5吨后端取力器设计与制造
摘要：本文设计了一种汽车发动机后端取力器，整备质量为5吨，这种取力器由于其特有的优点所以应用广泛。现在很多专用汽车大多装有一个重要的零件，就是取力器。因此，设计一种容易操作、性能优越的取力器成为了一种必要。总体结构形式采用后端取力式，操作模式为手动操作，采用机械传动。通过传动轴带动水泵工作。根据装配空间确定取力器内两齿轮中心距范围，根据变速器取力齿轮参数确定取力器两齿轮的模数，压力角，齿宽等参数。然后，完成取力器装配图和零件图的绘制。最后，编制部分零件的加工工艺过程。
关键词：发动机；取力器；水泵；齿轮；汽车
1 前言
取力器是连接专用汽车专用装置与发动机的传递动力的重要部件。除少量专用汽车的工作装置因考虑工作可靠和特殊要求而配备专门动力驱动外，绝大多数专用汽车上的专用设备都是以汽车自身的发动机为动力源，经过取力装置，用来驱动专用设备。随着汽车及工程机械的迅速发展，专用汽车以它众多的品种和各自具有的专用装置与功能受到各行各业的重视和欢迎，成为国民经济中不可缺少的交通运输和工程作用的主要装备。取力器也因使用条件的不同，而形式多样。取力器的性能直接影响专用汽车工作的可靠性及经济性。
汽车取力器是汽车上的一个动力输出装置，汽车除了行驶以外的其他动力将由取力器提供。取力器通常安装在专用汽车上，用以取出发动机的动力提供给特殊装置以实现专门用途。目前已研发的取力器的种类比较多，取力方式也较多，有发动机飞轮取力、离合器取力、变速器取力、分动器取力等。随着社会对专用汽车要求的提高，专用汽车种类的增多，对取力器的要求也相应提高，取力器的研发工作显得尤为重要。作者撰写本文的目的正是设计出一种从发动机直接取力的取力器，以满足工程实际的需要。
1.1 后端取力器的概况
取力器的种类有很多，各有不同的优点，本文所设计的是一种夹钳式的5吨后端取力器，采用后端式的取力方式，它以汽车底盘自身的发动机为动力源，将动力传递至专用汽车的专用设备，以驱动齿轮液压泵、真空泵、柱塞泵、轻质油液压泵、自吸液压泵、水泵、空气压缩机等，从而为自卸车、加油车、牛奶车、垃圾车、吸污车、随车起重机、高空作业车、散装水泥车、拦板起重运输车等诸多专用汽车配套使用。
1.2 研究后端取力器的意义
某些专用汽车不需要连续地输出动力，所需的取力器转矩也不大，因此他们配备的是较为简单的取力器，直接安装于变速箱的后部。这些取力器市场需求量虽然较大，但是技术含量并不高，利润也不大。而另一些专用汽车对取力器的要求很高，如水泥搅拌车、消防车、石油机械用车等，他们要求取力器能连续不断地工作，而且能够输出发动机的巨大部分动力，甚至全部的动力，并且不受汽车离合器工作状态的影响。例如消防车在消防在抢险的过程中，需要连续不断地泵水而且泵水过程中还要不断地变换位置，需要很高的水压是水能喷射很远，需要很大的功率。这些车辆就需要安装一种特殊的性能优越的取力器，就是5吨后端取力器。5吨后端取力器又叫做全功率取力器，他有诸多的优点：能够长时间地保持工作状态；能使汽车结构非常紧凑，改装汽车很方便；能把发动机的全部功率取出，用于其他动力的输出；工作状态不受汽车主离合器工作状态的干扰（其他取力器不与发动机直接相联，当汽车发动机处于怠速状态，即离合器未合上就无法正常工作）[1]。
5吨后端取力器有着如此众多的优点，相应的他的设计和制造难度也较大，目前国内主要还是依靠进口，价格比较昂贵，而需求量有很大，所以设计出一种符合要求的5吨后端取力器已迫在眉睫。本文作者正是基于对5吨后端取力器的用途与现状的考虑，在老师的指导下选择此课题进行研究，运用所学的专业知识，绘制出了5吨后端取力器的外观图、装配图和部分重要的零件图，并且进行了校核计算，提出了一个较为完整的5吨后端取力器总体设计方案，希望能对祖国的汽车工业出一点绵薄之力。
目录
1 前言 1
1.1 后端取力器的概况 1
1.2 研究后端取力器的意义 1
2 取力装置简介 2
2.1 取力装置的功用和分类 2
2.1.1 发动机飞轮取力 3
2.1.2 离合器取力 3
2.1.3 变速器取力 5
2.1.4 分动器取力 5
2.2 取力装置的正确选择 6
3 5吨后端取力器设计与制造 7
3.1 5吨后端取力器传动系统的设计 8
3.1.1 档位和旋向 9
3.1.2 取力器功率 9
3.1.3 取力器传动比和转速 10
3.2 齿轮传动设计与校核 11
3.2.1 材料的选用 12
3.2.2 按齿面接触疲劳强度初步设计 13
3.2.3 验算齿面接触疲劳强度 14
3.2.4 验算齿根弯曲疲劳强度 15
3.2.5 确定齿轮的主要参数及集合尺寸 18
3.2.6 确定齿轮制造精度 18
3.3 轴与轴系零件的设计 18
3.3.1 轴材料的选择 19
3.3.2 轴的结构设计 19
3.4 键的选择与校核 22
3.5 轴承的选择 23
4 内置离合器和液压系统的选择 23
4.1 液压多片摩擦离合器的选择 23
4.1.1 多片摩擦离合器的位置布置 23
4.1.2 多片摩擦离台器的结构特点 23
4.2 内啮合和水泵的选择 24
4.3 分配器和控制阀 25
5 结论 26
参考文献 27
致 谢 28
参考文献
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