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课程设计论文玩具汽车的驱动与传动装置姓名：学院:专业班级:学号：指导老师：日期：目录题目：（一种或几种）玩具汽车的驱动和传动装置分析研究1.概述：简要论述玩具汽车的发展前景和驱动方式的种类2.底盘2.1行驶系2.2传动系2.2.1离合器2.2.2变速器2.2.3万向节2.2.4传动轴2.2.5半轴2.2.6主减速器2.2.7差速器2.3驱动装置——电机、驱动轮、轮轴、驱动桥2.3.1电机2.3.2驱动轮2.3.3轮轴2.3.4驱动桥3.几种不同玩具的传动和驱动装置的分析和对比3.1前置后驱动类型3.2前置前驱动类型3.3四轮驱动装置4.总结5.参考文献几种玩具汽车的驱动与传动装置的分析研究前言驱动与传动装置作为汽车的主要功能模块之一，通过对它的结构和原理进行分析和研究，对于学习了解和设计汽车或玩具车具有重大意义。摘要:本文主要是针对几种玩具汽车的驱动和传动装置进行分析和研究，分别研究后驱、前驱、和四驱三种不同驱动方式的装置的结构和工作原理。关键词:玩具车的驱动和传动底盘电机离合器万向节变速器传动轴Abstract:Thisarticleisforseveraltoycardriveranddrivestheanalysisandstudydrive,precursor,andfour-wheeldrivethreedifferentdevicestructuresandworks.Keywords：Toycarchassismotordriveclutchanddriveshaftuniversaljointtransmission1.概述——简要论述玩具汽车的发展前景和驱动方式的种类近几年我国玩具汽车行业发展速度较快，受益于玩具汽车行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，玩具汽车行业在国内和国际市场上发展形势都十分看好。虽然受金融危机影响使得玩具汽车行业近两年发展速度略有减缓，但随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退，我国玩具汽车行业重新迎来良好的发展机遇。我们作为工业设计的学生，设计一款产品的时候，需要对该产品的行业发展状况，该产品的结构，工作原理及制造工艺和材料有所了解。所以了解玩具汽车行业及其生存状态，让我们对玩具汽车具有更全面的认识。玩具汽车是汽车的简化版，所以它们具有很多共同之处。比如说它们的传动和驱动装置。玩具汽车的驱动和传动装置结构相对比较简单，而动力源主要有两种：一种是电机驱动，一种是发条齿轮机械驱动。早期的玩具车主要是后者，相对比较便宜，而本文研究的对象主要是电机驱动的玩具车的传动和驱动装置，顺应玩具车的发展潮流。2.底盘了解玩具车驱动和传动装置之前，我们先来了解它们的安装平台——汽车底盘汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。而玩具汽车的底盘主要是由传动系和行驶系这两部分组成。2.1行驶系汽车（玩具汽车）的行驶系没有多少差异，主要是由前桥、后桥、悬架、车架和车轮五部分组成。2.2传动系这部分是我们要研究的对象，玩具车的传动系主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴、半轴组成，相对汽车而言缺少了主减速器和差速器。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。2.2.1离合器汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。汽车离合器主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构。主动部分有：飞轮、离合器盖和压盘；从动部分是从动盘；压紧机构是压紧弹簧；操纵机构有分离叉、分离轴承、离合器踏板和传动部件。相对汽车来说，玩具车的离合器的结构没有那么复杂，严格来说，玩具车没有离合器。2.2.2变速器变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。汽车变速器是通过改变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。2.2.3万向节所谓万向节，指的是利用球型连接实现不同轴的动力传送的机械结构，是汽车上有一个很重要的部件。万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。在前置发动机后轮驱动的车辆上，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间；而前置发动机前轮驱动的车辆省略了传动轴，万向节安装在既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。万向传动装置在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承。万向传动装置1-万向节；2-传动轴；3-前传动轴；4-中间支承2.2.4传动轴传动轴是连接或装配各项配件而可移动或转动的圆形物体配件，一般均使用轻而抗扭性佳的合金钢管制成。对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴，它可以是好几节由万向节连接。传动轴是由轴管、伸缩套和万向节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。2.2.5半轴半轴是变速箱减速器与驱动轮之间传递扭矩的轴（以前实心居多，但由于空心轴转动不平衡控制更容易，因此，很多轿车上都采用空心轴），其内外端各有一个万向节（U/JOINT)分别通过万向节上的花键与减速器齿轮及轮毂轴承内圈连接2.2.6主减速器主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。2.2.7差速器汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴，最后传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮，在这条动力传送途径上，驱动桥是最后一个总成，它的主要部件是减速器和差速器。汽车差速器是驱动桥的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧，如果汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。差速器就是为了解决这个问题而设计的。防滑差速器普通差速器结构图普通差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。总结：机械式传动系由若干的齿轮、轴、摩擦片等机械元件来传递电机与驱动车轮之间的动力，传动效率高、传动比的改变是有级的。它可以实现加、减速，变速，启动和停车，倒车，前进和后退，差速等功用。2.3驱动部分——电机、驱动轮、轮轴、驱动桥2.3.1电机电机就相当于一部车的心脏，这个心脏是直接和传动系连接的，相对传动系而言，则电机可独立门户，归属于驱动系。主要负责输出动力。电机，俗称马达，就是一个小型的电动机，主要产生驱动转矩，输出动力，作为各种机械的动力源。玩具主要是采用电磁式直流电动机作为动力源。电磁式直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器（俗称整流子）、电刷、机壳、轴承等构成，主要工作原理是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。如果要细分的话，电机可单独作为玩具汽车的驱动装置，主要是输出动力源。2.3.2驱动轮驱动轮是相对于从动轮而言的，驱动轮主要是起驱动的的那部分车轮，汽车通常有前轮驱动，后轮驱动，还有四轮驱动。2.3.3轮轴2.3.4驱动桥驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是：①将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速胎、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速增大转矩；②通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；③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。4通过桥壳体和车轮实现承载及传力作用。3.几种不同玩具车的传动装置和驱动装置的分析和对比3.1玩具货车、玩具客车采用前置后驱动前置后驱动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。该玩具车后轮驱动装置包括车底盘、安装有驱动轮的驱动轴、变速传动机构和减震机构，其特征在于变速传动机构包括与电机相连的驱动齿、用于变换车速的三联齿轮、支承轴、卡置在三联齿轮中间大齿两边的拨杆、差速机构、箱体，其中三联齿轮可转动的安装于其支承轴上，三联齿轮中间的大齿轮与驱动齿相啮合，并且可随卡置在其上的拨杆。这类玩具车的驱动装置是在底盘上设置有变速传动机构和减震机构，在安装有驱动轮的驱动轴与变速传动机构之间设置有差速机构，由于增加了差速机构，克服了电动玩具车转弯动作费力且不灵活，转弯半径过大的缺点。同时由于增加了变速机构，解决了车子在任何路面上都保持几乎相同的速度而不利于操作的准确性，同时提高了摩擦，使车子行驶更加平稳，更易于控制。3.2玩具轿车采用前置前驱动特点：无万向节和传动轴,传动线路短、结构简单,车身底板可以降低,有助于提高高速时的行驶稳定性。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。3.3四驱玩具车的四轮驱动装置增设了分动器,把变速器输出的功率分成两路，一路到前驱动桥，另一路到后驱动桥。充分利用所有车轮与地面之间的附着力，增强了汽车在坏路面行驶通过能力，主要用于越野车及重型货车和四驱赛车。四轮驱动，又称全轮驱动，顾名思义是指汽车前后的轮子都有动力驱动，可以按照行驶路面状态的不同而将发动机输出扭矩分别分布在前后所有的轮子上，提高汽车的行驶能力。四轮驱动表示法用4×4或者4WD。四轮驱动以往用在越野车上，现在有些轿车也用上了这种装置。一般的越野车，变速器后面装有手动分力器，前后车轴各装一个称为驱动桥的部件。变速器输出的扭矩通过分力器和传动轴，分别传递到前后车轴上的驱动桥，再通过驱动桥将扭矩传递到轮子上。而在轿车上，由于轿车的车架结构与越野车的车架结构有所不同，作用目的也有差异，所以轿车上的四轮驱动装置是常啮合式，增加了粘性偶合器，省去了手动分力器，自动将扭矩按需分配给前后轮子。现代轿车的马力都比较大，加速时重心后移，造成前轴轻飘。这对于前轮驱动的轿车来讲，即使在良好的路面上车也会打滑，四轮驱动可以防止这种现象发生。所以，轿车应用四轮驱动，主要作用是提高车子的加速性能。目前四轮驱动的小车，发动机以前置或者中置为主。前置发动机的轿车重量分配到前后轴上大致相同，两轴的驱动力矩大约是45：55到40：60，中置发动机的跑车，全车重量在前后轴上的分布大约是40：60，两轴的驱动力矩大约是35：65到30：70。这两类车子前后轴之间有差速器和粘性耦合器，哪一个轴的轮子打滑，可以通过耦合器的粘性液体把它的部分驱动扭矩传送到不打滑的车轮上。遥控四驱玩具车的设有左、右两个驱动机构，分别驱动左、右两侧的车轮。它的固定连接机构包括连接件和固定件，连接件内部设有动力传动齿轮组。该动力传动齿轮组的首级传动齿轮和驱动机构啮合，末级传动齿轮设有安装车轮的转动轴。驱动机构