?。 將以上數(shù)據(jù)代入 ? ? 得 取彈簧得工作圈數(shù) ? ，彈簧得總?cè)?shù)一般比工作圈數(shù)多 2圈，所以取彈簧總?cè)?shù)為 10。對(duì)于單片離合器， mmf ???? ??? ,取 2mmf ? 。 由公式 ? ? 得： 328 8PFD K Fc Kdd? ??? ????? ?22Dd4ooF p A p ?? ?? ? ? ?? ?226 3 . 1 4 0 . 4 2 0 . 2 20 . 2 8 1 0 4??? ? ??? ?8FcKd ?????? ? ? ?8 7 8 1 . 5 6 6 + 2 / 4 6 33 . 1 4 7 0 0? ? ? ? ? ? ?? ?? 16 根據(jù)彈簧相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 ? ， 25mmPD ? 。 彈簧工作應(yīng)力 每個(gè)彈簧的工作壓力為 / 2 8 1 3 4 .4 / 3 6 7 8 1 .5 NF F i?? ? ?。當(dāng)需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較多時(shí)，可將壓緊彈簧不知在兩個(gè)同心的圓周上。壓緊彈簧可以圓周布置、中央布置，還可以斜置。同時(shí)，它的彈性元件還能緩和傳動(dòng)系轉(zhuǎn)速急劇變化時(shí)產(chǎn)生的很大的順勢(shì)動(dòng)載荷，以免傳動(dòng)系零件受損和破壞。但這種共振很難消除，阻尼元件則有效耗散此時(shí)的震動(dòng)能量。 扭轉(zhuǎn)減震器 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎成為現(xiàn)代汽車離合器的必備部件，它主要由彈性元件、阻尼元件組成。彈性從動(dòng)盤還使壓力分布比較均勻，改善摩擦表面的接觸，使摩擦片磨損均勻。 將以上數(shù)據(jù)代入 ? ? ： 此時(shí)： m a x/ 1. 4 1ceTT? ? ? ?，滿足要求。首先選擇單類摩擦片式，比同類型汽車，摩擦片尺寸取為： 420 220 10??。所選的 D 應(yīng)使最大圓周速度不超過 65 70m/s。摩擦片外徑 D 是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和使用壽命。 若采用石棉做摩擦材料， oP 在 范圍 內(nèi)選取；對(duì)于轎車，oP 為 ；貨車 oP 為 。 單位壓力 ? ?33m a x 112c e ofzT T P D C??? ? ? ? ?? ?22Dd4ooF p A p ?? ?? ? ? ?m a xC e CT T F f R Z? ?? ? ? ? ?maxCeTT???()CR D d????3322C DdR ??? ??? ?? ?? ?? ? 13 摩擦片上的單位壓力值和離合器的工作條件、后備系數(shù)、摩擦片的尺寸、材料及質(zhì)量等因素有關(guān)。 為了達(dá)到可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩的要求，由 ? ? 、 ? ? 可得： 為了使離合器由足夠的壽命， 3 中摩擦面上的總壓力 F? 應(yīng)有足夠大的摩擦面積來承受，即單位壓力 oP 不能過大 ： 將 ? ? 帶入式 ? ? 得 式中 C? 摩擦片內(nèi)、外半徑之比。 為了保證離合器在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，在設(shè)計(jì)上規(guī)定離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 maxeT ，即： 式中 ?? 離合器后備系數(shù) ,??? 。離合器的靜摩擦力矩由摩擦面上的壓緊力、摩擦力的作用半徑、摩擦副材料及摩擦片的工作面數(shù)等因素決定 ： 式中 CT? 離合器的靜摩擦力矩 ， Nm； F?? 作用在摩擦面上的總的壓力 ， N ； f? 摩擦系數(shù) ，石棉對(duì)鋼 f???? ； CR? 摩擦片平均摩擦半徑 ， m 。鉚接法連接可靠，適宜在從動(dòng)鋼片上裝波形彈簧片，磨損后更換摩擦片方便。但因其價(jià)格低，密度小，有良好的彈性，結(jié)合柔軟，能滿足大多數(shù)離合器的使用要求，所以得到廣泛應(yīng)用。 摩擦片所用的材料有石棉基材料、燒結(jié)金屬和金屬陶瓷等。 摩擦片 摩擦片的工作條件比較惡劣，通過它與壓盤間的摩擦作用來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，因此，它直接影響整個(gè)離合器性能和容量的大小。從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小換擋時(shí)齒輪間的沖擊；從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈 11 性，保證汽車平穩(wěn)起步；從動(dòng)盤應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器，以避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振，緩和沖擊載荷。 查資料得，對(duì)于 32 噸位的載重汽車離合器，發(fā)現(xiàn)單片式離合器應(yīng)用較多，這說明摩擦材料性能已能滿足 32 噸位載重汽車離合器的需要，所以可以首先考慮采用單片式離合器 ，其結(jié)構(gòu)如圖 21 所示 。 單片式和 雙片式離合器均為干式離合器，多片式離合器多為濕式。如果傳遞相同轉(zhuǎn)矩，雙片式離合器較單片式的徑向尺寸小，踏板力小。隨著摩擦材料的提高，在大型載重汽車上的應(yīng)用也日漸增多。 從動(dòng)盤的選擇 單片式離 合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離徹底、尺寸緊湊、從東部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱型號(hào)、調(diào)整方便，只需在結(jié)構(gòu)上采用適當(dāng)措施便可保證其結(jié)合平順。盤式離合器按從動(dòng)盤的數(shù)目可分為單片、雙片和多片三類。在機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)中，以摩擦式離合器的應(yīng)用最為廣泛。 傳動(dòng)比的分配按 斯達(dá) — 斯太爾 ?重型載重汽車 進(jìn)行。 WD 發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù) 如表 2— 1： 表 2— 1 所選發(fā)動(dòng)機(jī) 的 參數(shù) 系統(tǒng)傳動(dòng)比分配 汽車傳動(dòng)系主要包括離合器、變速箱、傳動(dòng)軸、分動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)橋等。 將以上數(shù)據(jù) 代入 ? ? ： 3m a x m a x m a xP 3 6 0 0 7 6 1 4 0ar De r a am g f CAVV? ????????? ? 7 最大功率轉(zhuǎn)速 Pn 中型貨車柴油機(jī)的 Pn 一般在 1800 4000r/min 之間，重型貨車柴油機(jī)的 Pn 可取得低一些 ，取 1400 1800r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大，動(dòng)力性能就越好，粗略估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率時(shí)，可根據(jù)所要求的最大車速maxaV 來確定，即： 式中 maxPe ? 最大功率， KW ； r?? 傳動(dòng)系效率 ，取 ? ? ； g? 重力加速度 ， 210m/sg? ； rf? 滾動(dòng)阻力系數(shù) ，貨車取 ? ； DC? 空氣阻力系數(shù) ， ? ； A? 汽車正面投影面積， 2m 1A BH? ， 1B? 前輪距， 對(duì)于重型汽車： 1 2mB? ； H? 汽車總高， 3mH? 。查相關(guān)資料，以 斯達(dá) — 斯太爾 038/ 66? 重型載重汽車 作為參 考 ，進(jìn)行設(shè)計(jì)。 傳動(dòng)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在確定了傳動(dòng)系統(tǒng)方案后，下一步就是結(jié)合原始數(shù)據(jù)，展開各個(gè)模塊具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ，然后 結(jié)合上一步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所得的數(shù)據(jù)， 用 AutoCAD繪制 部分零件 的 裝配圖和部分零件圖 ，并用 Solidwork2020 進(jìn)行三維建模。按照各個(gè)模塊所要完成的功能， 分別 對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì) 。 載重汽車傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定 一開始就對(duì) 汽車傳動(dòng)系統(tǒng) 進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，這 將是個(gè)工作量巨大的工程，也會(huì)面臨很多困難。 對(duì)于重型載重汽車，為了增大后橋離地高度，增加其通過性，通常采用 輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋 。驅(qū)動(dòng)橋 作為載重 汽車的 重要標(biāo)志之一， 通?？梢园凑詹煌氖褂脳l件，選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)。欲保證重型汽車具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性，必須擴(kuò)大變速器傳動(dòng)比的范圍并增加檔位數(shù)。 他們都各有優(yōu)缺點(diǎn)，在現(xiàn)代載重汽車中都有廣泛的應(yīng)用。離合器 壓緊彈簧的形式 有圓柱彈簧、矩形斷面圓錐彈簧和膜片彈簧等型式。多盤離合器多為濕式，在汽車上應(yīng)用較少。其功用是將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩；通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。萬(wàn)向傳動(dòng)裝置主要由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，將變速器或者是分動(dòng)器發(fā)出的動(dòng)力輸送給驅(qū)動(dòng)橋。 變速器的功用是：在不同的使用條件下，改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車得到不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的 4 工況 范圍內(nèi)工作； 保證汽車能倒退行駛和在滑 行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系保持分離 ； 需要時(shí)還應(yīng)有動(dòng)力輸出 的功能。 課題研究的背景 載重汽車傳動(dòng)系的各主要組成部分及功能 載重汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)通常為機(jī)械式，它主要由離合器、變速器、分動(dòng)器（多軸驅(qū)動(dòng)）、由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置以及 安裝在驅(qū)動(dòng)橋中的主減速器、差速器和半軸等組成，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)過傳統(tǒng)系統(tǒng)傳給驅(qū)動(dòng)輪 ，驅(qū)動(dòng)汽車行駛 。設(shè)計(jì)良好的傳動(dòng)系統(tǒng)，總是能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功更好的傳遞給用于驅(qū)動(dòng)汽車行駛的驅(qū)動(dòng)輪。如何能夠在滿足市場(chǎng)需求的情況下，提高 能源的利用效率，減少對(duì)環(huán)境的污染，就成為了載重汽車設(shè)計(jì)過程中不得不考慮的問題。這就促進(jìn)了大噸位、大批量、長(zhǎng)距離運(yùn)輸