【正文】 在對高速工作下的軸，因有共振。 ； 然后，根據(jù)軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等具體要求，確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，即進行軸的結(jié)構(gòu)設計；最后，軸的強度計算或校核。 軸的設計及校核 軸的失效形式及設計準則 軸的失效形式 主要有因疲勞強度不足而產(chǎn)生的疲勞籪裂、因靜強度不足而產(chǎn)生的塑性變形或脆性籪裂、磨損、超過允許范圍的變形和振動等?；鼗鸬淖饔迷谟谔岣呓M織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定；消除內(nèi)應力，以改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸；調(diào)整鋼鐵的力學性能以滿足使用要求。 國內(nèi)汽 車變速器齒輪材料主要采用 20CrMnTi,滲碳齒輪在淬火、回火后表面硬度為 58~63HRC，心部硬度為 33~48HRC。 分動器 齒輪的材料及熱處理 分動器 齒輪的材料 的選擇參考變速器齒輪材料的選擇。mm； d— — 節(jié)圓直徑 ,mm； ? — — 節(jié)點處壓力角； ? — — 齒輪螺旋角； E— — 齒輪材料的彈性模量，合金鋼取 E= 510? Mpa； b— — 齒輪接觸的實際寬度 ,mm； z? 、 b? — — 主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（ mm），直齒輪 s in , s inz z b brr? ? ? ???，斜齒輪22s ins in ,c o s c o sbzzb rr ????????； zr 、 b 為主、從動齒輪的節(jié)圓半徑（ mm）。 低檔齒輪 1，查 齒形系數(shù)圖 得 y=，代入得 ?? =； 低檔齒輪 2，查 齒形系數(shù)圖 得 y=，代入得 ?? =； 高檔齒輪 3，查 齒形系數(shù)圖 得 y=，代入得 ?? =； 高檔齒輪 4，查 齒形系數(shù)圖 得 y=，代入得 ?? =； 當計算載荷 gT 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 maxTe 時，對乘用車常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應力在 180~350Mpa 范圍，所有斜齒輪滿足 ?? ＜ [ ?? ]，故彎曲強度足夠。 斜齒輪彎曲應力 : 32 cosgncTKZ m yK K????? ?? （ ） 式中 gT — — 計算載荷（ N點蝕使齒形誤差加大而 產(chǎn)生動載荷，甚至可能引起輪齒折斷。 用移動齒輪的方法完成 換擋 的 低檔 和倒擋齒輪，由于換檔時兩個進入嚙合的齒輪存在角速度 差 ， 換擋 瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。 齒輪工作時，一對相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細小裂縫中的潤滑油油壓升高，并導致裂縫擴展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點蝕。前者在 分動器 中出現(xiàn) 的極少，而后者出現(xiàn)的多些。 表 低 擋齒輪基本參數(shù) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 序號 計算項目 計算公式 1 齒數(shù) 171?z 402?z 2 當量齒數(shù) c o s 311 ?? ?zz v c o s 322 ?? ?zz v 3 分度圓直徑 /mm c o s 11 ?? ?zmd n c o s 22 ?? ?zmd n 4 齒頂高 /mm *1 ?? nana mhh *2 ?? nana mhh 5 齒根高 /mm )( **1 ??? nnanf mChh 1 2 )( **2 ??? nnanf mChh 6 全齒高 /mm 6 11 ??? fa hhh ??? fa hhh 7 齒 頂圓直徑 /mm 111 ??? aa hdd 1 42 222 ??? aa hdd 8 齒根圓直徑 /mm 111 ??? ff hdd 222 ??? ff hdd 9 齒寬 /mm 20?? mKb c 20?? mKb c 10 基圓直徑 /mm ?? mzdb 10022 ?? mzdb 表 高 擋齒輪基本參數(shù) 序號 計算項目 計算公式 1 齒數(shù) 343?z 234?z 2 當量齒 數(shù) c o s 333 ?? ?zz v o s 344 ?? ?zz v 3 分度圓直徑 /mm cos 33 ?? ?zmd n co s 44 ?? ?zmd n 4 齒頂高 /mm *3 ?? nana mhh *4 ?? nana mhh 5 齒根高 /mm 1 2 )( **3 ??? nnanf mChh 1 2 )( **4 ??? nnanf mChh 6 全齒高 /mm 62 ??? fa hhh 62 ??? fa hhh 7 齒頂圓直徑 /mm 333 ??? aa hdd 444 ??? aa hdd 8 齒根圓直徑 /mm 333 ??? ff hdd 444 ??? ff hdd 9 初選 齒寬 /mm 20?? mKbc 20?? mKb c 10 基圓直徑 /mm 8533 ?? mzdb ?? mzdb 輪齒強度計算 分動器 齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點蝕）、移動換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。 （ 2） 確定 高 擋的齒數(shù) 由于 i高 = ?43zz ， hz =57 故取 ?3z 34， ?4z 23 高檔齒輪中心距的校核及變位同低檔齒輪相同。 修正 中心距： 120 ()2 cosnm z zA ??? （ ） 經(jīng)計算 取中心距 A=78mm 2）對螺旋角 ? 進行修正 修正螺旋角： 02cos Amz nh?? （ ） 經(jīng)計算取 ??? 乘用車兩軸式分動器中心距 A 的取值范圍為 60～ 80 乘用車兩軸式分動器 020?? ～ 025 所以修正后的中心距和螺旋角都符合要求。 分配齒數(shù)時應注意的是，各擋齒輪的齒數(shù)比應該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損 均 勻。因此，從前因齒輪加工精度不高，并認為輪齒上受到的載荷集中作用到齒頂上，所以曾采用過齒頂高系數(shù)為 ～ 的短齒制齒輪。 ha* 齒頂高系數(shù)對重合度、輪齒強度、工作噪聲、輪齒相對滑動速度、輪齒根切和齒頂厚度等有影響。常嚙合及其他擋位用斜齒圓柱齒輪 cK =~。 分動器齒輪的螺旋角的選擇可參考 轎車變速器齒輪 螺旋角的選擇， 轎車變速器齒輪應采用較大螺旋角以提高運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 性，降低噪聲。 ? 選取斜齒輪的螺旋角，應該注意它對齒輪工作噪聲、輪齒的強度和軸向力有影響。對于乘用車為了減少噪聲應合理減小模數(shù)，乘用車和總質(zhì)量在~ 的貨車為 ~，取 m=。通過確定分動 器 的基本參數(shù)， 進行 其他零部件的設計選用，為下一步的設計計算奠定基礎。 由公式（ ）得： A? 取 A=76mm 本章 小結(jié) 本章主要通過分析整車、發(fā)動機和底盤參數(shù)，對分動器的總體方案進行確定。 經(jīng)計算得： i低 = ??? 低高i 分動器 中心距的確定 對于 分動器 中心 距的確定可參考 變速器 中心距的計算方法 ，初選中心距時，可根據(jù)下述經(jīng)驗公式計算： 3 max geA iTKA ?低? （ ） 式中 AK — — 中心距系數(shù)，乘用車： AK =~； maxeT — — 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， 220 N 由公式（ ）得： ?i ； 最終取 ?i 。m； 0i — — 主減速比， ； T? — — 汽車傳動系的傳動效率，選為 。 由公式（ ）得： ?0i 比 汽車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。滾動阻力系數(shù)由試驗確定。 傳動比的確定 滾動阻力系數(shù)與徑向載荷有一定關(guān)系，載荷增加使輪胎變形增加，加大遲滯損失，因而滾動阻力系數(shù)也增加，但影響很小。 選擇車型為 本田 CRV 進行設計，基本性能參數(shù)如表 。 本田 CRV 是適應 SUV 車市場發(fā)展的新需求而誕生的產(chǎn)品。輸入軸和輸出軸兩端均采用圓錐滾子軸承固定，同步器放置在輸出軸上，后橋輸出軸和第二軸通過嚙合套實現(xiàn)連接和斷開，進而實現(xiàn)分時四驅(qū)的目的。 結(jié)構(gòu)方案簡圖如圖 所示。滾針軸承有滾動摩擦損失小、傳動效率高、徑向配合間隙小、定位及轉(zhuǎn)動精度高、有利于齒輪嚙合等優(yōu)點。 第二軸的齒輪與軸的配合使用滾 針軸承。 本設計的第一軸、第二軸均按直徑系列選用中系列錐軸承。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 作旋轉(zhuǎn)運動的軸支承在殼體或其他部位的地方以及齒輪與軸不做固定連接處應感知軸承。比如在其工作表面上鍍一層金屬，不僅提高了耐腐性，而且提高了工作表面的摩擦系數(shù)。其缺點是零件增多，結(jié)構(gòu)復雜，軸向尺寸增加，制造要求高，同步環(huán)磨損大，壽命低。使用同步器可減輕接合齒在換擋時引起的沖擊及零件的損壞。 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。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動的優(yōu)點，同時克服了滑動齒輪換擋時，沖擊力集中在 1～ 2 個輪齒上的缺陷。 2）結(jié)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。所以這種換擋方 式，一般僅用在較低的檔位上，例如變速器中的一擋和倒擋?；瑒又饼X輪換擋的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。發(fā)動機齒輪并非 “滿載 ”傳動，一般用鑄鐵甚至尼龍材料的。 分動器齒輪的材料，一般都是 20CrMnTi，滲碳淬火處理。分動器齒輪主要是因接觸應力過高而造成表面點蝕損壞，因此將高擋齒輪安排在離兩支承較遠處 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 考慮到齒輪的受載狀況。各齒輪副的相對安裝位置，對于整個分動器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響，要考慮到以下幾個方面的要求： 1）整車總布置； 2）駕駛員的使用習慣； 3）提高平均傳動效率 ； 4）改善齒輪受載狀況。與直齒圓柱齒輪相比，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等有點，缺點是制造時稍微復雜，工作時有軸向力， 這對軸承不利。 由于本設計車型為發(fā)動機前置前驅(qū)型，故本設計中采用固定軸式兩軸式分動器。 與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少 ，所以結(jié)構(gòu)簡單，輪廓尺寸小和容易布置等有點，此外，各中間擋位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力，故傳動效率高同時工作噪聲也低。機械式具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，在不同形式的汽車上得到廣泛應用。 分動器結(jié)構(gòu)方案的選擇 傳動 機構(gòu)布置方案分析 分動器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，各種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點，這些優(yōu)缺點隨著主觀和客觀條件的變化而變化。 變速器是汽車傳動系的重要組成部分，是連接發(fā)動機和整車之間的一個動力總成，起到將發(fā)動機的動力通過轉(zhuǎn)換傳到整車，以滿足整車在不同工況的需求。不得有跳檔及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； 5） 分動器應有高的工作效率； 6） 分動器的工作噪聲低 具體研究方法 ： 根據(jù)上述分動器設計要求參照相關(guān)參考資料對其進行設計研究。 分動器的構(gòu)造及原理 分動器的輸入軸與變速器的第二軸相連，輸出軸有兩個或兩個以上，通過萬向傳動裝置 分別與各驅(qū)動橋相連。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 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 四輪驅(qū)動狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩硬僮?，應用更加簡單? （ 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。但其缺點也很明顯，那就是比較廢油，經(jīng)濟性不夠好。 （ 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 設定在前后輪上，使前后排車輪保持等量的扭矩。 分動器類型 （ 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。這種結(jié)構(gòu)的分動器在掛低檔 時同時將接通前驅(qū)動橋；而掛高檔時前驅(qū)動橋則一定與傳動系分離，使變?yōu)閺膭訕蛞员苊獍l(fā)生功率循環(huán)并降低汽車在好路面上行駛時的動力消耗及輪胎等的磨損。裝有這種分動器的汽車，不僅掛加力檔時可使全輪驅(qū)動，以克服壞路面和無路地區(qū)地面的較大阻力，而且掛分動器的高檔時也可使全輪驅(qū)動，以充分利用附著重量及附著力，提高汽車在好路面上的牽引性能。 （ 1） 帶軸間差速器的分動器 各輸出軸可以以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)矩分配則由差速器傳動比決定。 分動器還 兼作副變速器之用。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。分動器 裝于多橋驅(qū)動汽車的變速器后 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。 進入 2020 年，全球經(jīng)濟復蘇的前景面臨波折，國內(nèi)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的呼聲逐漸升溫，貿(mào)易保護主義的抬頭，