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一個(gè)輸入兩個(gè)輸出 一 、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1． 題目背景、研究意義 汽車的使用條件非常復(fù)雜,經(jīng)常在無(wú)路或壞路條件下工作的越野汽車,需要利用汽車的總重量,使每一個(gè)承受負(fù)載的車輪都產(chǎn)生牽引力,因此必須用全輪驅(qū)動(dòng)。也就是必須將變速器傳出的扭矩分配給所有的驅(qū)動(dòng)輪,負(fù)擔(dān)這一任務(wù)的機(jī)構(gòu)就是分動(dòng)器。汽車分動(dòng)器則是主宰四輪驅(qū)動(dòng)的核心,其功能是將變速器輸出的動(dòng)力,分配到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)橋,最后將動(dòng)力傳輸至四個(gè)車輪[1]。 近幾年隨著我國(guó)汽車業(yè)的飛速發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越要求駕駛的樂(lè)趣。越野車變成為市場(chǎng)的新寵兒。市場(chǎng)對(duì)越野車的要求也越來(lái)越高。分動(dòng)器是越野車的重要部分,對(duì)分動(dòng)器的研究可以根本上提升越野車的整體性能,從而拉動(dòng)市場(chǎng)消費(fèi)。另一方面,為了推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,需要重型越野車來(lái)適應(yīng)惡略的工作環(huán)境,從而來(lái)提高產(chǎn)值。分動(dòng)器的研究可以從根本上降低運(yùn)輸?shù)某杀?。而且重型越野車更多的運(yùn)用于軍事方面。研究重型越野車分動(dòng)器,提升重型越野車的整體性能,可謂是利國(guó)利民的。因此對(duì)越野車分動(dòng)器的研究越來(lái)越得到社會(huì)的重視。 2. 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 在多軸驅(qū)動(dòng)車輛誕生時(shí),分動(dòng)器只是一個(gè)很簡(jiǎn)單的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和汽車技術(shù)的不斷成熟,分動(dòng)器的結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了明顯的變化。由于現(xiàn)代車輛發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩比較大,即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍可輸出較大的轉(zhuǎn)矩,加上變速箱的傳動(dòng)比變化范圍較大,能夠很好地滿足車輛的使用要求,因此,現(xiàn)代車輛大都趨向采用單速分動(dòng)器。車輛使用單速分動(dòng)器后,不僅使分動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,而且還使駕駛員的操縱更加簡(jiǎn)單。在裝有傳統(tǒng)雙速分動(dòng)器的車輛上,駕駛員通常需要進(jìn)行分動(dòng)器的高、低檔轉(zhuǎn)換[2],這樣不僅操作復(fù)雜,而且還影響車輛的越野機(jī)動(dòng)能力[3]。因此,使用單速分動(dòng)器的車輛不斷增多。但是隨著電控技術(shù)引入車輛,高低檔轉(zhuǎn)換直接由車輛的Ecu根據(jù)路況決定,并且越來(lái)越復(fù)雜,發(fā)展出各種不同的驅(qū)動(dòng)類型。分動(dòng)器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)[4]與傳動(dòng)系統(tǒng)[5]基本決定了其性能和檔次。 至今,分動(dòng)器已經(jīng)發(fā)展到第五代: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,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)器增加了同步器,使多軸驅(qū)動(dòng)車輛具備在行進(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)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)器如圖1所示。殼體采用壓鑄鋁合金材料、齒型鏈傳動(dòng)輸出,其低擋位采用行星斜齒輪機(jī)構(gòu),使其輕便可靠、傳動(dòng)效率高、操縱簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音更低[6]。 圖1 第五代分動(dòng)器 二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 1. 主要內(nèi)容 1.1 汽車分動(dòng)器結(jié)構(gòu)與工作原理 在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車上,為了將變速器輸出的東路分配到各個(gè)驅(qū)動(dòng)橋,均裝有分動(dòng)器。分動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)也是一個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。其輸入軸直接或通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置與變速器 第二軸相連,其輸出軸則有若干個(gè),分別經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置與各驅(qū)動(dòng)橋連接。為增加傳動(dòng)系的最大傳動(dòng)比及檔數(shù),目前絕大多數(shù)越野車都裝有兩檔分動(dòng)器,使之兼起副變速器的作用。 1.2 分動(dòng)器傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 1.3 齒輪的安排 1.4 高速級(jí)與低速級(jí)的傳動(dòng)比分配[7] 1.5 中心距的計(jì)算 1.6 輸入軸,中間軸,通往后驅(qū)動(dòng)橋的輸出軸和通往前驅(qū)動(dòng)橋的輸出軸的基本參數(shù)的計(jì)算[8] 1.7 軸承的選用 1.8 齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角等參數(shù)的計(jì)算[9] 1.9 嚙合套的設(shè)計(jì) 1.10 殼體的設(shè)計(jì) 1.11 軸和齒輪的校核 2. 采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 研究方案 分動(dòng)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(diǎn),這些優(yōu)缺點(diǎn)隨著主觀和客觀條變化而變化。機(jī)械式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn),在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)方案如圖2所示。 1-輸入軸 2-低檔齒輪 3-離合器接合套 4-四輪驅(qū)動(dòng)齒輪 5-同步器盤 6-后輸出軸 7-中間軸 8-前輸出軸 圖2分動(dòng)器傳動(dòng)示意圖 大多數(shù)分動(dòng)器由于要起到降速增矩的作用而比變速箱的負(fù)荷大,所以分動(dòng)器中的常嚙齒輪均為斜齒輪。各擋位齒輪在分動(dòng)器中的位置安排,考慮到齒輪的受載狀況。承受載荷大的低擋齒輪,安置在離軸承較近的方,以減小鈾的變形,使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過(guò)多。分動(dòng)器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過(guò)高而造成表面點(diǎn)蝕損壞,因此將高擋齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處。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。 2.2 研究方法或措施 （1）利用長(zhǎng)城哈弗H3越野車的基本參數(shù),計(jì)算各部件參數(shù)。 （2）運(yùn)用AutoCAD軟件繪制分動(dòng)器總裝配圖以及主要部件的零部件； （3）運(yùn)用UG軟件,對(duì)分動(dòng)器進(jìn)行在低速、高速檔位下的運(yùn)動(dòng)仿真。 2.3 已知參數(shù) 本次設(shè)計(jì)長(zhǎng)城哈弗H3越野車的基本參數(shù)如表1所示 表1 長(zhǎng)城哈弗H3越野車的基本參數(shù) 長(zhǎng)城哈弗H3越野車的基本參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī) 2.4L 136馬力 L4 最大功率（kw） 100 最大功率轉(zhuǎn)速(rpm) 5250 最大扭矩（N-m） 200 最大扭矩轉(zhuǎn)速（rpm） 3000 輪胎 235/70/R16 驅(qū)動(dòng)方式 前置四驅(qū) 三、本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn),前期已開(kāi)展工作 1．重點(diǎn)及難點(diǎn) 本課題的重點(diǎn)是分動(dòng)器的傳動(dòng)齒輪與輸入軸、輸出軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 本課題的難點(diǎn)是分動(dòng)器在工作時(shí)各部件間的配合要求高,對(duì)齒輪的選擇和位置的安排。 2. 前期已開(kāi)展工作 查閱汽車分動(dòng)器的相關(guān)資料,了解分動(dòng)器的的組成及裝配關(guān)系,并為進(jìn)一步周密的設(shè)計(jì)做好充分的準(zhǔn)備。 四、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按次填寫） 第1-3周:收集資料,明確設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求； 第 4 周:寫開(kāi)題報(bào)告； 第 5 周:確定設(shè)計(jì)方案； 第6-10周:設(shè)計(jì)計(jì)算分動(dòng)器的主要零部件； 第11-12周:應(yīng)用AutoCAD軟件繪制分動(dòng)器總裝配圖以及主要部件的零部圖； 第 13 周:運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件,對(duì)分動(dòng)器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真； 第14-15周:進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié),編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,并作好答辯的準(zhǔn)備。 5 指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)） 指導(dǎo)教師: 年 月 日 6 所在系審查意見(jiàn): 系主管領(lǐng)導(dǎo): 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 分動(dòng)器設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)春汽車研究所,設(shè)計(jì).計(jì)算:54-60. 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