汽车变速器及差速器三维动画演示
- 格式:doc
- 大小:2.31 MB
- 文档页数:47
汽车传动系统——变速器和同步器图解三轴五当变速器传动简图1-输入轴2-轴承3-接合齿圈4-同步环5-输出轴6-中间轴7-接合套8-中间轴常啮合齿轮此变速器有五个前进档和一个倒档,由壳体、第一轴(输入轴)、中间轴、第二轴(输出轴)、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。
两轴五当变速器传动简图1-输入轴2-接合套3-里程表齿轮4-同步环5-半轴6-主减速器被动齿轮7-差速器壳8-半轴齿轮9-行星齿轮10、11-输出轴12-主减速器主动齿轮13-花键毂与传统的三轴变速器相比,由于省去了中间轴,所以一般档位传动效率要高一些;但是任何一档的传动效率又都不如三轴变速器直接档的传动效率高。
同步器有常压式,惯性式和自行增力式等种类。
这里仅介绍目前广泛采用的惯性式同步器。
惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的,在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触,从而避免了齿间冲击。
惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。
其工作原理可以北京BJ212型汽车三档变速器中的二、三档同步器为例说明。
花键毂7与第二轴用花键连接,并用垫片和卡环作轴向定位。
在花键毂两端与齿轮1和4之间,各有一个青铜制成的锁环(也称同步环)9和5。
锁环上有短花键齿圈,花键齿的断面轮廓尺寸与齿轮1,4及花键毂7上的外花键齿均相同。
在两个锁环上,花键齿对着接合套8的一端都有倒角(称锁止角),且与接合套齿端的倒角相同。
锁环具有与齿轮1和4上的摩擦面锥度相同的内锥面,内锥面上制出细牙的螺旋槽,以便两锥面接触后破坏油膜,增加锥面间的摩擦。
三个滑块2分别嵌合在花键毂的三个轴向槽11内,并可沿槽轴向滑动。
在两个弹簧圈6的作用下,滑块压向接合套,使滑块中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中,起到空档定位作用。
滑块2的两端伸入锁环9和5的三个缺口12中。
只有当滑块位于缺口12的中央时,接合套与锁环的齿方可能接合。
前置发动机后轮驱动汽车变速器的外操纵机构1-变速器壳体2-变速连动杆3-变速杆一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座位较近,换档杆等外操纵机构多集中安装在变速器箱盖上,结构简单、操纵容易并且准确。
简述差速器作用、结构与工作原理一差速器的基本作用是什么?汽车转弯时,内侧车轮和外侧车轮的转弯半径不同,外侧车轮的转弯半径要大于内侧车轮的转弯半径,这就要求在转弯时外侧车轮的转速要高于内侧车轮的转速。
差速器的作用就是即是满足汽车转弯时两侧车轮转速不同的要求!这个作用是差速器最基本的作用,至于后为发展的什么中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等,他们是为了提高汽车的行驶性能、操控性能而设计的。
二差速器的基本结构是什么?典型的差速器结构图1-轴承;2和8-差速器壳;3和5-调整垫片;6-行星齿轮;7-从动锥齿轮;4-半轴齿轮;9-行星齿轮轴;差速器最基本的结构由差速器从动齿轮(图中的7)、差速器壳体、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮组成;1-输入轴(将驱动差速器从动齿轮);2-差速器壳体;3-行星齿轮;4-半轴齿轮(驱动两侧传动轴输出);差速器结构图说明:这里的框架即是差速器壳体;太阳齿轮即是所说的半轴齿轮;桑塔纳差速器结构图三差速器的传动原理是什么?差速器的动力输入:从动齿轮(锥齿轮等),带动差速器壳体旋转;差速器的输出:两个半轴齿轮,连接两侧的传动轴(也称为半轴)将动力给两侧车轮;行星齿轮的自转:指的是行星齿轮绕行星齿轮轴的旋转;行星齿轮的公转:指的是行星齿轮绕半轴齿轮轴线的旋转;1直线行驶时差速器的工作状态:直线行驶差速器状态图直线行驶时,差速器壳体(作为差速器的输入)带动行星齿轮轴,从而带动行星齿轮绕半轴齿轮轴线公转,行星齿轮绕半轴齿轮轴线的公转将半轴齿轮夹持,带动半轴齿轮输出动力。
所以在直线行驱时:左侧车轮转速(即左侧半轴齿轮转速)=右侧车轮转速(右半轴齿轮转速)=差速器壳体的转速。
2将车轮支起后,转一侧车轮,另一侧车轮将反向同速旋转,这是为什么呢?多数人经历过这种情况:将汽车的驱动轮支起,变速器挂上档,如果转一侧车轮,另一侧车轮将反向旋转。
为什么要挂上档呢?挂档的目的是锁止差速器壳体,不让差速器壳体旋转。
汽车各部位工作原理:动画示范差速器具有三种功能:使发动机动力指向车轮相当于车辆上的最终传动减速器,在变速器撞击车轮之前最后一次降低其旋转速度在以不同的速度旋转期间向车轮传输动力(这是将它称为差速器的原因)本文将介绍汽车需要差速器的缘故,和差速器的作用和缺点。
咱们还将介绍几种防滑差速器,也称为限滑差速器。
什么缘故需要差速器?车轮旋转的速度是不同的,尤其是转弯时。
在以下动画中能够看到转弯时每一个车轮行驶不同的距离,而且内侧车轮比外侧车轮行驶的距离短。
由于速度等于行驶的路程除以通过这段路程所花费的时刻,因此行进路程较短的车轮行驶的速度就较低。
同时请注意,前轮与后轮的行驶距离也不同。
关于汽车上的非驱动轮(后轮驱动汽车的前轮或前轮驱动汽车的后轮),这并非是问题。
因为在前轮和后轮之间没有连接,因此它们独立旋转。
可是驱动轮被连接到一路,以便单个发动机和变速器能够同时使两个车轮转动。
若是汽车没有差速器,车轮必需锁止在一路,以便以相同的速度旋转。
如此汽车将不便于转弯——为了使汽车能够转弯,一个必需滑动。
关于现代轮胎和混凝土路面,轮胎需要专门大的动力才会滑动。
此动力必需由轴从一个车轮传输到另一个车轮,这会在轴组件上形成专门大的压力。
什么是差速器?差速器是将发动机按两个方向分开的设备,可许诺每次输出的扭矩以不同的速度旋转。
此刻在所有汽车或卡车上都配备差速器,一些全轮驱动车辆上(全时四轮驱动)也配备差速器。
这些全轮驱动车辆的每组驱动轮之间都需要一个差速器,而且在前轮和后轮之间也需要一个,因为在转弯时前轮行驶的距离与后轮不同。
分时四轮驱动系统在前轮和后轮之间没有差速器,相反,他们被锁止在一路,以便前轮和后轮以相同的平均速度转弯。
这确实是当四轮驱动系统啮合时这些车辆在混凝土路面上很难转弯的缘故。
以不同的速度旋转咱们将介绍最简单的差速器——开式差速器。
第一,咱们需要了解一些术语:下面的图像标示的是开式差速器的组件。
当车辆笔直向前行驶时,两个驱动轮以相同的速度旋转。
差速器和主减速器结构和工作原理发动机的动力经过变速器输出后,必须经过主减速器和差速器才能传递车轮,对于前轮驱动的汽车,如我们常见的轿车,主减速器和差速器设计在变速器壳体内;对于后轮驱动的汽车,如客车和货车,主减速器和差速器安装在后轿内。
一主减速器主减速器的作用将变速器输出的动力再次减速,以增加转矩,之后将动力传递给差速器。
主减速器的类型:(1)单级主减速器:大部分汽车的主减速器为单级主减速器,减速型式为普通斜齿轮式或锥形齿轮式:锥形齿轮式主减速器图其中锥形齿轮式主减速器如图所示,广泛的应用于后驱汽车的后轿中,变速器输出动力经过传动轴传给主动锥齿轮,经从动锥齿轮减速后传给差速器。
普通斜齿轮式主减速器应用于前驱汽车的变速器中。
注:对于前驱汽车的变速器中的主减速器,如果发动机在机舱在横置,则主减速器为普通斜齿轮式;如果发动机在机舱内纵置,则主减速器为锥形齿轮式,如桑塔纳、帕萨特等。
(2)双级主减速器:在重型货车上,常采用双级主减速器,如下图所示:双级主减速器结构图第一级为锥形齿轮减速,第二级为普通斜齿轮减速。
二减速器:1差速器的作用:汽车在直线行驶时,左右车轮转速几乎相同,而在转弯时,左右车轮转速不同,差速器能实现左右车轮转速的自动调节,即允许左右车轮以不同的转速旋转。
2差速器的组成结构:差速器结构图1-差速器壳轴承;2和8-差速器壳体;3和5-调整垫片;4-半轴齿轮(两个);6-行星齿轮(两个或四个); 7-主减速器从动锥齿轮;9-行星齿轮轴。
3差速器的工作原理和工作状态:行星齿轮的自转:差速器工作时,行星齿轮绕行星齿轮轴的旋转称为行星齿轮的自转;行星齿轮的公转:差速器工作时,行星齿轮绕半轴轴线的旋转称为行星齿轮的公转;(1)汽车直线行驶时,主减速器的从动锥齿轮驱动差速器壳旋转,差速器差驱动行星齿轮轴旋转,行星齿轮轴驱动行星齿轮公转,半轴齿轮在行星齿轮的夹持下同速同向旋转,此时,行星齿轮只公转,不自动,左右车轮和转速等于从动锥齿轮的转速。
各型号汽车变速箱高清分解图变速器工作原理图ID:ko-car变速器的种类AT自动变速箱CVT自动变速箱DSG双离合变速箱手动变速箱变速箱整体剖面图——变速箱内部元件示意——1.速度表齿套夹;2.速度表从动齿轮套;3.倒车灯开关;4.密封垫;5.钢球;6.阻尼弹簧;7.钢球;8.密封塞;9.弹簧;10.空档回位塞A;11.空档回位塞B;12.延伸壳体;13.延伸壳体密封垫ID:14.下盖;15.下盖密封垫;16.卡环;17.主轴后轴承;18.提升塞;19.提升弹簧;20.钢球;21.3档~4档换档拨叉用弹簧销;22.1档~2档换档拨叉用弹簧销;23.超速档~倒档换档拨叉用弹簧销;24.超速档~倒档换档滑轨;25.3档~4档换档滑轨;26.超速档~倒档换档拨叉;27.互锁塞;28.反向轴锁紧螺母;29.反向轴后轴承;30.反向轴超速档齿轮;31.1档~2档换档滑轨32.主轴锁紧螺母;33.反向轴倒档齿轮;34-35.垫片;36.钢球;37.超速档齿轮;38.滚针轴承;39.轴承套;40.轴承垫片;41.超速档同步器环;42.超速档~倒档同步器套;43.超速档~倒档同步器弹簧;44.超速档~倒档同步器毂;45.超速档~倒档同步器键;46.倒档齿轮;47.滚针轴承;48.轴承套;49.垫片;50.开口销;51.开槽螺母;52.止推垫圈;53.倒档惰齿轮;54.滚针轴承;55.螺栓;56.倒档惰齿轮轴;57.螺栓;58.后轴承座;77. 倒档同步器环75.主轴总成;76.变速箱壳体自动变速箱的分解要领——拆卸延伸壳体拆卸3~4档及1~2档换档拨叉弹簧销拆卸超速档~倒档换档拨叉弹簧销拆卸主轴锁紧螺母拆卸超速档齿轮轴承套拆卸时,MD998020与MD998028配合使用拆卸倒档惰齿轮轴拆卸主驱动齿轮轴承动图自动变速箱的组装要领——安装主驱动齿轮轴承动图安装卡环动图选择卡环并安装,使主驱动齿轮轴承的轴向间隙达到标准值。
汽车传动系统——各类传动的结构图解
一.机械式传动系一般组成及布置示意图
1—离合器 2-变速器 3—万向节 4-驱动桥 5-差速器 6—半轴 7—主减速器 8-传动轴
图为传统的发动机纵向安装在汽车前部,后桥驱动的4×2汽车布置示意图.发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥.在驱动桥处,动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。
二。
发动机前置、纵置,前轮驱动的布置示意图
1—发动机 2—离合器 3-变速器 4-变速器输入轴 5-变速器输出轴 6-差速器 7—车速表驱动齿轮 8—主减速器从动齿轮
发动机前置、纵置,前桥驱动,使得变速器和主减速器连在一起,省掉了它们之间的万向传动装置.
三。
典型液力机械传动示意图
1-液力变矩器 2—自动器变速器 3-万向传动 4—驱动桥 5—主减速器6-传动轴
液力传动(此处单指动液传动)是利用液体介质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递动力。
液力传动装置串联一个有级式机械变速器,这样的传动称为液力机械传动。
四。
静液式传动系示意图
1-离合器 2-油泵 3—控制阀 4—液压马达 5—驱动桥 6—油管
液压传动也叫静液传动,是通过液体传动介质静压力能的变化来传递能量。
主要由发动机驱动的油泵、液压马达和控制装置等组成.
五。
混合式电动汽车采用的电传动
1—离合器 2-发电机 3-控制器 4-电动机 5—驱动桥 6—导线
电传动是由发动机驱动发电机发电,再由电动机驱动驱动桥或由电动机直接驱动带有减速器的驱动轮。
郑州大学毕业设计(论文)题目汽车变速器及差速器三维结构设计及动画演示院系机械工程学院专业机械工程及自动化年级学生姓名指导教师2011 年6 月7 日摘要汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。
传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能,按其能量传递方式不同,可划分为机械传动、液力传动、液压传动以及电传动等形式。
本文主要设计了汽车底盘的传动系,并针对变速器、主减速器、差速器及半轴的主要参数及结构进行了详细的设计计算。
经资料查阅,确定了所设计汽车的主要技术参数、结构尺寸,从而确定出软件制作中的相应装配关系。
采用类比法设计,完成了底盘的变速器、主减速器、差速器和半轴的设计计算。
本设计采用了传统内燃机传动作为设计重点,具体对离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等部件进行了三维CAD模型绘制及动画仿真。
然后利用Pro/E 软件完成变速器、主减速器、差速器及半轴的三维实体建模,并进行实体装配。
最后利用3DVIAComposer软件对装配模型进行渲染,并制作变速器和驱动桥的装配动画及工作三维动画。
关键词:传动系,三维实体建模,实体装配,装配动画,工作动画AbstractPower issued by the engine passes to drive the wheels through transmission system. Transmission system have the functions such as speed reduction, variable speed, reverse, break power, differential between wheel,axle differential,and so on. According to their energy transfer in different ways, it can be divided into mechanical transmission, hydraulic transmission, hydraulic and electric drives. This article mainly designs the transmission system of automobile chassis, and carries though detailed design and calculations of main parameters and structure of transmission, main reducer, differential mechanism and axle shaft. Consulting reference material,we have determined main technical parameters and structure size of the automobile,and then determine corresponding assembly relation in Productivity Software. Employing analogy design, and accomplishing design and calculations of transmission, main reducer, differential mechanism and axle shaft.This design uses a traditional internal combustion engine drive as the focal point of design , and makes three-dimensional CAD Model rendering and animated animation simulation on the clutch, the transmission, Universal Gearing , the main reducer, differential mechanism and half shaft components and so on .After that , using Pro/E finishes the 3D solid molding of the clutch, the transmission, Universal Gearing , the main reducer, differential mechanism and half shaft components ,and makes an entity assembly . Finally, using 3DVIA Composer software to render Assembly model, and making the assembly animation and working animation of transmission and driving axle.Key Word:transmission system, 3D solid molding, Entity assembly, assembly animation , working animation目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 汽车传动系统概述 (1)1.2 汽车传动系统的组成和功用 (1)1.2.1 传动系统的组成 (1)1.2.2 汽车传动系统的功用 (2)1.3 汽车传动系统的布置形式 (2)1.4 汽车传动系的的种类和组成 (4)1.5 汽车传动系的布置形式及种类的确定 (5)1.6 软件简介 (5)1.6.1 Pro/E软件简介 (5)1.6.2 Pro/E中零、部件的三维建模 (6)1.6.3 3DVIA Composer软件简介 (7)1.6.4 3DVIA Composer中装配过程动画及工作工程动画的制作 (7)2 轻型载货汽车主要参数的选择与计算 (10)2.1 轻型载货汽车主要参数的选择 (10)2.1.1 轻型载货汽车主要尺寸参数的选择 (10)2.1.2 载货汽车主要动力性参数的选择 (11)2.2 轻型载货汽车发动机的选择与计算 (12)2.2.1 发动机最大功率Pemax及其相应转速np的设计计算 (12)2.2.2 发动机最大转矩Te max及其相应转速nT的设计计算 (13)2.3 轻型货车轮胎的选定 (14)2.4 轻型载货汽车传动系统的布置形式的确定 (14)3 轻型载货汽车变速器的设计 (15)3.1变速器概述 (15)3.2 变速器传动机构布置方案 (15)3.3 零部件结构选择 (16)3.4 变速器主要参数设计 (16)3.4.1 变速器的档位数和传动比 (16)3.4.2 中心距 (17)3.4.3 变速器的轴向尺寸 (18)3.4.4 齿轮参数 (18)3.4.5 各挡齿轮齿数的分配 (19)3.5 变速器齿轮的几何尺寸计算 (20)3.6 变速器轴与轴承 (22)3.6.1 变速器轴的设计计算 (22)3.6.2 变速器轴承的选择 (22)3.7 变速器中各轴的结构设计 (23)3.8 变速器箱体设计 (25)3.9 变速器操作机构的设计 (25)3.9.1 选档换档机构 (25)3.9.2 操纵机构的安全装置 (26)3.10 变速器整体三维建模装配体结构 (27)3.11 变速器三维实体模型的装配过程动画及工作过程动画 (27)4 汽车驱动桥的设计计算 (28)4.1 主减速器的设计计算 (28)4.1.1 主减速器的基本参数选择与设计计算 (28)4.1.2 主减速器齿轮计算载荷的确定 (29)4.1.3 主减速器齿轮基本参数的选择 (30)4.1.4 主减速器齿轮的材料及热处理 (31)4.2 差速器设计 (31)4.2.1 差速器类型选择 (31)4.2.2 差速器齿轮主要参数选挥 (32)4.2.3 差速器齿轮的强度计算 (34)4.3 车轮传动装置设计 (35)4.3.1 半轴结构型式的确定 (35)4.3.2 全浮式半轴的设计计算 (35)4.4 驱动桥壳设计 (36)4.5 驱动桥三位实体模型装配模型 (37)4.6 驱动桥三维实体模型的装配过程动画及工作过程动画 (39)5 结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论1.1汽车传动系统概述汽车是最重要的现代化交通运输工具,是科学技术发展水平的标志。
汽车工业是资金密集、技术密集、人才密集、综合性强、经济效益高的产业,世界各工业发达国家几乎都把它作为国民经济的支柱产业。
现代汽车上采用了大量的新材料、新工艺和新结构,特别是现代化的微电子控制技术的应用,大大地提高了汽车的性能。
汽车传动系可按能量传递方式的不同,划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。
目前应用最广泛的为机械式传动系,机械式传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥组成。
其中万向传动装置由万向节和传动轴组成,驱动桥由主减速器、差速器及半轴组成。
汽车诞生之前,马车就是人类最好的陆上交通工具。
1770年法国人尼古拉斯古诺(1725-1804)将蒸汽机装在板车上,制造出第一辆蒸汽板车,这是世界上第一辆利用机器为动力的车辆。
1860年,法国人艾蒂安·勒努瓦发明了一种内部燃烧的汽油发动机。
1885年,德国工程师卡尔·奔驰(1844-1929)在曼海姆制造成一辆装有0.85马力(1000马力=735.5千瓦)汽油机的三轮车。
德国另一为工程师戈特利布·戴姆勒(1834-1900)也同时造出了一辆用1.1马力汽油发动机作动力的四轮汽车,这便是现代意义上的汽车。
他们俩被公认为以内燃机为动力的现代汽车的发明者。
1886年1月29日也被公认为汽车的诞生日。
1889年法国的别儒研制成功齿轮变速器、差速器,1891年首次采用前置发动机后轮驱动,开发出摩擦片式离合器,1898年法国的雷诺一号车采用了箱式变速器、万向节传动轴和齿轮主减速器,1902年法国的狄第安采用了流传至今的狄第安后桥半独立悬架。
1.2 汽车传动系统的组成和功用1.2.1传动系统的组成机械式传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴组成。
其中万向传动装置由万向节和传动轴组成,驱动桥由主减速器、差速器及半轴组成。
如图1-1所示:图1-1 机械式传动系统的组成及布置示意图1.2.2 汽车传动系统的功用将发动机发出的动力按需要传给驱动轮。