《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課題五-汽車機(jī)械傳動(dòng)

課題五汽車機(jī)械傳動(dòng)學(xué)習(xí)任務(wù)1．了解帶傳動(dòng)的組成；2．了解V形帶、多楔帶、同步帶及帶輪的結(jié)構(gòu)；3．了解鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；4．了解齒輪傳動(dòng)類型和特點(diǎn)；5．了解簡(jiǎn)單的輪系概念；6．了解摩擦輪傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)的特點(diǎn)。技能要求1．掌握帶傳動(dòng)在汽車中的應(yīng)用，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用；2．掌握鏈傳動(dòng)在汽車中的應(yīng)用，尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用；3．掌握齒輪傳動(dòng)在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)變速器、差速器中的應(yīng)用；4．掌握簡(jiǎn)單輪系在汽車手動(dòng)和自動(dòng)變速器中的應(yīng)用；5．掌握摩擦輪傳動(dòng)在汽車離合器中的應(yīng)用；6．掌握螺旋傳動(dòng)在汽車轉(zhuǎn)向器中的應(yīng)用。任務(wù)一帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)帶傳動(dòng)1．帶傳動(dòng)的認(rèn)識(shí)帶傳動(dòng)由主動(dòng)輪、帶、從動(dòng)輪組成，帶是撓性的中間零件，通過(guò)它將主動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給從動(dòng)輪，如下圖所示。帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)帶傳動(dòng)的類型摩擦帶傳動(dòng)嚙合帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用摩擦帶傳動(dòng)是利用具有彈性的撓性帶與帶輪間的摩擦來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，故具有以下特點(diǎn)：帶傳動(dòng)的類型①?gòu)椥詭芫徍蜎_擊、吸收振動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。②帶與輪間存在彈性滑動(dòng)，滑動(dòng)導(dǎo)致速度損失，不能保證傳動(dòng)比不變，滑動(dòng)摩擦損耗功率，降低傳動(dòng)效率；過(guò)載時(shí)，帶在輪上打滑，不致?lián)p傷從動(dòng)零件，能起到保護(hù)整機(jī)的作用。③有帶做中間零件，故兩軸中心距大，整機(jī)尺寸大。④帶需張緊在輪上，故作用在軸上的壓力大。⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，維護(hù)也方便。摩擦帶傳動(dòng)適用于要求傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比不嚴(yán)格的場(chǎng)合。V帶傳動(dòng)的功率在100kW以下，速度為5～25m/s，傳動(dòng)比可達(dá)7，效率為0.94～0.96。2．帶傳動(dòng)在汽車中的應(yīng)用V帶在汽車中的應(yīng)用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)附件（發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)和水泵）常采用兩根V帶驅(qū)動(dòng)。二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)V帶傳動(dòng)多楔帶在汽車中的應(yīng)用由于多楔帶的性能優(yōu)于V帶，所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)附件也常采用多楔帶。發(fā)動(dòng)機(jī)多楔帶傳動(dòng)捷達(dá)、上海桑塔納、一汽奧迪、北京切諾基等發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與凸輪軸間的傳動(dòng)（正時(shí)傳動(dòng)）均采用同步帶傳動(dòng)。它不但保證了傳動(dòng)的精確性，而且噪聲小、不需潤(rùn)滑。同步齒形帶驅(qū)動(dòng)的凸輪軸機(jī)構(gòu)同步帶在汽車中的應(yīng)用金屬帶在汽車中的應(yīng)用汽車無(wú)級(jí)變速CVT通過(guò)兩個(gè)可以改變直徑的傳動(dòng)輪和傳動(dòng)帶（金屬帶）來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的力量，實(shí)現(xiàn)扭矩輸出，即通過(guò)控制主被動(dòng)輪的可動(dòng)部分的軸向移動(dòng)來(lái)改變傳動(dòng)帶的回轉(zhuǎn)半徑，從而得到連續(xù)的傳動(dòng)比，如圖所示。無(wú)級(jí)變速器CVT3．V帶與帶輪的結(jié)構(gòu)V帶構(gòu)造由抗拉體、頂膠、底膠以及包布層構(gòu)成。V帶構(gòu)造帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪由輪緣、輪轂、輪輻三部分組成。帶輪的結(jié)構(gòu)V帶傳動(dòng)的張緊與調(diào)整、安裝與維護(hù)（1）V帶傳動(dòng)的張緊與調(diào)整V帶張緊在帶輪上后，要測(cè)量初拉力F0，使其能保證產(chǎn)生足夠的Felim，即F0要滿足一定的條件。測(cè)量方法是在V帶跨度中加一垂直于帶邊的FV

力，再測(cè)量所產(chǎn)生的撓度y[見(jiàn)圖5-12（a）]，若撓度y=1.6a/100mm，即合格。圖5-12（b）所示為撓度測(cè)量，加FV力后，刻度上部顯示FV力數(shù)值，下部顯示撓度數(shù)值。由于V帶使用一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生蠕變而松弛，因而要重新張緊或更換。重新張緊的方法如下：①調(diào)整中心距。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘，使電動(dòng)機(jī)水平移動(dòng)或繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)[見(jiàn)圖5-13（a）、（b）]來(lái)調(diào)整中心距，以便定期調(diào)整帶的初拉力，也可依靠電動(dòng)機(jī)自重使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)自動(dòng)調(diào)整帶的初拉力，如圖5-13（c）所示。②采用張緊輪。當(dāng)中心距不便調(diào)整時(shí)，可采用張緊輪。張緊輪應(yīng)放在松邊內(nèi)側(cè)，如圖5-14所示。這樣，張緊輪受力小，帶的彎應(yīng)力也不改變方向，能延長(zhǎng)帶的使用壽命。

⑤要采用安全防護(hù)罩，以保障操作人員安全，同時(shí)防止油、酸、堿對(duì)V帶的腐蝕。鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)在機(jī)械中應(yīng)用廣泛。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中正時(shí)帶傳動(dòng)已經(jīng)逐漸被正時(shí)鏈傳動(dòng)代替。正時(shí)鏈傳動(dòng)方式可靠，耐久性好，安全性、可靠性得到了一定的提升。正時(shí)鏈條傳動(dòng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用如圖所示。正時(shí)鏈條傳動(dòng)1．鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和繞在鏈輪上的鏈條組成，如圖所示。工作時(shí)，靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合傳遞動(dòng)力。鏈傳動(dòng)是以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比，其特點(diǎn)是：鏈條不需太大的張緊力，對(duì)軸的作用力較??；傳遞的功率較大，低速時(shí)能傳遞較大的圓周力；平均傳動(dòng)比不變；可在溫度較高、淋水、淋油、日曬等惡劣環(huán)境下工作。其缺點(diǎn)是傳動(dòng)時(shí)有噪聲，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，價(jià)格較高。鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)適用于中心距較大的兩軸線[見(jiàn)圖（a）]或多根軸線[見(jiàn)圖（b）]相互平行且只要求平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確的場(chǎng)合，如礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及摩托車中。鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比i≤8，中心距a≤6m，傳遞功率P≤100kW，圓周速度v≤15m/s，傳動(dòng)效率為0.92～0.98。2．鏈傳動(dòng)的布置、安裝、張緊和潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)的布置鏈傳動(dòng)的布置鏈傳動(dòng)的安裝如圖所示，安裝鏈時(shí)，兩鏈輪軸線應(yīng)平行，并且兩鏈輪旋轉(zhuǎn)平面應(yīng)位于同一平面內(nèi)，誤差δ/a應(yīng)小于0.002～0.005，超差會(huì)引起脫鏈和不正常的磨損。鏈傳動(dòng)的安裝鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)是鏈與鏈輪輪齒間的嚙合傳動(dòng)，不需要給鏈條初拉力。鏈條張緊的目的，除為了增多嚙合齒數(shù)外，主要是為了避免節(jié)距增大后，松邊過(guò)于松弛，鏈條不易退出嚙合。為此，常將緊邊放在鏈傳動(dòng)上方，如圖5-18所示。由于鏈的張緊力不大，所以加在軸上的壓力也不大。鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑良好的潤(rùn)滑是鏈傳動(dòng)正常工作的必要條件，采用的潤(rùn)滑油要有較高的黏度和良好的油性，要能滲透到鏈的各個(gè)摩擦部位形成油膜。通常選用牌號(hào)為L(zhǎng)-AN32、L-AN46、L-AN68的全損耗系統(tǒng)用油或普通開(kāi)式齒輪油。按鏈節(jié)距ρ和鏈速v確定潤(rùn)滑方式。圖所示為潤(rùn)滑方式。潤(rùn)滑方式3．滾子鏈和鏈輪的結(jié)構(gòu)滾子鏈的結(jié)構(gòu)滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。滾子鏈的組成滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪的結(jié)構(gòu)常用材料為中碳鋼（35、45），不重要的場(chǎng)合用Q235、Q275，高速重載時(shí)采用合金鋼，低速時(shí)大鏈輪可采用鑄鐵。任務(wù)二齒輪傳動(dòng)與蝸桿傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)1．齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)①適應(yīng)性廣。其傳遞功率范圍從0.1W到10kW以上；傳遞圓周速度可達(dá)到300m/s以上；直徑可達(dá)25m左右。②傳動(dòng)比恒定。齒輪傳動(dòng)能保證兩輪瞬時(shí)傳動(dòng)比恒等于常數(shù)。③效率較高，齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率一般在95％以上。④工作可靠，壽命較長(zhǎng)。⑤可以傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)①制造和安裝精度要求高，成本高。②低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)噪聲和振動(dòng)較大。③不適于距離較大的兩軸間的運(yùn)動(dòng)傳遞齒輪傳動(dòng)兩軸線平行—圓柱兩軸線相交—圓維軸線相錯(cuò)直齒斜齒人字齒直齒曲齒楔鍵連接切向鍵連接外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條嚙合2．齒輪傳動(dòng)的類型齒輪傳動(dòng)類型3．齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比4．漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪各部分名稱齒頂圓齒根圓齒槽寬齒距分度圓齒厚齒頂高齒根高全齒高標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪4．斜齒齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)如圖所示。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)僅限于傳遞兩平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一對(duì)直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，輪齒的接觸線是與軸線平行的直線，輪齒沿整個(gè)齒寬突緣同時(shí)進(jìn)入嚙合或退出嚙合；而斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的輪齒和軸線傾斜一個(gè)角度，由齒頂?shù)囊欢酥饾u地進(jìn)入嚙合，接觸線逐漸由短變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)變短，直至完全脫離嚙合為止，因此輪齒上所承受的力也是由小逐漸到大，然后又逐漸減小的，其嚙合過(guò)程比直齒圓柱齒輪長(zhǎng)，同時(shí)嚙合的齒數(shù)多。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)5．錐齒輪傳動(dòng)曲齒錐齒輪傳動(dòng)直齒錐齒輪傳動(dòng)輪系的認(rèn)識(shí)1．輪系的定義在機(jī)械中為了獲得很大的傳動(dòng)比或者是獲得變速和換向，滿足不同的需要，常常采用一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)，將主動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)軸。這一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為齒輪系，簡(jiǎn)稱輪系。定軸輪系定軸輪系2．輪系的分類根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪的軸線位置相對(duì)于機(jī)架是否固定，可將輪系分為兩大類：定軸輪系和行星輪系。行星輪系的基本構(gòu)造行星輪系行星齒輪的動(dòng)力傳遞方式蝸桿傳動(dòng)1．蝸桿齒輪的組成和特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的組成蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)由蝸桿、蝸輪和機(jī)架組成。通常蝸桿、蝸輪軸線在空間成直角交錯(cuò)，用以傳遞兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，如圖所示。蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)與其他傳動(dòng)相比較，蝸桿傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：①傳動(dòng)比大，在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比為8～100；在分度機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)比可達(dá)1000。②傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊。③可以實(shí)現(xiàn)自鎖。蝸桿只能作為主動(dòng)件帶動(dòng)蝸輪，反之不能傳動(dòng)。④磨損較嚴(yán)重，因此蝸輪齒圈部分常用減摩性能好的有色金屬（如青銅）制造，成本較高。⑤傳動(dòng)效率較低，故大功率連續(xù)傳動(dòng)一般不用。2．蝸桿傳動(dòng)的類型圓柱蝸桿傳動(dòng)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)錐面蝸桿傳動(dòng)蝸桿的結(jié)構(gòu)3．蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪的結(jié)構(gòu)4．蝸桿傳動(dòng)的安裝和維護(hù)蝸桿傳動(dòng)的安裝位置蝸桿傳動(dòng)的安裝蝸桿傳動(dòng)的安裝精度要求很高。根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的嚙合特點(diǎn)，應(yīng)使蝸輪的中間平面通過(guò)蝸桿的軸線，如圖所示。因此，蝸輪的軸向安裝定位要求很高，裝配時(shí)必須調(diào)整蝸輪的軸向位置?？梢圆捎脡|片組調(diào)整蝸輪的軸向位置及軸承的間隙，還可以利用蝸輪與軸承之間的套筒做較大距離的調(diào)整，調(diào)整時(shí)可以改變套筒的長(zhǎng)度，實(shí)際中這兩種方法有時(shí)可以聯(lián)用。蝸桿傳動(dòng)的維護(hù)蝸桿傳動(dòng)的維護(hù)很重要。潤(rùn)滑對(duì)于保證蝸桿傳動(dòng)的正常工作及延長(zhǎng)其使用期限很重要。蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑一般采用浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑兩種潤(rùn)滑方式。中低速蝸桿傳動(dòng)，大多采用浸油潤(rùn)滑，高速時(shí)采用噴油潤(rùn)滑。由于蝸桿傳動(dòng)時(shí)的發(fā)熱量大，因此應(yīng)隨時(shí)注意周圍的通風(fēng)、散熱條件是否良好。蝸桿傳動(dòng)工作一段時(shí)間后，應(yīng)測(cè)試油溫，如果超過(guò)油溫的允許范圍，應(yīng)停機(jī)或改善散熱條件，還要經(jīng)常檢查蝸輪齒面是否保持完好。1．手動(dòng)變速器的拆裝[拓展知識(shí)]（1）交替拆下變速器后端蓋固定螺栓，取下后端蓋，如圖5-38所示。拆卸（2）擰下輸入軸空心螺栓，取下五擋同步器接合套，如圖5-39所示。（3）用工具拆下五擋同步器轂、輸入軸五擋齒輪以及五擋同步環(huán)，如圖5-40所示。（4）拆下輸出軸五擋齒輪鎖止卡環(huán)，取下五擋齒輪，如圖5-41所示。（5）撬開(kāi)驅(qū)動(dòng)法蘭盤端蓋，取下鎖止墊圈，取下驅(qū)動(dòng)法蘭盤，如圖5-42所示。（6）同理取下另一驅(qū)動(dòng)法蘭盤及其部件，如圖5-43所示。（7）拆下?lián)Q擋撥叉軸總成，如圖5-44所示。（8）取下變速器殼體固定螺栓，用橡膠錘輕敲殼體，取下變速器殼體，如圖5-45所示。（9）拆下倒擋換擋聯(lián)動(dòng)裝置固定螺栓，取下倒擋換擋聯(lián)動(dòng)裝置，如圖5-46所示。（10）取出撥叉軸、五擋換擋撥叉，如圖5-47所示。（11）取下倒擋撥叉、三四擋撥叉、一二擋撥叉，如圖5-48所示。（12）用專用工具取下輸入軸的球軸承、膨脹盤，如圖5-49所示。（13）用工具取下輸出軸四擋齒輪鎖圈，取下四擋齒輪，如圖5-50所示。（14）取下輸出軸總成、倒擋惰輪，如圖5-51所示。（15）取下輸出軸三擋、二擋、一擋齒輪，如圖5-52所示。（16）取下二擋齒輪滾針軸承內(nèi)圈、同步環(huán)、彈簧圈等部件。（17）取出一二擋同步器組件、一擋齒輪，如圖5-53所示。（18）擰下緊固螺栓，取下軸承蓋和輸出軸，如圖5-54所示。（19）取出差速器，如圖5-55所示。按拆卸過(guò)程的相反步驟安裝。安裝任務(wù)三摩擦輪傳動(dòng)與螺旋傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)1．摩擦輪傳動(dòng)的原理及特點(diǎn)摩擦輪傳動(dòng)是兩個(gè)相互壓緊的滾輪，通過(guò)接觸面間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，過(guò)載打滑（可防止設(shè)備中重要零部件的損壞），以及能連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)其傳動(dòng)比，因而有著較大的應(yīng)用范圍，成為無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的主要元件。2．摩擦輪傳動(dòng)的類型根據(jù)潤(rùn)滑情況不同，摩擦輪傳動(dòng)可分為兩種：一種是工作表面無(wú)潤(rùn)滑，其中一輪是組合的，即其輪轂是金屬的，在輪轂上或輪緣表面固定有非金屬材料（如皮革、橡膠、木材、混合織物等），雖有較高的摩擦因數(shù)，但允許的接觸應(yīng)力低，傳遞的功率較小，另一種是工作表面有潤(rùn)滑的，兩滾輪均為經(jīng)過(guò)硬化處理的金屬輪。3．摩擦輪傳動(dòng)的主要失效形式①過(guò)載、壓緊力的改變和摩擦因數(shù)減小，導(dǎo)致打滑，使摩擦傳動(dòng)表面產(chǎn)生局部磨損與燒傷。②高的接觸應(yīng)力導(dǎo)致工作表面疲勞點(diǎn)蝕和表面壓潰。③高壓緊力作用下高速運(yùn)轉(zhuǎn)，摩擦傳動(dòng)表面相對(duì)滑動(dòng)速度較高，導(dǎo)致摩擦表面瞬時(shí)溫度升高，產(chǎn)生膠合。4．摩擦輪傳動(dòng)的打滑彈性滑動(dòng)打滑幾何滑動(dòng)5．摩擦輪傳動(dòng)在汽車中的典型應(yīng)用手動(dòng)變速器的離合器就屬于直接接觸類摩擦輪傳動(dòng)形式。汽車手動(dòng)變速器離合器結(jié)構(gòu)如下圖所示。汽車手動(dòng)變速器離合器結(jié)構(gòu)螺旋傳動(dòng)1．螺旋傳動(dòng)的種類和特點(diǎn)2．螺旋傳動(dòng)在汽車中的典型應(yīng)用螺旋傳動(dòng)中的滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)在汽車中的典型應(yīng)用為汽車的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器1．離合器的拆裝[拓展知識(shí)]（1）拆