传动系统设计指导书03

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1.范围

适用于本研发中心所开发车型的发动机传动系统设计。

2.引用标准

GB 7086-87液力变矩器性能试验方法

GB/T465-1999汽车机械式变速器分类的术语及定义GB/T5333-1985汽车驱动桥术语及定义

GB/T5727-1985汽车液力变速器术语及定义

GB/T5728-1985汽车离合器术语及定义

QC/T27-1992汽车干摩擦片式离合器台架试验方法QC/T291-1999汽车机械式分动器性能要求

QC/T293-1999汽车半轴台架试验方法

QC/T294-1999汽车半轴技术条件

QC/T463-1999汽车用液力变矩器技术条件

QC/T470-1999汽车制动变速器操纵装置的要求

QC/T523-1999汽车传动轴台架试验方法

QC/T524-1999汽车发动机性能试验方法试验方法QC/T533-1999汽车驱动桥台架试验方法

QC/T534-1999汽车驱动桥台架试验评价指标

QC/T29033-1991汽车用液力变速器台架性能试验方法QC/T29063-1992汽车机械式变速器总成技术条件

QC/T29082-1992汽车传动轴总成技术条件

QC/T29101-1992汽车用操纵拉锁总成

结构如图19:

图 19 换挡连杆结构

操纵杆:操纵杆的结构一般为如图20所示结构较多,档位的位置要与结构相匹配,一般对换档操纵的行程比为:之间、换档操纵的行程比为之间,简单结构为:

图 20 操纵杆结构

10.传动轴的选用

传动轴及万向节的选型设计流程框图,如图 21所示:

图 21 传动轴及万向节的选型设计流程框图

传动轴概述

传动轴是汽车传动系重要组成部分,将发动机提供的动力由变速器传递至车桥的减速器。它主要由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。对于长轴距汽车的分段传动轴,还需有中间支撑。

轴系是一个弹性体,当其回转时,一方面由于本身的质量(或转动惯量)和弹性产生自然振动;另一方面由于轴系各零件的材料组织不均匀、制造误差及安装误差等原因造成轴系重心偏移;导致回转时产生离心力、从而产生以离心力为周期性干扰外力所引起的强迫振动。当强迫振动的频率与轴的自振频率接近或相同时,就会产生共振现象,从而直接影响整车传动的平稳性和舒适性。产生共振现象时轴的转速称为轴的临界转速。传动轴的实际转速要低于临界转速的倍。在传动轴与万向节装配后必须满足动平衡要求。

万向传动轴的断面尺寸除应满足临界转速的要求外,还应保证有足够的扭转强度。轴管是传动轴的薄弱环节,按要求其极限扭矩应不低于最大工作转矩的倍。

传动轴滑动花键齿侧挤压应力不大于25~50N/mm2 ;对于不滑动花键,挤压应力不大于50~100 N/mm2 。

结构形式

汽车用万向节分为刚性的、饶性的、等速的和不等速的几种。

汽车除转向驱动桥及带有摆动半轴的驱动桥的分段式半轴多采用等速万

向节外,一般驱动桥传动轴均采用一对十字轴万向节。

等速万向节或近似等速的万向节常见结构型式有球笼式、球叉式、双联式、凸块式和三销式等。

汽车在形式过程中,由于悬架的不断变形,变速器与驱动桥的相对位置(高度和距离)也在不断地变化,因此它们之间需要用可伸缩的万向传动轴联接。当联接的距离较近时,常采用两个万向节和一根可伸缩的传动轴;当距离较远而使传动轴的长度超过1.5m时,常将传动轴分成两根或三根,用三个或四个万向节,且后面一根传动轴可伸缩,中间传动轴应有支撑,万向节所联的两轴之间的夹角,对一般载货汽车不应超过15°—20°,对于短轴距的4X4越野汽车,最大可达30°。对于又要转向又要驱动的转向驱动桥,左、右驱动车轮需要随汽车行驶的轨迹而改变方向,这时多采用球笼式或球叉式等速万向节传动,其最大夹角即车轮的最大转角可达32°—42°。万向节传动还用于带有摆动半轴的驱动桥、转向轴传动机构及动力输出装置等。

传动轴的主要结构参数及校核计算(以某一车型为例)

表 5 传动轴花键参数表

量棒直径 Φ2

量棒跨距 023.0061

.0--

花键长

46

图 22 传动轴校核计算流程图

轴管直径的校核

根据所传动最大转矩、最高转速和传动轴长度,按有关标准选取轴管外直径及壁厚校核:

两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速

2

2

28

1.2x 10

n e l

d D += (r/min) 式中:L ——传动轴长,取两万向节之中心距,mm 。 各参数取值如下:D =φ27mm ,d =0mm

其中左传动轴长L =428.9mm ,右传动轴长L =735.8mm ,取其中较长的一个L =735.8mm 。

代入得:n e =5984r/min

取安全系数K=n e /n max ,其中n max 为最高车速时的传动轴转速,在精确的动平衡、高精度的伸缩花键及微小的万向节间隙时取

安全系数K =n c /n max =~。

实际上传动轴的最大转速n max =n e /(i g *i 0),r/min 其中:n e -发动机的额定最大转速,r/min ; i g -变速器传动比; i 0-主减速器传动比。

各参数取值如下:n e =5500 r/min 由上表参数得:

n max =5500/(主减*五变)=5500/(*)=1927 r/min 代入数值后K =5984/1927=> 由此φ27mm 轴可满足要求。 轴管的扭转应力的校核 校核扭转应力:

τ=

()τ≤)

-(∏4416d D DT J (N/mm 2

式中:)(τ——许用应力,取()τ=600N/mm 2(高合金钢(40Cr 、40MnB 等)、中频淬火)

Tj ——传动计算转矩,N ·mm ,2/k i i T Tj d g0g1x ema = N ·m T emax ——发动机最大转矩N ·mm ; i g1——变速器一档传动比或倒档传动比; i g0——主减速器传动比; kd ——动载系数。

传动轴花键齿侧挤压应力的校核 传动轴花键齿侧挤压应力的校核