【正文】 ................................................ 28 結(jié) 論 ....................................................................................................... 29 致 謝 ....................................................................................................... 30 參 考 文 獻(xiàn) .............................................................................................. 31 I 摘 要 越野車需要經(jīng)常在壞路和無路情況下行駛， 尤其是軍用汽車的行駛條件更為 惡 劣。這就要求增加汽車驅(qū)動(dòng)輪的數(shù)目，因此，越野車都采用多軸驅(qū)動(dòng)。 分動(dòng)器的功用就是將分動(dòng)器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，并且進(jìn)一步增大扭矩。分動(dòng)器也是一個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，它單獨(dú)固定在車架上，其輸入軸與分動(dòng)器的輸出軸用萬(wàn)向傳動(dòng) 裝置連接，分動(dòng)器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置與各驅(qū)動(dòng)橋相連。 本文主要說明了越野車分動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 ， 主要分為設(shè)計(jì)和工藝兩大部分。設(shè)計(jì)部分較詳細(xì)的敘述了分動(dòng)器的設(shè)計(jì)過程，選擇結(jié)構(gòu)方案、主要參數(shù)、齒輪設(shè)計(jì)、軸設(shè)計(jì)、計(jì)算校核、其他結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)。工藝部分主要對(duì)典型零件的工藝過程進(jìn)行了分析，確定了各類零件的材料。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞 ：分動(dòng)器；三軸式；齒輪；軸；齒輪傳動(dòng)；校核 II ABSTRACT The need for 4wd vehicles often drive on bad roads and traffic situations, especially military vehicles driving conditions even worse. These requirements increase the number of vehicle wheels, therefore, 4wd vehicle use multiaxle drive. Subactuator’s function is distributing transmission’s energy to the drive axle, and further increase the torque. Actuator is also a gear drive system, which is separately located on the vehicle chassis, the transmission input shaft and output shaft gears connected with universal joints, subactuator have several output shafts, they are connected with driving bridge by the universal joints respectively. This article describes the 4wd vehicle actuator design calculation process, the design part describe the subactuator’s design process. The design is mainly divided into design and technology parts, select configuration, main parameters, gear design, shaft design, calculation check, and design of other structural ponents. Crafts part mainly diagnose typical ponent’s technology process, determine the materials of all kinds of ponents. Keywords: Subactuator。 triple axle。 gear。 axle。 gear driving。 check 1 第 1 章 緒 論 概述 本文以東風(fēng) EQ2080 越野汽車為研究對(duì)象，分動(dòng)器用來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速到各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，目的是當(dāng)汽車在 壞路和無路情況下行駛 工況下，使汽車獲得足夠的牽引力和速度，同時(shí)使汽車在最有利的工況范圍內(nèi)工作。分動(dòng)器設(shè)有高速檔和低速檔。對(duì)分動(dòng)器的設(shè)計(jì)要求要滿足以下幾點(diǎn) ： 1） 便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕、尺寸緊湊； 2） 保證汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性； 3） 換檔迅速、省力、方便； 4） 工作可靠。不得有跳檔及換檔沖擊等現(xiàn) 象發(fā)生； 5） 分動(dòng)器應(yīng)有高的工作效率； 6） 分動(dòng)器的工作噪聲低。 除此之外，分動(dòng)器還應(yīng)該滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。 分動(dòng)器類型 分動(dòng)器主要有以下幾種類型： 分時(shí)四驅(qū) (Part－ time 4WD) 這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動(dòng)選擇的四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過接通或斷開分動(dòng)器來變化兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)模式，這也是一般越野車或四驅(qū) SUV 最常見的驅(qū)動(dòng)模式。最顯著的優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)實(shí)際情況來選取驅(qū)動(dòng)模式，比較經(jīng)濟(jì)。 全時(shí)四驅(qū) (Full－ time 4WD) 這種傳動(dòng)系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作，前后車輪永遠(yuǎn)維持四輪驅(qū)動(dòng)模式，行駛時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩按 50： 50 設(shè)定在前后輪上，使前后排車輪保持等量的扭矩。全時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性，有了全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)，就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點(diǎn)也很明顯，那就是比較廢油，經(jīng)濟(jì)性不夠好。而且，車輛沒有任何裝置來控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異，一旦一個(gè)輪胎離開地面，往往會(huì)使車輛停滯在那里，不能前進(jìn)。 適時(shí)驅(qū)動(dòng) (Real－ time 4WD) 2 采用適時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動(dòng)模式。在正常的路面 ，車輛一般會(huì)采用后輪驅(qū)動(dòng)的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)動(dòng)輪打滑的情況，電腦會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并立即將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩分配給前排的兩個(gè)車輪，自然切換到 四輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩?dòng)操作，應(yīng)用更加簡(jiǎn)單。不過，電腦與人腦相比，反應(yīng)畢竟較慢，而且這樣一來，也缺少了那種一切盡在掌握的征服感和駕駛樂趣。 從結(jié)構(gòu)和功能來看，分動(dòng)器可分為兩大類。 ① 一般齒輪式分動(dòng)器 一般齒輪式分動(dòng)器驅(qū)動(dòng)前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅(qū)動(dòng)嚙合套時(shí)為剛性連接。這類分動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過去在各類全輪驅(qū)動(dòng)的汽車上廣泛使用，其缺點(diǎn)是不能保證前、后輪的地 面速度相等，在行駛過程中不可避免地要產(chǎn)生功率循環(huán)現(xiàn)象，這將使驅(qū)動(dòng)輪載荷大幅度增加，輪胎及機(jī)件磨損加劇，燃油經(jīng)濟(jì)性下降。為此，需在分動(dòng)器中另設(shè)分離前橋驅(qū)動(dòng)的裝置 (嚙合套 )，在汽車通過滑溜路段時(shí)可以接合前橋。另外，一般齒輪式分動(dòng)器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例不定 (隨此兩橋所受附著力的比例而變 )。這樣雖然會(huì)增加附著條件較好驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)力，但可能使該橋因超載而損壞。因此，目前采用這類分動(dòng)器的汽車越來越少。 ② 帶軸間差速器的分動(dòng)器 軸間差速器的分動(dòng)器在前、后輸出軸和之間有一個(gè)行星齒輪式軸間差速器。它正好克服了上述缺 點(diǎn)，兩根輸出軸可以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并按一定的比例將轉(zhuǎn)矩分配給前、后驅(qū)動(dòng)橋，既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，又可保證各車輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動(dòng)的裝置。在選用帶軸間差速器的分動(dòng)器時(shí)，盡量使前、后橋轉(zhuǎn)矩分配接近于軸荷分配，并使任一橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩不超過該橋的允許輸入轉(zhuǎn)矩。為了避免在某一橋的車輪打滑時(shí)完全喪失驅(qū)動(dòng)力，這類分動(dòng)器需設(shè)軸間差速鎖，以便在某一橋車輪出現(xiàn)打滑的情況下將分動(dòng)器的前、后輸出軸鎖為一體，提高通過性 。 分動(dòng)器的發(fā)展 至今，輕型汽車所用分動(dòng)器已經(jīng)發(fā)展到了第五代產(chǎn)品。分動(dòng)器的設(shè)計(jì)結(jié) 構(gòu)與傳動(dòng)系統(tǒng)基本決定了它的性能、檔次 ,親子裝。第一代的分動(dòng)器基本上為分體結(jié)構(gòu)，直齒輪傳動(dòng)，雙換檔軸操作，鑄鐵殼體。第二代分動(dòng)器雖然也是分體結(jié)構(gòu)，但已改為全斜齒齒輪傳動(dòng)，單換檔軸操作和鋁合金殼體。因而，在一定程度上提高了傳動(dòng)效率、簡(jiǎn)便了換檔、降低了噪音與油耗。第三代分動(dòng)器在上代的基礎(chǔ)上增加了同步器，使四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備汽車在行進(jìn)中換檔的功能 ,第四代分動(dòng)器的重大變化在于采用了聯(lián)體結(jié)構(gòu) 3 以及行星齒輪加鏈傳動(dòng)，從而優(yōu)化了換檔及大大提高了傳動(dòng)效率和性能；第五代分動(dòng)器殼體。 變速器的工作原理及功用 分動(dòng)器一般都 設(shè)有高低檔，以進(jìn)一步擴(kuò)大在困難地區(qū)行駛時(shí)的傳動(dòng)比及排擋數(shù)目。越野汽車在良好道路行駛時(shí)，為減小功率消耗及傳動(dòng)系機(jī)件和輪胎磨損，一搬要切斷通前橋動(dòng)力。在越野行駛時(shí)，若需低速檔動(dòng)力，則為了防止后橋和中橋超載，應(yīng)使低速檔動(dòng)力由所有驅(qū)動(dòng)橋分擔(dān)。為此，對(duì)分動(dòng)器操縱機(jī)構(gòu)有如下要求：非先接上前橋不得掛上抵速檔，非先退出低速檔，不得摘下前橋。 分動(dòng)器的功用就是將變速器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，并且進(jìn)一步增大扭矩。分動(dòng)器也是一個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，它單獨(dú)固定在車架上，其輸入軸與變速器的輸出軸用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置連接，分動(dòng)器的輸出軸有若 干根，分別經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置與各驅(qū)動(dòng)橋相連。在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車上，為了將輸出的動(dòng)力分配給各驅(qū)動(dòng)橋設(shè)有分動(dòng)器。 研究的目的、依據(jù)和意義 21世紀(jì)，汽車工業(yè)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求旺盛。其實(shí)，汽車與人一樣，也是有著整套健康系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體。發(fā)動(dòng)機(jī)是心臟，車輪、底盤與懸掛是軀干與四肢，而分動(dòng)器也是越野車中的核心，如果汽車喪失了分動(dòng)器這個(gè)中 心環(huán)節(jié)，心臟、四肢與軀干再好，汽車只能如同植物人般成為廢鐵一堆 ！ 可以說，分動(dòng)器是伴隨著越野汽車工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是越野汽車上的必需品。 分 動(dòng)器是用來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速到各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上，因此它的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，對(duì)越野車而言，其設(shè)計(jì)意義更為明顯。在對(duì)汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評(píng)價(jià)汽車的一個(gè)重要指標(biāo)，而分動(dòng)器的設(shè)計(jì)如果不合理，將會(huì)使汽車的舒適性下降，使汽車的運(yùn)行噪聲增大。通過本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗贰ⅰ镀囋O(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《液壓傳動(dòng)》等課程的知識(shí)，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，從而可以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。 研究的方法 本次設(shè)計(jì)主要是通過查閱近幾年來有關(guān)國(guó)內(nèi)外分動(dòng)器設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過計(jì)算選擇分動(dòng)器中心距；計(jì)算分動(dòng)器的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算；計(jì)算選擇軸與軸承，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行校核，對(duì)同步器、換擋操縱機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析計(jì)算 。 4 第 2 章 分動(dòng)器主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)的選擇與計(jì)算 設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù) 最高車速： 80Km/h 分動(dòng)器的額定功率： 40KW 轉(zhuǎn)矩： 353 整備質(zhì)量： 5320Kg 最大輸入轉(zhuǎn)速： 3000r/min； 最小輸入轉(zhuǎn)速： 600r/min 分動(dòng)器高低檔傳動(dòng)比的確定 主減速比的計(jì)算 ： 0i =maxmin agpui rn = 180 4 4 0 0 03 7 ? ?? = 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件，檔數(shù)和傳動(dòng)比 ： ?? 21m ax GriT r Tge ? （ ） 為了增強(qiáng)汽車的不好道路的驅(qū)動(dòng)力， 目前，四驅(qū)車一般用 2 個(gè)檔位的分動(dòng)器，分為高檔和抵擋，本設(shè)計(jì)也采用 2 個(gè)檔位。 選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度 .驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力 .騎車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑等來綜合考慮 .確定。 汽車爬坡時(shí)車速不高，空氣阻力可以忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面見的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有 ： m a xm a xm a x01m a x )s i nc os( ???? mgfmgr iiT r Tge ??? 式中， maxeT — 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ； 0i — 主減速器傳動(dòng)比 ； T? — 傳動(dòng)系效率； r — 車輪半徑； 5 f — 滾動(dòng)阻力系數(shù)； ? — 爬坡度，取 ? =176。； 則由最大爬坡度要求的分動(dòng)器抵擋傳動(dòng)比為 ： Terg iT rmgi ??0m axm ax1 ? )( ??? ?????gi 可得變速器一檔傳動(dòng)比為 ： Terg iT rGi ??0m ax21? （ ） 式中， 2G — 汽車滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷 ； Φ為附著系