【正文】 0 機電與車輛工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目： 汽車分動器設(shè)計 專 業(yè)： 車輛工程 班 級： 09 級 1 班 姓 名： 學 號： 指導教師： 日 期： 2021 年 6 月 5 日 汽車分動器設(shè)計 摘 要： 在多軸驅(qū)動的汽車上，為了將輸出的動力分配給各驅(qū)動橋設(shè)有分動器。越野汽車在良好道路行駛時，為減小功 率消耗及傳動系機件和輪胎磨損，一般要切斷通后橋動力。本設(shè)計基于哈弗 ，主要說明了越野車三軸式分動器的設(shè)計和計算過程，設(shè)計部分較詳細的敘述了分動器的設(shè)計過程，選擇結(jié)構(gòu)方案、主要參數(shù)、齒輪設(shè)計、軸設(shè)計。計算部分分為中心距，傳動比的計算，齒輪和軸的校核。 關(guān)鍵詞 ： 分動器 高低檔 齒輪傳動 目錄 引言 .......................................................................... 1 1分動器概況及現(xiàn)狀分析 ........................................................ 1 概況 ...................................................................... 1 現(xiàn)狀分析 .................................................................. 1 2分動器結(jié)構(gòu)的確定及主要參數(shù)的計算 ............................................ 2 設(shè)計所依據(jù)的主要技術(shù)參數(shù) .................................................. 2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 ........................................................ 2 齒輪形式 ................................................................ 2 結(jié)構(gòu)示意圖 .............................................................. 2 擋數(shù)及傳動比 .............................................................. 2 中心距 A 確定 .............................................................. 4 3齒輪的設(shè)計及校核 ............................................................ 5 模數(shù)的確定 ................................................................ 5 壓力角 ? .................................................................. 5 螺旋角 ? 的確定 ............................................................ 5 齒寬 ...................................................................... 6 齒頂高系數(shù) ................................................................ 6 各檔齒輪齒數(shù)的確定 ........................................................ 6 低速檔齒輪副齒數(shù)的確定 .................................................. 6 對中心距進行修正 ........................................................ 7 確定其 他齒輪的齒數(shù) ...................................................... 7 齒輪的變位 ................................................................ 8 齒輪的校核 ............................................................... 10 計算扭矩 T 的確定 ....................................................... 10 輪齒的彎曲 應(yīng)力 ......................................................... 11 輪齒接觸應(yīng)力 ........................................................... 14 4軸的設(shè)計與校核 ............................................................. 15 軸的失效形式及設(shè)計準則 ................................................... 15 軸的尺寸 初選 ............................................................. 15 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................. 16 嚙合套的設(shè)計 ............................................................. 18 軸的強度計算 ............................................................. 18 軸的受力計算 ........................................................... 18 軸的剛度計算 ........................................................... 19 軸的強度計算 ........................................................... 21 5變速器同步器及結(jié)構(gòu)元件設(shè)計 ................................................. 24 同步器設(shè)計 ............................................................... 24 同步器的功用及分類 ..................................................... 24 慣性式同步器 ........................................................... 24 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 ............................................. 25 主要參數(shù)的確定 ......................................................... 25 分動器箱體 ............................................................... 26 致謝 ......................................................................... 27 參考文獻 ..................................................................... 28 1 引言 多軸驅(qū)動的汽車都裝用分動器，用 于傳遞和分配動力至各驅(qū)動橋，兼作副變速器之用。常設(shè)兩個檔，低檔和高檔。為了不使后驅(qū)動橋超載常設(shè)聯(lián)鎖機構(gòu)，使只有結(jié)合前驅(qū)動橋以后才能掛上低檔，用于克服汽車在壞路面上和無路地區(qū)的較大行程阻力及獲得最低穩(wěn)定車速。高檔為直接檔或亦為減速檔。分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到各驅(qū)動橋，并且進一步增大扭矩，是越野車汽車傳動系中不可缺少的傳動部件，它的前部與汽車變速箱聯(lián)接，將其輸出的動力經(jīng)適當變速后同時傳給汽車的前橋和后橋，此時汽車全輪驅(qū)動，可在冰雪、泥沙和無路的地區(qū)地面行駛。大多數(shù)分動器由于要起到降速增矩的作用而 比變速箱的負荷大，所以分動器中的常嚙齒輪均為斜齒輪，軸承也采用圓錐滾子軸承支承。 1 分動器概況及現(xiàn)狀分析 概況 分動器有以下幾種類型 ： 1)分時四驅(qū) (Part－ time 4WD) 這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動選擇的四輪驅(qū)動系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動模式，這也是一般越野車或四驅(qū) SUV最常見的驅(qū)動模式。最顯著的優(yōu)點是可根據(jù)實際情況來選取驅(qū)動模式，比較經(jīng)濟。 (2)全時四驅(qū) (Full－ time 4WD) 這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作，前 后車輪永遠維持四輪驅(qū)動模式，行駛時將發(fā)動機輸出扭矩按 50： 50設(shè)定在前后輪上，使前后排車輪保持等量的扭矩。全時驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性，有了全時四驅(qū)系統(tǒng)，就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點也很明顯，那就是比較廢油，經(jīng)濟性不夠好。而且，車輛沒有任何裝置來控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異，一旦一個輪胎離開地面，往往會使車輛停滯在那里，不能前進。 (3)適時驅(qū)動 (Real－ time 4WD) 采用適時驅(qū)動系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當下情況的驅(qū)動模式。在正常的路面，車輛一般會采用后輪驅(qū)動的方式。而一 旦遇到路面不良或驅(qū)動輪打滑的情況，電腦會自動檢測并立即將發(fā)動機輸出扭矩分配給前排的兩個車輪，自然切換到 四輪驅(qū)動狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩硬僮?，?yīng)用更加簡單。 現(xiàn)狀分析 第一個自動變速器是 1914 年奔馳公司最先推出，克萊斯勒 1914 推出了帶液力偶合器的四速半自動變速器。分動器已經(jīng)發(fā)展到第五代：第一代的分動器基本上為分體結(jié)構(gòu)，直齒輪傳動、雙換檔軸操作、鑄鐵殼體；第二代分動器雖然也是分體結(jié)構(gòu)，但已改為全斜齒齒輪傳動、單換檔軸操作和鋁合金殼體，一定程度上提高了傳動效率、簡便了換檔、降低了噪音與油耗；第三 代分動器增加了同步器，使多軸驅(qū)動車輛具備在行進中換檔的功能；第四代分動 2 器的重大變化在于采用了聯(lián)體結(jié)構(gòu)以及行星齒輪加鏈傳動，從而優(yōu)化了換檔及大大提高了傳動效率和性能；第五代分動器殼體采用壓鑄鋁合金材料、齒型鏈傳動輸出，其低擋位采用行星斜齒輪機構(gòu)，使其輕便可靠、傳動效率高、操縱簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音更低。 2 分動器結(jié)構(gòu)的確定及主要參數(shù)的計算 設(shè)計所依據(jù)的主要技術(shù)參數(shù) 表 哈弗 最高轉(zhuǎn)速 5600 輪胎規(guī)格 225/65 R17 最高車速 140km/h 整備質(zhì)量 1688kg 功率 110kw 最大功率轉(zhuǎn)速 5600r/min 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 210N? m 最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 4500r/min 變速器傳動比 ?gli ?ghi 軸距 2725 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 齒輪形式 齒輪 分為 直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點；缺點是制造時稍 有復雜，工作時有軸向力，這對軸承不利。 分動器 中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪 。 結(jié)構(gòu)示意圖