毕业设计（论文）-本田雅阁2.0汽车传动系统设计.docx

毕业设计本田雅阁2.0汽车传动系统设计学生姓名：专业班级：指导教师：避学院：机电工程学院本田雅阁2.0汽车传动系统设计摘要汽车发动机与驱动车轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应能使汽车具有在任何行驶条件卜所必需的牵引力、车速，以及他们之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性“本次毕业设计，通过参考本因雅阁汽车的传动系，对传动系各组成部分的结构和功能进行剖析。比较汽车发动机、变速渊与其他种类电动机、变速器的区别。其中传动轴、万向节、减速器等作为重点设计对象，以行业标准为准则，对其进行详细计算以及结构设计。最后将各部分结合，汇成总装图。关询汽车；传动系统；设计Hondaaccord2.0transmissionsystemdesignAbstractThesystembetweencar'sengineandwhee1.sisca1.1.edpower1.11msfcrsys1.cm.1.tshou1.dmakecarIiavenecessaryforceandspeedofan)torvehic1.ewhenthecartrave1.inanyCOndition.AndIheycanchangewe1.1.A1.soitmakescarhavegoodPOWeraieconomicoi1.Myeducaiondesignconsu1.tHondaaccordcarstransmission.!wi1.1.ana1.yzeeverypartofthesystemandnpareits'engineandgearboxwithOIherS.Transmissionjhaft.universa1.jointandreducerwi1.1.bedesignindetai1.Hna1.1.yIbineanypartandmakeanassemb1.ydrawing.KeywordsCar;Tninsmissionsystem;Design目录Abstract1.1 概述1.2 国内外技术现状1.3 设计研究的目的意义31.4 设计研究内容及任务42.1 动力源选择52.1.1 发动机的选择52.1.2 系统传动比分配52.2 传动系统总体设计62.2.1 离合港设计62.2.2 变速器选择62.2.3 差速器设计72.2.4 传动轴设计72.2.5 万向节选用82.2.6 驱动桥92.3 支承系统93主部件的计算及103.1 万向传动轴的设计计算103.1.1 计算传动轴的动载荷IO3.1.2 十字万向节设计I1.3.1.3 传动轴强度校核123.1.4 传动轴的转速校核及安全系数133.2 差速器齿轮的设计153.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择153.2.2 差速器齿轮的强度计算164.1 系统整体结构设计174.2 离合器结构设计174.3 传动轴结构设计184.4 万向节结构设计194.5 差速器结构设计191前言1.1 Mi本次设计参照本田雅阁Accord2.0EX进行汽车的传动系统的设计。传动系统指汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装理“不同驾驶条件下应保证汽车有必要的牵引力量,速度,并保证牵引和速度变化之间的协调,和其他功能,汽车具有良好的动力性能和燃料经济性;还应保证汽车能扭转和左、右驱动车轮能终适应差要求,并可根据需要进行分离和组合的力量或完全顺利。传动系包括变速涔、传动轴、差速器及半轴等部分。其特点，采用本田高科技水准的VTEC技术，并拥有废气循环、环境保护的特质，且使燃油经济性较普通轿车提高百分之三。通过'G-Dc3gnShi1.r控制技术，快速应对驾驶者的需求。真正实现安全驾驶、高效运输的前提卜.，提高车主的满意程度。1.2 国内外技术现状雅阁(Accord)作为本田“创新”精神和全球领先技术的体现者，持续创造新价值，赢得全球I900万用户信赖，1999年，第六代雅阁进入中国，第一次在中国汽车市场同步引进世界最新最先进的车型。进入中国15年来，雅阁直坚持垂宜换代并不断进化，并矗得超过150万中国车主的信赖.第九代雅阁于2013年9月微挖亮世，集本田全球领先汽车技术，其理念为梦想动力科技、极致驾悦科技以及豪华座舱科技三大创世科技，以此来展现“科技全武装”座村的超凡创意，以高品味进化的综合高段位强势提高行业标准。本田近年来不断加大对助客的住后服务力度及调查，提高r品牌知名度及信誉度，让顾客感到宾至如归以及汽车带来的品质生活。在1898年之前，汽车发动机多采用前轮驱动，故而发动机安装位置有很大同限性，使制造加工工艺性得不到保障及困难呢。法国雷诺汽车公司的创始人路易斯雷诺,通过多年的苦心钻研和实验，终于试制出了万向节和差动轴齿轮，从而解决了发动机动力必须紧靠驱动轮轴安放的限制1898年，宙诺将公司的宙诺Dion汽车由一：轮改装成四轮微型汽车，并将万向节和差动轴齿轮第一次装上汽车。万向节的问世，导致了前置后邨动的跟进，以及后置前出动汽车的流行，其意味着人们对这一技术领域的不断开拓。经过百多年的发展汽车传动技术已经非常的成熟它已经能够轻易的实现：减速增矩：可以实现多极乃至无极变速：实现汽车的倒驶：必要时中断传动系统的动力传递：转弯具有差速调节等功能.我们可以预言汽车传动系统的市场与应用前景会不断提升因为伴着科学技术的不断提高以及汽车传动技术的不断开拓。主要表现在以卜几个方面：离介器主流离合器分为电磁、磁粉、摩擦式、液力四种离合器.(I)电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电能离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合涔，湿式多片电诙离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合罂等。电磁离合器工作方式又可分为：通电结合和断电结合。干式单片电磁离合器：通路状态，电生破，“衔铁”片靠磁性相吸，离合器处于接通情况：线圈陆电时“衔铁”弹回，离合器处于分窗状态。(2)磁粉离合器原理是通电时，磁粉结合，主动件带动从动件同时转动，之前在主动与从动件之间放置磁性材料，不通电时磁粉处于散乱状态。优点：可通过调节电流来调节转矩，允许较大滑差。缺点：较大滑差时温升较大，相对价格高。磁场强度和转速差决定着扭矩大小，如果励磁电流保持不变，那么转速随转矩增加会急剧下降：转矩保持不变，励脑电流减少，转速减少得更加严重0转差式电磁离合器相当于无接触的两部分，因而少了磨损消耗等，这是它的一个特点。该离合器的主要缺点是转子中的涡流会产生热量，该热量与转速差成正比。低速运转时的效率很低，效率值为主、从动轴的转速比，即，/=生。%主动件与从动件之间处丁分离状态时，主动件转动，从动件静止：主动件与从动件之间处于接合状态，主动间带去从动件转动。广泛适用于机床、包装、印刷、纺织、轻工、及办公设备中。电磁离合器般用于环境温度为零下2050C,无易燃易爆的介侦中，其线圈电压范围不超过额定电压的±5%.(3)摩擦熟合器摩擦而合器是最广泛使用的是最古老的一种离合器,它基本上是由主动部分和驱动部分.压实机理和运行机制四部分组成。主要和次要部分和压实机理是确保离合器在一份联合状态和可以驱动电源的基本结构.以及离合器操作机构主要是使离合法装置。分离轴承后更位弹簧的作用下,产生自由间隙,离合器结合。(4)液力热合器液力离合器而流体(一般用油)作传动介质，与机械式离合器相比，除传动特性有各种变化以外，还主要吸收因主动轴和从动轴转动而产生的振动和冲击。液力离合器的结构包括个输入轴，具有个增速齿轮系：一个工作液流腔，由个叶轮、一个从动轮和一个叶轮壳构成：一个输出轴，带有从动轮，并且从动轮与叶轮可以操作地组合在一起；一般叶轮壳和叶轮由具有小比武和大应力承受范围的材料构成，以减小离心应力。车用起步装置目前分为摩擦离合器装置和液力传递装置。摩擦离合器装置有与手动变速潜组合使用的干式离合曙和在洵滑油环境中使用的湿式离合器G。2 .变速器变速器分类：(1)有级式变速器有级式变速器是使用最广的种。它采用齿轮传动,具有定数盘的定值比率。轴根据不同轮系类型有一个固定轴传动(正常传输)和旋转传输(行星齿轮传动)两种“轿车和轻型和中型卡车传动比通常是35个前进挡和一个倒挡,重:型卡车的传播相结合,有更多的装备.所谓变速器档数即指其前进档位数。(2)无级式变速器无级变速是指可度连续获得变速范用内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配,常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT),(3)踪合式变速器综合式变速器是指通过液力变矩器和齿轮的速度液用机械传动,传动比可以几个不连续面之间的最大和最小范闱无级变化.目前应用更多。目前,车辆控制自动化的快速发展,汽车自动变速器百家争鸣。目前世界正生产的自动变速器有液力机械式自动变速器(AT),无级变速器(CVT),以及中外专家研究的电控机械式自动变速器(AMT)。3 .四轮驱动装置四轮驱动方式目前分为分时式(切换时)、全时式(全时四业式)和电动式。4 .主减速装置目前，主减速装宜型号较多，有鼓式、组合式、独立悬架式、特殊式等。按参加减速传动的齿轮副数目分，可分为单级式主减速器和双级式主减速器“目前一些要求大传动比的卡车采用2级主减速器外，大部分小型车基本采用单级主减速器。(1)双级减速器可以分为整体式和分开式两种：A、整体式主减速器。双级主减速器中的两级减速机构装在一个壳体内称整体式主减速器。B,分开式主减速器。当第一级主减速器安装在汽车左、右轮中部时称中央减速落。当主减速器传动比较大,为了确保汽车从地面有足够的间隙.然后需要采用双级主减速器“两级减速机齿轮之间的过渡,主动锥齿轮左健齿轮啮合齿轮,伞齿轮同轴小直径直齿轮,齿轮与从动齿轮啮合。这样中间步轮向后转，从动尚轮向前转动,中间有两级减速过程。双级减速由于使车桥体枳增大，过去主要用在发动机功率偏低的车辆匹配上，现在主要用于低速高扭矩的工程机械方面。这样作的好处是可以诚小半轴所传递的转矩，有利于减小半轴的尺寸和质量。轮边减速器可以是行星齿轮式的，也可以由一对圆柱齿轮副构成.这种车桥称为门式车桥，常用于对车桥高低位置有特殊要求的汽车。(2)单级减速器单级推齿轮减速器,工作原理是徒齿轮传动.学名盆加齿.椎齿轮主动齿带动传动轴传动,正方形旋转,右锥齿轮作为驱动轴.导致与轮毂方向一致。由于主动惟齿轮直径小，从动伞齿轮直径大，达到减速的功能.1.3 设计研究的目的意义我们现正处于21世纪的开端，枳极进行高等教育改革，建立适应新世纪经济、社会和科学技术发展需要的新的教育班量观念，并通过各项改革措施.全面提高人才培养质员，是高等学校面临的项重大课题,也是高等教育要完成的重要任务之%高等工程教育历来十分重视实践性教学环节的加强与拓宽,毕业设计无疑是培养本科生知识、能力、素质提高的关键性环节，可以为未来工程师接受终身的继续教育奠定一个必要的基础。围绕当前影响高等学校人才培养质量的突出环节一一毕业设计。枳极进行改革探索,对于培养适应新世纪需要的高级建设技术人才具有重要意义。高等工科院校的毕业设计是完成教学计划达到本科生培养目标的重要环节。它通过深入实践、r解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和竞任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。是学生在校期间的的后学习和综合训练阶段：是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程：是学生学习、研究与实践成果的全面总结：是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验：是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节：是学生毕业及学位资格认定的重要依据：是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。1.4 设计研究内容及任务1.研究内容汽车的传动系统的组成有离合器,变速器、万向节、驱动桥、差速器、半轴'等零部件。它的布置方案又分为机械式传动系统的布置方案和液力式传动系统的布置.方案。这两个方案又各臼分成不同的小的方案，每个小的方案也有臼己不同的零件选择标标准和不同的布置方案方法。所以说汽车传动系统是一个很大的课题:本篇论文主要阐述汽车传动系统的工作原理、各个零部件的功能作用以及对传动轴的设计计算。2.设计任务（1）编写计算说明书A.前言B.总体方案设计C主要技术部件参数确定及校核D.结构设计E.结论、参考文献（2）设计图纸完成4张AO图纸，包括总装配图，主要零部件图。2总体方案设计总体方案设计包括动力源选择、传动系统总体设计、变速器设计、差速器设计、半轴设计等。2.1 动力源选择汽油机还是柴油机是汽车动力源即发动机的两个主要选择，然后是气缸的排列型式,最后确定发动机的冷却方式。汽车应用最广的发动机分为汽油发动机和柴油发动机。汽油发动机乂包括二冲程、四冲程和转子发动机.柴油发动机包括二冲程和四冲程发动机.目前，考虑到石油资源的有限性，一些新能源发动机也应运而生。比如，液化石油气发动机，天然气发动机等等明2.1.1 发动机的选择所设计汽车总重量为4951.660Kg,驶动形式为后轮驱动.汽车最高时速为2200kmh.发动机最大转矩220Nm4000rpnu由以上数据，查阅资料，发动机类型确定为2.0升一一直列四缸一一16气门一一单片机控制燃油喷射一一IM)IIC双顶置凸轮轴，参数如表：表2-1所选发动机多效表车型2.0i-VTEC(CmD1998压缩比9.8:1最大功率(kWrpm)110/6000圾大扭矩(Wrpm)186/45002.1.2 系统传动比分配汽车传动系主要包括离合器、变速箱、传动轴、驱动桥等。在整个传动系中，有减速功能的部分为：变速箱、驮动桥。挡数选择原则：I.相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下“高档区相邻挡位比值低档区相邻档位比值具体如表2-2：表2-2传动比分配表G小传动比0.6最大传动比8表2-3变速箱传动比衣1打2挡3挡1挡5挡6挡倒挡7.3704.2182.6371.8161.0000.8457.1182.2传动系统总体设计2.2.1 高合器设计液力式、摩擦式、电磁式和综合式四种离仔胧区别在于传递转矩方式不同。在机械式传动系统中，以摩擦式离合器的应用最为广泛.盘式幽合器按从动盘的数目可分为单片、双片和多片三类。离合器的结构型式多种多样，根据本次课程设计的数据要求以及查资料得，对于轻型汽车离台器，发现单片式离合罂应用较多，这说明摩擦材料性能已能满足轻型汽车离合器的需要，所以可以首先考虑采用单片式离合器，其结构如图2/所示。图2T离合器总成结构图2.2.2 变速器选择汽车变速器和机床变速器工作原理相同，通过拨叉干等操作机构使不同齿轮副搭档来改变传动比从而“变速”.汽车驾驶员通过换挡来实现上述悚作.目前汽车手动挡都有操作杆，上面写着挡位，通过拨弄杆就可以实现变速箱内部齿轮副不同搭配啮合。从而改变车速满足不同路况需求。为了保证轿车具有良好的动力性、经济性和行咬安全性，需要提高变速胧传动比的范围并增加档位数“考虑机械加工工艺性，合理性，采用组合式机械变速器”0）。选其型号为广州本田雅阁2.01.231.MAXA自动变速器。2.2.3 差速设计汽车动力系统的动力经离合传给变速器、经过传动轴，在驱动桥里左右分配给半轴驱动车轮,驶动桥是这条动力传递路线最后个总成，它主要由减速器和差速器组成，减速器功能是可以减速和加大扭矩，原理和变速器相同，也是通过齿轮哂合来实现，相对来说不史杂.汽车差速器则是驱动轿的主要部件“其功能是在向左右驱动半轴传递动力的同时，允许左右半轴以差速状态旋转，使左右车轮尽量以纯滚动的形式，作不等距旋转，降低轮胎摩擦带来的损宙。转弯时车轮的轨迹是IS1.弧，如汽车左转弯，则冽弧的中点在左边，个单位时间，右轮幽的路线比左侧轮了长，为了补偿路线长度差，就需要左边轮子转动速度慢，右边轮子转速快，通过速度差来弥补距岗的不I司.差速器的问世，令人们欣慰，因为它很好地解决了这个问题。行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成差速器.动力源的动力传给差速器锥齿，行星齿轮从动，带动左右两轮毅旋转完成动力传递。这里需满足（左半轴转速+右半轴转速）=2（行星轮架转速）。汽车行驶路况为直路,两轮毂与行星齿轮三者的角速度相等，差速落处于平衡状态,遇到弯路，：.者平衡状态会被破坏，使离“圆心”的车轮线速度变小，另一个车轮速度变大。汽车自动调整，这里涉及到“最小能耗原理”，即世界上所有物体都趋于最小能耗的状态。当出现弯路时，轿车也会和上文一样，趋于低能状态示意图如图22:图2-2差速器示意图2.2.4发动机的驱动力从变速器通过主减速装置，最终由轮胎传递给路面.总传动轴的功能是在这中间过程中进行相隔两点之间的动力传递。根据其传递部位，总传动轴又分为传动轴和驱动轴。1 .传动和传动轴是将驱动力从变速器传递给主诚速器的旋转轴,由等速万向节（该等速万向节可适应变速器和主减速器相对位置的变化，当轴交叉角变化时，也可传递驱动力）和可轴向伸缩的花键以及轴管构成1,)CZZZD传解图2-3传动轴示意图2 .驱动轴驱动轴好比支架，是减速器和轮教之间的连接轴，分为前驱动轴和后驱动轴.I.盅子:2.盖板：3.康垫：4.万向节叉：5.加油嘴:6.伸缩套：7.滑动花犍槽：8.油封：9.油封彘：10.传动轴套图2-5传动轴结构图2.2.5 万向节选用选用虎克式万向节（也叫做万向联轴节），是由输入侧万向节又、输出健万向节叉以及连接它们的十字轴构成得到.十字轴头装在万向节叉里，通过滚柱轴承来减小阻力，通过封入的润滑脂进行涧滑。固定轴承的方法有很多，但是常见的有弹性卡环式、卸上万向节叉固定轴承的INA式和使用齿形防松垫圈的NADE1.1.A式等。本设计选用弹性卡环式,2.2.6 驱动桥出动桥是“支路”的大脑，主要由主减速器、差速潺、半轴等几部分组成，其原理是将动力源传来的转矩传给驱动车轮，来降速、提高转矩。示意图如图2-6：1.后桥克:2.一速器壳:3.差速器行星齿轮：4.差速器半轴齿轮:5.半轴：6.主减速器从动齿轮曲图：7.主减速器主动小齿轮图2-6驱动拼示意图2.3支承系统由于本设计为传动系统，涉及支承系统的结构属于底盘设计，这里不作设计。3主要技术部件的计算及校核本设计选主要零部件进行校核计第。3.1 万向传动轴的设计计算万向传动轴一股是由万向节、传动轴和中间支承组成。万向传动轴设计应满足如卜基本要求：1 .保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可然地传递动力.2 .保证所连接两轴尽可能等速运转。3 .由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。4 .传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用卜字轴万向传动轴.在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴.当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴"临界转速公式为(rnin)为g=1.21.-J±d<3-1)11.式中：1.为传动轴长度(mm),即两万向节中心之间的距离：d,和DC分别为传动轴轴管的内、外径(mm)；nmj为传动中轴的最高转速(rmin)。但传动轴长度大5m时，为了提高匹以及工艺性的问题，需要将传动轴变为两根或三根，万向节用三个或四个，来用花键轴1川。轴管的扭转切应力应满足：式中：工为许用扪转切应力，为300Mpa,3.1.1计肆传动轴的动载荷动载荷7；=min71.71.j,取发动机一档传动比和最大转矩来代入公式加一2nI-Gmm式中：发动机最大转矩=235Nm:驱动桥数n=1.；发动机到万向节传动轴之间的传动效率I1.=0.89；满栽状态下一个转向驱动桥上的静载荷G1=65%mi1.g=O.65x243Ox9.8=1.5479.1.N；发动机最大加速度的前轴转移系数m；=0.8；轮胎与路面间的附着系数P=0K5：车轮滚动半径匚=0.173；变速器一档传动比i=7370:主减速器从动齿轮到车轮之间传动比in,=0.55；主减速器主动齿轮到车轮之间传动效率T1.1.n=nsim%iM=0.98x0.96=0.94:0.195mJIgInia、>16,1.=0,所以离合器所产生的动我系数=2;主减速比io=3。所以得：Q=KUTiKi的=.2x235>d7.37°>d3°85=44i6.473N2n2×1.TG,m>r119()7X0.8x0.85X0.1737V,=u-1.=I639.327N*2i1.2x0.4545×0,94取最小值T1=T12=1639.327N3.1.2+字万向节设计1.设作用于十字轴轴颈的中点的力为卜.，则1639.3272rcos2×50×1.(),×cos4'=4O98.3I8N<3-5)2.卜字轴轴颈根部的弯曲应力巴和切应力t应满足32d,Fs.1(3-6)=-4-11(d-d)1.j式中：十字轴轴颈直径dt=30m：油道孔直径d2=6mn：合力F作用£到轴颈作点用的的即离S=10mm：是弯曲应力许用值，为25O-35OMpa;t是切应力许用值，为80-120MPa.=32d1F.v32×3O×1.()3×4O98.318×1O×IO兀11(30×104F4x4098.3187-(6×107=15.49Mpar-(-d)11j30×105)2-(6×103)2=6.04Mpa故十字抽轴颈根部的弯曲应力和切应力满足校核条件。3.十字轴滚针的接触应力应满足%=272Q/舟b1.式中：取滚针直径do=3mm:滚针工作长度1.11=27mm:在合力F作用下个滚针所受的最大载荷F=4.6x4098.318=42M6NiZ1×44-Ii-当滚针和卜字轴轴颈表面硬度在58HRC以上时，许用接触应力J为3000-3200MPa°、=272Q+高底=2724+)>=a656MpabJ所以十字轴滚针轴承的接触应力校核满足。4.万向节叉与十字轴组成连接支承，在力F作用下产生支擦反力.十卞轴轴孔中心线成45。的位置，弯矩与扭矩加我在万向节上，弯曲应力。以及扭转应力需符合下列公式:,=<M(3-8)苫kJ(3-9)式中:取a=38nun:e=7()mm.b=3(hnm.h=60mm：查表，取k=0.246,IV=,if,=khb2；6弯曲应力的许用值同为50-8()Mpa;拉转许用应力的许用值上为80-160MPa,RFe4098.31870×10-'1.i,r1<y,=-i7rr=15.94MpawJ卬30×10j×(601.0J6F4098.3侬3人。一3J叱0.24×60×IOTx(30×I07故万向节叉承受弯曲和扭转我荷校核满足要求5.卜字轴万向节的和两轴的夹角,与十字轴的材料,工艺和装配精度以及涧滑环境等有关。当25。时,如下式计算(取a=15。)等詈=i°7管)券>”32%3.3ft轴aa校核按扭转强度条件9550000-'=谈'一<八父一31。)，皿福Z式中：抽传递的功率0=65kW.D,=60nndt=X1.imi分别为传动轴的外内直径：查表得卜为1525MpaJie,4.58.叱0.2M-阖'=7.266Mar所以传动轴的强度符合要求.3.1.4传动轴的转速校核及安全系数I.传动轴的临界转速为式中：传动轴的支掾长度1.,=1.5m.dc=70nmD°=90nm分别为传动轴管的内外宜径。J90i+70ni=1.2X10"；=6080933n'nin1500-在设iH专动轴时，取安全系数K=4-=1.2-20HI4AKk6080.933.K=1.351“mz4500故符合要求2 .传动轴直径除应满足临界转速要求以外，还需有符合校核的扭矩.3 .轴管的扭转应力式中：r,=300Mpa16D7；八1.而5周(3-12)16x90x107X1639.327际”崔/io刃°°侬侬水所以轴管的扭转应力校核符合要求4 .对于传动轴上的花键轴，通常以底径计鸵其扭转应力工。许用应力一般按安全系数23确定式中：外径Dh=8011m,=0.024MPa16x1639.3273.14×(70x10')'5 .传动轴花键的齿例挤压应力应满足式中：花犍转矩分布不均匀系数K=1.35：花键的有效工作长度1.11=60mm：花键齿数叫,=18：许用挤压应力J=25-50Mpu。I639.327x1.35%-37.5x5X60x18x1任，所以传动轴花键的齿侧挤压应力区满足要求。6.受力分析图(I)水平受力分析如图3-1=5.397Mpa<yFt1.rr2三,12力矩II口IIP-一一11I门口口1单位N94424省矩13786125.19单位N.m图3/水平面内受力分析图289.15(2)当量弯矩如图3-2图3-2当量泻矩图因汽车传动轴双向回转，视扭矩为脉动循环=0.6城大危险处为C点处,其当量弯矩M=2+(dT)2=289.15Nm弯I1.t1.应力(=竺=52.69MpaW由表查得,对T45号钢,11,=6()Mac<,1.b故轴的强度足短。3.2差速器齿轮的设计3.2.1 差速0齿轮的基本参数的选择差速器有推齿轮、行星齿轮等，所以确定尺寸需要考虑安装、外轮扉尺寸等工艺性问题，1 .行星齿轮的选择行星齿轮数目根据承载情况来选择，在承我不大的情况下可以取2个。反之如货车取4个。本设计取2个。2 .行星齿轮球面半径RbSib)的确定球面半径由经验公式确定：RB=KB限式中：KB一行星齿轮球面半径系数，可取2.5-2.99,本设计取2.5。Tc上文3.1计算转矩Rb=251639.327=37.7取整R,=3三RH确定后，即可根据以卜.公式预选节惟距：Ao=(O.98099)Rb在此取A=0.9SRB，37mm3 .行星齿轮与半轴齿轮的选择我们希望齿轮强度足够高，方法是使齿数变少，原则不少于IO.驱动轴齿轮齿取15.半釉齿轮与行星齿轮的齿数比ZJ4,在1.52.O的范围内。本毕业设计这里星系齿轮齿数Z1.=I2,半轴齿轮齿Z?=20。应满足下列公式：式中：左齿数与右齿数相等；n行星齿轮数目：I任意整数。所以，Z1=12,Z?=20满足要求(1)差速器M锥齿轮模数、半轴齿轮节例直径查表(2)首先初步求出行星齿轮与半轴的节锥角力.八Z1-arctan幺-arctan-=3().96°,z,20为=90。_%=59.04。再由下式初步求H1.例推齿轮的大端面端面模数m2A2A2X37w=-=.sin1=含sin,=-sin59.(Mo=3.17Z1Z2'2()标准值取3mm,于是可得齿轮节圆直径。d1=TC1=3×12=36mmd,=nv,=3×2()=6(m4 .压力角取目前汽车差速器通用数值22.5°5 .行星齿轮安装孔的直径放及其深度1.行星齿轮安装孔直径与行星齿轮轴的名义尺寸相同，由下列公式得:1.¢=1.1，=式中:7；,一一差速馔传递的转矩，Nm；n行星齿轮数：I-行星.齿轮支探面中点到锥顶的距离，Inn1一一支掾面的许用挤压应力，在此取为39MPa。计算得I12101541.0,1.1x69x4x2417mm1.=1.1X17191111所以行星齿轮安装孔直径为17mm,深度为19mm。3.2.2差速器齿轮的强度计算差速器齿轮主要受弯矩，所以疲劳寿命不涉及计算.弯曲应力计算公式为2×IO-TK11KsKv1.rf=MpaK7.11J(3-14)式中：/一一差速器个行星齿轮传给个半轴齿轮的转矩，其计算公式T=登空，m端面模数，m=3:K0一一动载系数，取值为1；K,尺寸系数，取值为0.59；Km载荷分配系数，Km=1.(X)1.1；Kv版量系数，取1.0：F齿轮齿面宽；J弯曲应力综合系数,查得J=O.231得：2X10,X315.381×1.×0.59×1.1.1×10.2×2()×32X0.231=877.47Mpa<980Mpa所以，差速器齿轮满足涔曲轻度要求,7；,XIO5f×n1.4结构设计根据工作原理及工艺性进行结构设冲，尺寸诏算与绘图穿插进行。4.1 系统整体结构设计1 .传动系统设计如图4“图，卜1系统整体设计结构图2 .部分工作原理发动机动力通过离合器传给变速器，变速器通过齿轮链接将动力传给主传动轴，变速箱工作原理为齿轮传动改变实现变速。同其他变速箱一样，通过“拨叉干”类似操纵机构使不同齿轮副啮合，改变传动比来变速。目前自动挡轿车车内有实现变速机构.操作方面U儿4.2 离合器结构设计1 .恩合器工作原理在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩卜或松开离合器踏板，使发动机与变速箱智时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合涔是机械传动中的常用部件，可将传动系统施时分离或接合|网。离合器分为一个工作状态，即踩下离合器的不连动，不踩下离合器的全连动，以及部分踩下高合器的半联动。汽车在运作行驶时，离合器压盘处于连接状态，里面无运作。而离合器的分离是通过踩离介器踏板来控制的。因为发动机是直运作的.所以当汽车需要短时间停止时.发动机与变速冷之间需要主动断开，离合器相当于一个开关.目的在丁防止发动机熄火不好再开动，以及提高燃油经济性方面。其结构设计如图42图4-2离合器结构图4.3 传动轴结构设计1 .工作原理主传动轴前端采用花犍轴及轴套链接，补偿温度变化以及安装带来的长度误差.传动轴是由轴管、伸缩套和万向节组成.后面驱动桥整体上的悬架，有弹性，保证汽车运行中路面不平产生跳动。在发动机前置后业的汽车中，连接变速器与业动桥之间的传动轴总成一般由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向叉等组成。传动轴过长时,固有频率会降低，容易产生共振，故将其分为两段，并加设中间支承。前段称为中间传动轴，后端称为主传动抽“该型传动轴在In1.绿花键轴外增加了一个管形密封保护隹，在该保护套端设置了两道聚荻Si接胶油封，使伸缩套内形成了一个完全密封的空间，使伸缩花键轴不受外界沙尘的浸蚀，不仅防尘而J1.防锈。因此在装配时，在花键轴与套内次性涂抹润滑脂,就完全可以满足使用要求，不需要油嘴润滑，诚少了保养内容Ut其结构传动轴如图如3.图1-3传动轴结构图4.4 万向节结构设计1 .万向节工作原理万向节结构设计如图4-5,万向节结构简单、传动效率高、强度可靠。是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置.两轴之间允许弯的夹角为52（产.，但夹角越大，转角差越大，万向节承受的外在越大，稳定性降低.万向节的结构和作用有点像人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范用内变化。为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用万向节相连。但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角乂比较大，单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动,加剧部件的损坏，并产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速万向节十字轴式刚性万向节具有结构简堆，传动效率高的优点，但在两轴夹角不为零的情况下，不能传递等角速转动。图4771向节结构设计图4.5 差速器结构设计1 .差速器工作原理差速器设计如图4-5,汽车差速器能够使左、右（或前、后）驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两役牌彳动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成.发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别第动左、右车轮。差速蹲的设计要求满足：（左半轴转速）+（右半轴转速）=2（行星轮架转速）。当汽车直行时，左、右车轮与行星轮架三拧的转速相等处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏，导致内侧轮转速减小，外侧轮转速增加.动力从主传动轴传来，由传动轴上的锥齿轮传递给差速器外锥齿，外锥齿带动从动盘上小锥齿旋转。小锥齿和行星齿轮啮合，将动力转矩传递给另一侧半轴，使两边车轮都可以旋转，并自动调节差速效果”9）。转弯时车轮的轨迹是园弧，如汽车左转弯,则阴弧的中点在左边，个单位时间，右轮跑的路线比左侧轮子长，为r补偿路线长度差，就需要左边轮子转动速度慢，右边轮子转速快，通过速度差来弥补距岗的不同。差速器壳不能有任何性质的裂税，壳体与行星齿轮垫片,差速裾半轴齿轮之间的接触，应光滑无沟槽；若有轻微沟槽或磨损,可修麻后继续使用，否则应予更换或予以修理20|图45九速器结构设计图结论本设计以本田雅阁九代汽车传动系统为原型。在给定主要技术参数基础上，若盘设计了汽车传动系统中的离合涔、传动釉及差速器。进行了结构设计、绘出相应装配图和零件图。对于连接部件万向节进行了计算及结构设计。传动轴及差速器齿轮，本设计进行了详细计算及校核，理论上满足设计要求。所做工作如下：2 .明确设计要求，规划功能结构，并确定汽车运行过程，初步确定出传动系统总体方案设计。3 .进行传动系统设计，包括离合蹲、传动轴、齿轮传动的各参数幽定及校核。4 .用CAD完成总量为四张Ao图纸的绘图，包括总装图张，部件图三张，及其他零件图等其优点为力求在满足设计要求