【摘 要】傳動系統(tǒng)是汽車的重要組成部分。環(huán)衛(wèi)清掃車采用的是發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動的傳動系，其主要組成包括離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器等。主減速器能降低轉(zhuǎn)速以增加扭矩，并把由傳動軸傳來的動力傳給差速器。對稱式錐齒輪普通差速器由行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪軸和差速器殼等組成，是一個差速傳動機構(gòu)，用來保證各驅(qū)動輪在各種運動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間的打滑。

【關(guān)鍵詞】傳動系統(tǒng)；離合器；變速器；主減速器

1.緒論

環(huán)衛(wèi)清掃車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運輸為一體的新型高效清掃設(shè)備?？蓮V泛立用于干線公路，市政以及機場道面、城市住宅區(qū)、公園等道路清掃。路面掃路車不但可以清掃垃圾，而且還可以對道路上的空氣介質(zhì)進行除塵凈化，既保證了道路的美觀，維護了環(huán)境的衛(wèi)生，維持了路面的良好工作狀況，有減少和預(yù)防了交通事故的發(fā)生以及進一步延長了路面的使用壽命。目前在國內(nèi)利用環(huán)衛(wèi)清掃車進行路面養(yǎng)護已經(jīng)成為一種潮流。

隨著人們對生活環(huán)境要求的不斷提高，清掃設(shè)備越來越受到重視。使用清掃車不僅在于提高作業(yè)效率，更重要的是避免了人工清掃作業(yè)時造成的塵土飛揚，環(huán)境污染等問題。對于高速公路，碼頭，機場等地，必須使用清掃車。據(jù)統(tǒng)計，一輛清掃車，由其噸位大小的不同，可相應(yīng)代替10～50人的作業(yè)進度，在經(jīng)費開支方面也可節(jié)省約20%～40%。

清掃車的基本結(jié)構(gòu)包括二類汽車底盤、工作機構(gòu)、除塵裝置以及附屬設(shè)備。

2.傳動系總述

傳動系應(yīng)具有如下功能：減速與變速、實現(xiàn)汽車倒駛、中斷傳動、差速作用。

3.離合器的選擇

離合器是傳動系中直接與發(fā)動機聯(lián)系的總成。其主動部分與發(fā)動機飛輪相連，從動部分與變速器相連。

3.1離合器的組成

摩擦離合器主要由主動部分（發(fā)動機飛輪，離合器蓋和壓盤等），從動部分（從動盤），壓緊機構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機構(gòu)（分離叉，分離軸承，離合器踏板及傳動部件等）四部分組成。主，從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機構(gòu)是使離合器主，從動部分分離的裝置。

3.2離合器的選擇

由于離合器大多已標準化或系列化，因此可根據(jù)被連接兩軸的直徑，計算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，從有關(guān)手冊和資料中選取合適的規(guī)格或進行類比設(shè)計來確定離合器的結(jié)構(gòu)尺寸。故此處不對離合器進行設(shè)計，僅以變速器一軸軸徑在機械設(shè)計手冊中選取所需離合器。

4.變速器的設(shè)計

4.1變速器和離合器的連接

變速器用螺栓緊固于離合器殼后端面，并用變速器第一軸（即離合器從動軸）的軸承蓋凸緣與離合器殼后孔定心。為了保證變速器第一軸與曲軸的同軸度，離合器殼安裝在汽缸體上，其后端應(yīng)與曲軸軸線垂直，其后孔應(yīng)與曲軸軸線同軸。

4.2變速器基本參數(shù)

4.2.1檔數(shù)和傳動比

根據(jù)任務(wù)書的要求，環(huán)衛(wèi)清掃車的擋數(shù)是四檔，故取用四檔變速器。目前輕型貨車的傳動比范圍在5～6之間，故可確定變速器一檔傳動比i1=5.32，二檔傳動比i2=2.14，三檔傳動比i3=1.28，四檔傳動比i4=1，倒檔比I=6.9。

4.2.2中心距

對中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距A。它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外形尺寸，體積和質(zhì)量大小，而且對輪齒的接觸強度有影響。中心距越小，輪齒的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。初選中心距A時，可根據(jù)下面的經(jīng)驗公式計算A=KA，式中A為變速器中心距；KA為中心距系數(shù)，貨車：KA=8.6～9.6；Temax為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩；i1為變速器一檔傳動比；ηg為變速器傳動效率，取96%。計算時，Temax=560N.m，KA=9，i1=5.32，A=9×=128mm。

經(jīng)初步估算，取A=128mm。

4.2.3軸的直徑

變速器工作時，軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來自齒輪作用的徑向力，如果是斜齒輪則還有軸向力。在這些力的作用下，變速器的軸必須有足夠的剛度和強度。

中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑d≈0.45A≈56mm，軸的最大直徑d和支承間距離L的比值，對中間軸，d/L≈0.16～0.18，對第二軸，d/L≈0.18～0.21。

第一軸花鍵部分直徑d可按下式初選d=K=4.4×=36mm。

式中，K為經(jīng)驗系數(shù)，K=4.0～4.6；Temax為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩。

4.2.4齒輪參數(shù)

齒輪模數(shù)：齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，對貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，故齒輪應(yīng)該選用大些的模數(shù)。

變速器低檔齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)，其它檔位選用另一種模數(shù)。故在設(shè)計中一檔及倒檔齒輪模數(shù)為4.5mm，而其他檔位的模數(shù)都為4mm。

壓力角： 20°。

螺旋角：貨車變速器的螺旋角范圍為：18°～26°。

齒寬：通常根據(jù)齒輪模數(shù)m的大小來選定齒寬；直齒b=KCm：，Kc為齒寬系數(shù)，取為4.5～8.0 斜齒：b=KCmn，Kc取為6.0～8.5。

4.3變速器的軸

變速器的軸多數(shù)情況下經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)，第一軸前端和中間軸式變速器的第二軸分別裝在飛輪內(nèi)腔、第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔里。當變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩個滾動軸承有困難時，軸可以直接壓入殼體孔內(nèi)，并固定不動。

用移動齒輪方式實現(xiàn)換擋的齒輪與軸之間，應(yīng)選用矩形花鍵連接，以保證良好的定中心和滑動靈活，而且定中心的外徑及矩形花鍵齒側(cè)磨削與漸開線花鍵要容易。變速器中間軸上的高檔齒輪，通過軸與齒輪內(nèi)孔之間的過盈配合和鍵固定在軸上；第二軸上的常嚙合齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有滾針軸承、滑動軸承。

5.驅(qū)動橋設(shè)計

驅(qū)動橋主要由橋殼、主減速器、差速器和半軸等組成。

主減速器用來降低轉(zhuǎn)速、增加扭矩、且改變扭矩的傳遞方向、適應(yīng)汽車的行駛方向。差速器可使汽車兩側(cè)車輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)彎及在不平路面上行駛。

半軸是將扭矩從差速器傳至驅(qū)動橋，橋殼是主減速器、差速器等傳動裝置的安裝基礎(chǔ)，支撐汽車的部分質(zhì)量，且承受驅(qū)動輪上的各種作用力。

根據(jù)橋殼和驅(qū)動輪的連接關(guān)系，驅(qū)動橋分為斷開式和非斷開式兩種。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動車輪的懸架形式密切相關(guān)。當車輪采用非獨立懸架時，驅(qū)動橋應(yīng)為非斷開式，即驅(qū)動橋殼是一根連接左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁，而主減速器、差速器及車輪傳動裝置（由左、右半軸組成）都裝在它里面。當采用獨立懸架時，為保證運動協(xié)調(diào)，驅(qū)動橋應(yīng)為斷開式。

5.1主減速器設(shè)計

主減速器的功用是降速増扭、改變傳動方向。為滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。

5.1.1主減速器主、從動錐齒輪的支承方案

懸臂式支承結(jié)構(gòu)的特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度和增加兩支承間的距離，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。

懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。因此主減速器的支承采用懸臂式支承。

5.1.2主減速器錐齒輪主要參數(shù)的計算

d1=mz1=6×11=66mm，d2=mz2=6×48=288mm

δ1=12.9°，δ2=77.1°

da1=d1+2mcosδ1=77.7mm，da2=d2+2mcosδ2=290.7mm

df1=d1-2.4mcosδ1=52mm，df2=d2-2.4mcosδ2=287.5mm

δa1=δ1+θa1=15.2°，δa2=δ2+θa2=79.4°

δf1=δ1-θf1=10.1°，δf2=δ2-θf2=74.3°

5.2車輪傳動裝置設(shè)計

車輪傳動裝置位于傳動系的末端，其基本功用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪。對于非斷開式驅(qū)動橋，車輪傳動裝置的主要零件為半軸。半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。采用全浮式支承方式。

環(huán)衛(wèi)清掃車已經(jīng)是市場上較為成型的產(chǎn)品，但是我仍然希望能夠在吸取前人的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，做出一定的改進并有所創(chuàng)新。 [科]

【參考文獻】

［１］吳際璋．汽車構(gòu)造，北京人民交通出版社．

［２］王望予．汽車設(shè)計，北京機械工業(yè)出版社．

［３］龔佰勛．環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊，北京化學(xué)工業(yè)出版社．