【正文】 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。在正常的路面 ，車輛一般會采用后輪驅(qū)動的方式。 ① 一般齒輪式分動器 一般齒輪式分動器驅(qū)動前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅(qū)動嚙合套時為剛性連接。這樣雖然會增加附著條件較好驅(qū)動橋的驅(qū)動力，但可能使該橋因超載而損壞。在選用帶軸間差速器的分動器時，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。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。 變速器的工作原理及功用 分動器一般都 設(shè)有高低檔，以進一步擴大在困難地區(qū)行駛時的傳動比及排擋數(shù)目。 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。其實，汽車與人一樣，也是有著整套健康系統(tǒng)的有機結(jié)合體。通過本題目的設(shè)計，學(xué)生可綜合運用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計》、《機械設(shè)計》、《液壓傳動》等課程的知識，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。 4 第 2 章 分動器主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)的選擇與計算 設(shè)計初始數(shù)據(jù) 最高車速： 80Km/h 分動器的額定功率： 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 分動器高低檔傳動比的確定 主減速比的計算 ： 0i =maxmin agpui rn = 180 4 4 0 0 03 7 ? ?? = 根據(jù)驅(qū)動車輪與路面的附著條件，檔數(shù)和傳動比 ： ?? 21m ax GriT r Tge ? （ ） 為了增強汽車的不好道路的驅(qū)動力， 目前，四驅(qū)車一般用 2 個檔位的分動器，分為高檔和抵擋，本設(shè)計也采用 2 個檔位。； 則由最大爬坡度要求的分動器抵擋傳動比為 ： Terg iT rmgi ??0m axm ax1 ? )( ??? ?????gi 可得變速器一檔傳動比為 ： Terg iT rGi ??0m ax21? （ ） 式中， 2G — 汽車滿載靜止于水平路面時驅(qū)動橋給路面的載荷 ； Φ為附著系數(shù)，取為 ； a x21 ??? ????? Te rg iT rGi ?? 通過公式（ ） 、 （ ）計算可得到 ≤ 1gi ≤11，在本設(shè)計中，取 7 根據(jù)一檔傳動比可求得低檔傳動比 即 ： m i n10m i n1 ??? ????ggrF iii rni 根據(jù)設(shè)計要求 ： Fgi = 所以高速級傳動比： ?高 ；低速級傳動比： ?低 。本設(shè)計采用的結(jié)構(gòu)方案如圖 21 所示。滑動直齒輪換擋的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。 2）嚙合套換擋 用嚙合套換擋，可將構(gòu)成某傳動比的一對齒輪，制成常嚙合的斜齒輪。它的缺點是增大了分動器的軸向尺寸，未能徹底消陳齒輪端面所受到的沖擊。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟性和縮短換擋時間等優(yōu)點，從而改善了汽車的加速性、經(jīng)濟性和山區(qū)行駛的安全性。 軸和齒輪的結(jié)構(gòu) 軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計軸時主要考慮以下幾個問題：軸的直徑和長度，軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸的強度和剛度，軸上花鍵的形式和尺寸等軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、嚙合套及軸承等安裝、固定，并與工藝要求有密切關(guān)系。中間軸與嚙合套的齒座做成一體，兩端通過圓錐滾子軸承支撐。 中橋輸出軸上的齒輪用平鍵固定在軸上，與前橋輸出軸對接處做有漸開線花鍵，通過嚙合套可以與前橋輸出軸上的漸開線花鍵聯(lián)接，用以接上、斷開前橋輸出。輸入軸上的低速檔齒輪與軸制成一體制成齒輪軸，高速擋齒輪用平鍵固定在輸入軸上；中間軸上的齒輪均設(shè)計成與軸分開的形式，并以滾針軸承聯(lián)接；后橋輸出軸上的齒輪與軸做成一體 。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載也小。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強度來確定。 9 齒輪參數(shù) 模數(shù) 齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求、載荷等。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB1357— 78 的規(guī)定，選取各齒輪副模數(shù)如下： 常嚙合齒輪： mn=4mm； 低速檔： mn=4mm； 高速擋： mn=3mm； 嚙合套采用漸開線齒形，取 m=3mm。、 176。 國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。但齒輪受載后，由于齒向誤差及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。 齒頂高系數(shù) 10 在齒輪加工精度提高以后，包括我國在內(nèi)規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。 齒數(shù)和： 20c os1302c os2zS 21 ??????? ?nmAz ? 圓整取 S=61。 下面以 z1=25 為例對計算過程進行說明： z1=25， z2=36 mmmmA n 2 920c o s2 461c o s2 Sm ?? ??? ? 修正中心 距，取 A=130。 76 ?? z 圓整取 。 齒輪材料的選擇原則 滿足工作條件的要求 不同的工作條件，對齒輪傳動有不同的要求，故對齒輪材料亦有不同的要求。 考慮加工工藝及熱處理工藝 分動器齒輪滲碳層深度推薦采用下列值： ?法m 滲碳層深度 ～ ； ?法m 時滲碳層深度 ～ ； 5?法m 時滲碳層深度 ～ 。 計算各軸的轉(zhuǎn)矩 當(dāng)掛上低速檔時傳遞的轉(zhuǎn)矩最大，因此只要校核低速檔時的強度就可以了。 齒面接觸應(yīng)力 ： ][14 HEHtH ZZuubdKF ???????? tK =。 《機械設(shè)計》圖 1026 查得 ??? ， ?3?? ，則 ??? 1?? + 2?? =。 《機械傳動裝置設(shè)計手冊》圖 212 查得1limH?=2limH?=1650MPa。 K= AK VK ?FK ?FK == 2） 查取齒形系數(shù)。 4）計算縱向重合度 ?? 。 取安全系數(shù) S=，則 ： [ F? ]= 1 0 5 ??SK FEFN ? MPa=798MPa 由此計算： ][a5 1 5 3 7 FF MP ?? ???? ????? 18 本章小結(jié) 本章首先根據(jù)所學(xué)汽車?yán)碚摰闹R計算出分 動器低速擋齒輪的齒數(shù)，然后計算出分動器其他齒輪的齒數(shù)；并根據(jù)高低檔傳動比和擋齒輪的齒數(shù)接著確定齒輪的參數(shù)，如齒輪的分度圓、齒頂高、齒根高、當(dāng)量齒數(shù)；根據(jù)齒數(shù)重新計算各擋傳動比，然后簡要介紹了齒輪材料的選擇原則，即滿足工作條件的要求、合理選擇材料配對、考慮加工工藝及熱處理，然后計算出各軸的轉(zhuǎn)矩。 花鍵的形式和尺寸 輸入軸的花鍵部分直徑可按下式初選 3 maxd eTK? ，式中 K 為經(jīng)驗系數(shù)， K=～； Temax 為最大輸入轉(zhuǎn)矩（ Nm）。半聯(lián)軸器 的孔徑 為 45mm， 故取 mmAB 82lmm45 AB ?? ，? ， 20 5 0 m ml48 ?? BCBC mm ，? ， CD 段裝有圓錐滾子軸承，查《機械設(shè)計綜合課程設(shè)計》表 。 4）中橋輸出軸（圖 ） 圖 中橋輸出軸橋 EF 段安裝齒輪 5，取 mmlmm EFEF 3070 ?? ，? ， BC、 FG 段安裝軸承，取孔徑為60mm 的 30212 型 圓 錐 滾 子 軸 承 ， 其 尺 寸 為 dDTBCa=60mm110mm 22mm19mm， mmllmm FGBCFGBC 3260 ???? ，?? ， DE、 CD 段根據(jù)結(jié)構(gòu)取 mmlmm DE 1080DE ?? ，? ， mmlmm CDCD 1 1 670 ?? ，? ， AB 段漸開線齒輪分 度 圓 直 徑 mmlmm AB 3054183AB ???? ，? ， GH 段 安 裝 聯(lián) 軸 器 ，mmlmmGH 8250 GH ?? ，? 。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a 值。 24 表 載荷計算 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F FNH=Ft=15368N FNV=Fr=5960N 彎矩 M MH= mm MV=138272N mm 總彎矩 mm 3 8 2 4 1 1 N1 3 8 2 7 23 5 6 5 3 7 . 6=M 22 ?? 扭矩 T T=1179000N mm 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度，取 α=，軸的計算應(yīng)力 ： M P aM P aW TM )11 790 (38 241 1)( 3 22221ca ?? ????? ?? 軸的材料為 20Cr，滲碳淬火，由《機械設(shè)計》表 151 查得 a60][ 1 MP??? 。通過軸頸，選擇合適的軸承。齒輪 2 上的小齒輪齒寬均選 10mm，大齒輪 小齒輪間距均選 5mm。 為了注油和放油，在分動器上設(shè)計有注油孔和放油孔。 分動器的操縱機構(gòu) 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摩擦，一般均切斷通前橋動力。 本次設(shè)計為越野車分動器，由于總布置關(guān)系，分動器布置在離駕駛室座椅較遠(yuǎn)的位置，因此，就需要采用遠(yuǎn)距 離操縱。欲掛上低速檔必須先將前橋操縱桿向前推動，使軸轉(zhuǎn)動并通過搖臂使拉桿后退結(jié)合上前橋動力后才能實現(xiàn)。 殼體選用 HT200 材料鑄造制成，主要的加工表面為平面和軸承孔。螺紋預(yù)孔攻絲安排在后段工序加工。因此，撥叉結(jié)構(gòu)形式、材質(zhì)選擇、熱處理方式及硬度指標(biāo)等，均以 27 增強耐磨性和剛度為基點，以適應(yīng)撥叉的工作條件。 撥叉的主要加工表面有：平面、叉軸孔、叉爪、銷孔、叉爪部高頻淬火。其他的軸向尺寸均以該端面最為基準(zhǔn)平面。 齒輪加工工藝 齒輪精度指標(biāo)主要表現(xiàn)為運動精度、工作的平穩(wěn)性、接觸精度和齒側(cè)間隙四個方面。毛坯通過模鍛方法制造而成，這樣可得到較好的纖維組織，提高了毛坯強度和材料利用率。齒輪輪齒的加工部位有齒形及倒角，同時還要進行熱處理，以提高承載能力和使用壽命。 軸的加工工藝 分動器中的軸類零件有輸入軸、后橋輸出軸、前橋輸出軸、中間軸、 中橋輸出軸。齒輪軸的齒輪最后加工。 本章小結(jié) 本章簡要介紹分動器嚙合套計算、分動器 殼體 、以及分動器操縱機構(gòu)的原理和分動器 殼體；撥叉；齒輪；軸的工藝要求 。通過最小軸頸的計算，選擇軸承，確定軸各段的長度和軸頸大小。通過分動器傳動比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達(dá)到其經(jīng)濟性和動力性的要求；變速器掛檔時用嚙合套，雖然增加了成本，但是使 汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動更平穩(wěn)。四年的大學(xué)生活最終以畢業(yè)設(shè)計的結(jié)束而告終。從課題的選擇到項目的最終完成，王老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。這些都是我能夠完成本次畢業(yè)設(shè)計的有力保障。 31 參 考 文 獻 [1] 臧杰 .汽車構(gòu)造（下冊） .機械工業(yè)出版社 ,20xx. 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