湖北文理学院车辆工程新能源
前言
国内外研究 2 课题研究目的及意义 3 设计任务书 4 任务与背景分析 5 轿车传动系统方案的确定 6 发动机选择 6
发动机选择及传动系统传动比分配 6
发动机最大功率Pemax 6 系统传动比分配 7 离合器设计 8
从动盘的选择 8 变速器设计 9
主减速器的选择 10 主减速器的类型 11 差速器的选择 11 半轴 12 驱动桥桥壳 12 十字万向节传动 15 附加弯曲力偶矩的分析 16 万向传动轴的选择 18 传动轴管的选择 18 伸缩花键的选择 19 传动轴的计算与强度校核 20
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轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
传动轴的临界转速 20 传动轴计算转矩 20 传动轴长度选择 20 传动轴管内外径确定 21 传动轴扭矩强度校核 21
十字轴总成尺寸的确定与强度校核 22 十字轴万向节尺寸的确定与强度校核 22 十字轴尺寸要素 24 传动轴的花键 25 十字万向节的轴承 26 参考文献 29
国内外研究
汽车在1898年以前，发动机动力输出后直接通过齿轮传给驱动轴，因而限制了发动机的安装位置只能紧靠驱动轮轴，使汽车的造型设计产生了困难。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，雷诺将公司的雷诺Dion汽车由三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。正因为万向节的发明，才有了今天的前置后驱动，后置前驱动汽车，它标志着汽车传动技术走向成熟。经过一百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1、减速增矩；2、可以实现多极乃至无极变速；3、实现汽车的倒驶；4、必要时中断传动系统的动力传递；5、使两侧的车轮具有差速作用等功能。
随着科技的不断进步汽车传动技术的不断提升，汽车传动系统的发展与应用前景越来越广阔。主要表现在以下几个方面：
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1.新产品研发：为适应汽车发动机的“个性化”需求，汽车链研发将向着小节距、高转速、多品种方向发展，而汽车发动机用滚子链、套筒链、齿形链三种结构型式的应用领域将在“竞争”和“合作”当中不断发展、互相补充。新型的多功能张紧器、导向器及其附件的耐磨材料也将不断升级换代。2.先进制造技术：为满足主机厂对汽车链产品越来越高的可靠性要求，汽车链产品将不断地采用先进的设计技术、制造技术、装配技术、表面处理技术、强化技术、检验和试验技术。 3.新的啮合机制：一种新型的数字化设计的内-外复合啮合机制的齿形链和一种具有非圆异形孔链板的内-外啮合有序交替排列的新型Hy-Vo链将越来越广泛地在汽车发动机上应用。4.高性能指标：主要研究汽车链产品的疲劳寿命分布规律、高可靠度下的耐磨性及其磨损失效机理、在高速区的多冲与胶合特性、严格的清洁度指标以及噪声频谱实时分析等。
课题研究目的及意义
汽车是一种高效率的运输工具，它的运输效率高低很大程度上取决于汽车的传动系统。汽车传动系的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。汽车传动系统作为连接汽车动力源和驱动轮的纽带，在这方面起着十分重要的作用。设计良好的传动系统，总是能够将发动机输出的功更好的传递给用于驱动汽车行驶的驱动轮。所以研究和设计出高效率的汽车传动系统在提高能源利用率、改善汽车性能等方面具有极大的意义。
动力性是指汽车在良好的路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车的动力性是汽车各种性能中最基本最重要的性能，它主要受控于汽车传动系统各个参数的选定。
燃油经济性是指在保证动力的情况下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，燃油经济性好，可以降低汽车的使用费用、减少国家对进口石油的依赖性、节省石油资源；同时降低了发动机产生有害气体的排放量，起到保护环境的作用。由于节约能源和环境保护是全球可持续发展的重要内容所以对汽车传动系统的优化设计具有重大的意义。同时也受到各国政府和汽车制造业的重视。
为此，我们设计汽车的传动系统不仅要具备以下的功能： 1、减速和变速 2、实现汽车倒驶 3、必要时中断传动 4、差速作用
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轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
良好的的动力性和燃油经济性也是重中之重
轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
设计任务书
一、任务：
1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。 2、确定传动系的传动比。 3、设计万向节和传动轴。 4、编制设计说明书。 二、原始条件：
车型 微型轿车 驱动形式 FF4×2 发动机位置 前置、横置 最高车速 Umax=120km/h 最大爬坡度 imax≥30% 汽车总质量 ma=1020kg
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满载时前轴负荷率 50%
外形尺寸 总长La×总宽Ba×总高Ha=3500×1445×1470mm3 迎风面积 A≈0.78 Ba×Ha 空气阻力系数 CD=0.35 轴距 L=2300mm 前轮距 B1=1440mm 后轮距 B2=1420mm 车轮半径 r=300mm
离合器 单片干式摩擦离合器 变速器 两轴式、四挡
任务与背景分析
由于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、主减速器以及传动轴等等零部件。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。这两个方案又各自分成不同的小的方案，每个小的方案也有自己不同的零件选择标标准和不同的布置方案方法。离合器处于传动系的首端，用来切断和实现对传动系的动力传递，以保证：在起步时将发动机与传动系平顺地结合，使汽车能平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中齿轮之间的冲击，便于换挡；在工作中受到大的动载荷时保护传动系，防止其受过大的载荷。
变速器的功用是：在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作；保证汽车能倒退行驶和在滑行或停车时使发动机和传动系保持分离；需要时还应有动力输出的功能。
多轴驱动汽车上设有分动器，用于将变速器输出的动力分配给各驱动桥。万向传动装置主要由万向节和传动轴组成，将变速器或者是分动器发出的动力输送给驱动桥。
驱动桥位于汽车传动系统的末端，主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降低转速、增大转矩；通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。
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