【正文】 于 汽 車 的 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。普通雙軸貨車或部分轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)縱向布置在汽車的前部，并且以后輪為驅(qū)動(dòng)輪，其傳動(dòng)系統(tǒng)的組成和布置發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力依次經(jīng)過離合器、變速器(或自動(dòng)變速器)和由萬向節(jié)與傳動(dòng)軸組成的萬向傳動(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，最后傳到驅(qū)動(dòng)車輪。 安 徽 建 筑 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 專 業(yè) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 班 級(jí) 0 6 機(jī) 械（4）班 學(xué)生姓名 張 立 芝 學(xué) 號(hào) 0 6 2 1 0 0 1 0 4 3 9 課 題 轎 車 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 指導(dǎo)教師 錢 德 猛 博 士 2022 年 5 月 28 日 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2摘要汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪。組成 現(xiàn)代汽車普遍采用的是活塞式內(nèi)燃機(jī)，與之相配用的傳動(dòng)系統(tǒng)大多數(shù)是采用機(jī)械式或液力機(jī)械式的。傳動(dòng)系統(tǒng)的首要任務(wù)是與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同工作，以保證汽車能在不同使用條件下正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 汽 車 傳 動(dòng) 系 的 基 本 功 能 就 是 將 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 發(fā) 出 的 動(dòng) 力 傳給 驅(qū) 動(dòng) 車 輪 。動(dòng) 力 性 是 指 汽 車 在 良 好 的 路 面 上 直 線 行 駛 時(shí) 由 汽 車 受 到 的 縱 向 外 力決 定 的 、 所 能 達(dá) 到 的 平 均 行 駛 速 度 。燃 油 經(jīng) 濟(jì) 性 是 指 在 保 證 動(dòng) 力 的 情 況 下 ， 汽 車 以 盡 量 少 的 燃 油 消 耗 量經(jīng) 濟(jì) 行 駛 的 能 力 ， 燃 油 經(jīng) 濟(jì) 性 好 ， 可 以 降 低 汽 車 的 使 用 費(fèi) 用 、 減 少 國(guó) 家對(duì) 進(jìn) 口 石 油 的 依 賴 性 、 節(jié) 省 石 油 資 源 ； 同 時(shí) 降 低 了 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 產(chǎn) 生 有 害 氣 體的 排 放 量 ， 起 到 保 護(hù) 環(huán) 境 的 作 用 。 同時(shí) 也 受 到 各 國(guó) 政 府 和 汽 車 制 造 業(yè) 的 重 視 。安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車在 1898 年以前，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出后直接通過齒輪傳給驅(qū)動(dòng)軸，因而限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置只能緊靠驅(qū)動(dòng)輪軸，使汽車的造型設(shè)計(jì)產(chǎn)生了困難。雷諾，通過多年的苦心鉆研和實(shí)驗(yàn)，終于試制出了萬向節(jié)和差動(dòng)軸齒輪，從而解決了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力必須緊靠驅(qū)動(dòng)輪軸安放的限制。正因?yàn)槿f向節(jié)的發(fā)明，才有了今天的前置后驅(qū)動(dòng)，后置前驅(qū)動(dòng)汽車，它標(biāo)志著汽車傳動(dòng)技術(shù)走向成熟。隨著科技的不斷進(jìn)步汽車傳動(dòng)技術(shù)的不斷提升，汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用前景越來越廣闊。新型的多功能張緊器、導(dǎo)向器及其附件的耐磨材料也將不斷升級(jí)換代?！。阂环N新型的數(shù)字化設(shè)計(jì)的內(nèi)外復(fù)合嚙合機(jī)制的齒形鏈和一種具有非圓異形孔鏈板的內(nèi)外嚙合有序交替排列的新型 HyVo 鏈將越來越廣泛地在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用。安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 課題研究?jī)?nèi)容由于汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的組成有離合器、變速器、萬向節(jié)、驅(qū)動(dòng)橋、差速器、半軸、主減速器以及傳動(dòng)軸等等零部件。這兩個(gè)方案又各自分成不同的小的方案，每個(gè)小的方案也有自己不同的零件選擇標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和不同的布置方案方法。本篇論文主要闡述汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理、各個(gè)零部件的功能作用以及對(duì)轎車版中的設(shè)計(jì)計(jì)算。 （申明本車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)不是傳統(tǒng)載貨車上從變速器到后驅(qū)動(dòng)橋之間長(zhǎng)軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)，而是半軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)。 第 2 章 汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造及其工作原理 機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的布置方案： U 最早期的汽車絕大部分采用 FR 布局，現(xiàn)在則主要應(yīng)用在中、高級(jí)轎車中。缺點(diǎn)是：傳動(dòng)部件多、傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量大，貫穿乘坐艙的傳動(dòng)軸占據(jù)了艙內(nèi)的地臺(tái)空間。FF 的優(yōu)點(diǎn)是：降低了車廂地臺(tái)，操控性有明顯的轉(zhuǎn)向不足特性，另外其抗側(cè)滑的能力也比 FR 強(qiáng)。：發(fā)動(dòng)機(jī)放置在前、后軸之間，同時(shí)采用后輪驅(qū)動(dòng)，類似 F1 賽車的布置形式。MR 的優(yōu)點(diǎn)是：軸荷分配均勻，具有很中性的操控特性。：早期廣泛應(yīng)用在微型車上，現(xiàn)在多應(yīng)用在大客車上，轎車上已很少用，但保時(shí)捷 911 的“甩尾”則是因 RR 出名的。缺點(diǎn)是：后軸荷較大，在操控性方面會(huì)產(chǎn)生與 FF 相反的轉(zhuǎn)向過度傾向。4WD 的優(yōu)點(diǎn)是：四個(gè)車輪均有動(dòng)力，地面附著率最大，通過性和動(dòng)力性好。其構(gòu)造示意圖如下：圖 21 典型轎車構(gòu)造示意圖 　動(dòng)力連接裝置安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 91）. 扭力轉(zhuǎn)換器：這組機(jī)構(gòu)被裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)與自動(dòng)變速箱之間，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力平順的傳送到自動(dòng)變速箱。2）. 離合器：這組機(jī)構(gòu)被裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)與手動(dòng)變速箱之間，負(fù)責(zé)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳送到手動(dòng)變速箱?！?2）. 自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)：一般稱為“自動(dòng)變速箱”，利用油壓的作用去改變檔位。傳動(dòng)軸　　將經(jīng)過變速系統(tǒng)傳遞出來的動(dòng)力，傳遞至車輪進(jìn)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。但是為了滿足汽車行駛上的需求，車輛必須有停止、換檔等功能，因此必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的外連動(dòng)之處，加入一組機(jī)構(gòu)，以視需求中斷動(dòng)力的傳遞，以在發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情形之下，達(dá)成讓車輛靜止或是進(jìn)行換檔的需求。一般在車輛上可以看到的動(dòng)力連接裝置有離合器與扭力轉(zhuǎn)換器等兩種。示意圖如下：安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 22 離合器 離合器這組機(jī)構(gòu)被裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)與手動(dòng)變速箱之間，負(fù)責(zé)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳送到手動(dòng)變速箱。在飛輪的外殼之中，以一圓盤狀的彈簧連接壓板，其間有一摩擦盤與變速箱輸入軸連接?！　《?dāng)踩下踏板時(shí)，機(jī)構(gòu)將向彈簧加壓，使得彈簧的外圍翹起，壓皮便與摩擦板脫離。摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器，它基本上是由主動(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。發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸（即變速器的主動(dòng)軸）相連。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪?！　∮捎谄囋谛旭傔^程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分是經(jīng)常處于接合狀態(tài)的。當(dāng)希望離合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，套在從動(dòng)盤轂的環(huán)槽中的撥叉便推動(dòng)從動(dòng)盤克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。隨著飛輪和從動(dòng)盤接合緊密程度的逐步增大，二者轉(zhuǎn)速也漸趨相等。摩擦離合器所能傳出的最大轉(zhuǎn)矩取決于摩擦面間的最大靜摩擦力矩，而后者又由摩擦面間最大壓緊力和摩擦面尺寸及性質(zhì)決定。因此，對(duì)于離合器的具體結(jié)構(gòu)的要求就有這三點(diǎn)：首先是在保證傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下，滿足兩個(gè)基本性能要求，即分離徹底和接合柔和；其次，離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小。此外，還要求離合器散熱良好。離合器接合愈柔和，產(chǎn)生地?zé)崃坑?，這些熱量如不技術(shù)散出，對(duì)離合地工作將產(chǎn)生嚴(yán)重地影響。雙盤離合器：即增加了一個(gè)從動(dòng)盤。2.）中央彈簧離合器：僅具有一個(gè)或兩個(gè)較強(qiáng)力的螺旋彈簧并安安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12置在中央。離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的部件，其作用就是使其主動(dòng)和從動(dòng)部分可在駕駛員操縱下徹底分離，隨后再柔和接合。 ）保證汽車平穩(wěn)起步這是離合器的首要功能。而汽車起步時(shí)，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。這是因?yàn)槠噺撵o止到前沖時(shí)，產(chǎn)生很大慣性力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大地阻力矩。因此，我們就需要離合器的幫助了。在接合過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩逐漸增大，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速上，而不致熄火。 ）保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平順在汽車行駛過程中，為適應(yīng)不斷變化的行駛條件，傳動(dòng)系經(jīng)常要更換不同檔位工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動(dòng)力傳動(dòng)，便于使原檔位的嚙合副脫開，同時(shí)使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步，這樣進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大大的減小，實(shí)現(xiàn)平順的換檔。有了離合器，便可以依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以消除這一危險(xiǎn)。通過上面的了解，我們可以知道，離合器應(yīng)該使這樣一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：其主動(dòng)部分和從動(dòng)部分可以暫時(shí)分離，又可以逐漸接合，并且在傳動(dòng)過程中還要有可能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。我們將在后面專門介紹這幾種離合裝置。機(jī)械工程師開始思考如何以利用機(jī)構(gòu)來簡(jiǎn)化操作過程。扭力轉(zhuǎn)換器導(dǎo)入，改變了人們駕駛汽車的習(xí)慣！扭力轉(zhuǎn)換器取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式離合器，被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與自動(dòng)變速箱之間，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力平順的傳送到自動(dòng)變速箱。在扭力轉(zhuǎn)換器之中，左側(cè)為發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸，直接與泵輪外殼連接。導(dǎo)輪與渦輪之間沒有任何直接的連接機(jī)構(gòu)，兩者均密封在扭力轉(zhuǎn)換器的外殼之中，而扭力轉(zhuǎn)換器之內(nèi)則是充滿了黏性液體。但是由于轉(zhuǎn)速太低，液體對(duì)于渦輪施加的力量，并不足以推動(dòng)車輛前進(jìn)，車輛便可靜止不動(dòng)，便可達(dá)到如同離合器分離的狀況。安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 變速機(jī)構(gòu)汽車在起步加速時(shí)須要比較大的驅(qū)動(dòng)力，此時(shí)車輛的速度低，而發(fā)動(dòng)機(jī)卻必須以較高的轉(zhuǎn)速來輸出較大的動(dòng)力。汽車的速度在由低到高的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卻是由高變到低，要如何解決矛盾現(xiàn)象呢？于是通稱為“變速箱”的這種可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪之間換轉(zhuǎn)差異的裝置為此而生。近年來由于消費(fèi)者的需求以及技術(shù)的進(jìn)步，汽車廠開發(fā)稱為“手自一體變速箱”的可以手動(dòng)操作的自動(dòng)變速箱；此外汽車廠也為高性能的車輛開發(fā)出稱為“順序式半自動(dòng)變速箱”的帶有自動(dòng)操作功能的手動(dòng)變速箱。圖示如下： 圖 23 變速機(jī)構(gòu) 在手動(dòng)變速系統(tǒng)里面含有離合器、手動(dòng)變速箱二個(gè)主要部份。一般車型所使用的離合器只有二片磨擦片，而賽車和載重車輛則使用具有更磨擦片的離合器。手動(dòng)變速箱：以手動(dòng)方式操作變速箱去做變換檔位的動(dòng)作，使手動(dòng)變速箱內(nèi)的輸入軸和輸出軸上的齒輪嚙合。目前的手動(dòng)變速箱均是使用同步齒輪的嚙合機(jī)構(gòu)，使換檔的操作更加的簡(jiǎn)易，換檔的平順性也更好。從此以后駕駛汽車在起步、停止以及在加減速的行駛過程中，駕駛者就不需要再做換檔的動(dòng)作。在電子控制系統(tǒng)里面加入手動(dòng)換檔的控制程序，就成了具有手動(dòng)操作功能的“手自一體變速箱”。將動(dòng)力自輸入軸傳送到對(duì)向的輸出軸，經(jīng)由輸出軸再將動(dòng)力傳送到自動(dòng)變速箱。為了減少動(dòng)力的損失，在主動(dòng)與被動(dòng)葉輪之間加入一組不動(dòng)葉輪使能量的傳送效率增加；以及在液體扭力轉(zhuǎn)換器內(nèi)加入一組離合器，并在適當(dāng)?shù)男旭偁顟B(tài)下利用離合器將主動(dòng)與被動(dòng)葉輪鎖定，讓主動(dòng)與被動(dòng)葉輪之間不再有轉(zhuǎn)速的差異，進(jìn)而提高動(dòng)力的傳送效率。安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16電子控制系統(tǒng)：早期的機(jī)械式自動(dòng)變速箱的換檔控制是以油壓的壓力變化去決定何時(shí)做換檔的動(dòng)作，即使經(jīng)過多年的研究及改良，機(jī)械式自動(dòng)變速箱的換檔性能仍然不盡人意。為了使換檔的時(shí)機(jī)更加的精確，以及獲得更加平順的換檔質(zhì)量，各汽車制造廠均投入大量的資源，針對(duì)自動(dòng)變速箱的電子控制系統(tǒng)做研究。減速器的作用就是減速增矩，這個(gè)功能完全靠齒