BJ2020两轴越野汽车分动器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴越野汽车分动器设计 摘 要 越野车需要经常在坏路情况下行驶，尤其是军用汽车的条件更为恶劣。这就要求增加汽车驱动轮的数目，因此，越野车都采用多轴驱动。分动器的功用就是将变速箱输出的动力分配到各驱动桥，并且进一步增大扭矩。分动器也是一个齿轮传动系统，它单独固定在车架上，其输入轴与变速箱的输出轴用万向传动装置连接，分动器的输出轴有若干根，分别经万向传动装置与各驱动桥相连。本文主要说明了越野车分动器的设计计算过程，并且较详细的叙述了分动器的设计过程，选择结构方案、主要参数、齿轮设计、轴设计、计 算校核、其他结构部件的设计。 关键词： 越野车分动器；齿轮；轴；啮合套 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he he no of is of to is a on of a of by is of of of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪论 . 5 分动器的功用 . 5 国内外研究现状 . 5 研究方法及内容 . 6 第 2 章 分动器结构方案的选择 . 7 传动方案 . 7 齿轮的安排 . 7 第 3 章 分动器主要参数的选择 . 9 传动比的分配 . 9 中心距的计算 . 9 轴的结构 . 9 轴的设计 . 10 花键的形式和尺寸 . 12 轴承的选用 . 13 齿轮参数的确定 . 13 模数 . 13 压力角 . 13 螺旋角 . 13 齿宽 . 14 各档齿轮齿数的分配 . 14 啮合套 的设计 . 15 壳体的设计 . 16 第 4 章 零件的校核 . 17 轴的校核 . 17 齿轮的校核 . 19 齿轮接触强度的校核 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿轮弯曲强度的校核 . 20 结 论 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴越野汽车分动器设计 第 1 章 绪论 分动器的功用 分动器的功用就是 将变速器输出的动力分配到各驱动桥，并且进一步增大扭矩，是越野车汽车传动系中不可缺少的传动部件，它的前部与汽车变速箱联接，将其输出的动力经适当变速后同时传给汽车的前桥和后桥，此时汽车全轮驱动，可在 坏境恶劣 的地区地面行驶。分动器也是一个齿轮传动系统，它单独固定在车架上，其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接，分动器的输出轴有若干根，分别经万向传动装置与各驱动桥相连。大多数分动器由于要起到降速增矩的作用而比变速箱的负荷大，所以分动器中的常啮齿轮均为斜齿轮，轴承也采用圆锥滚子轴承支承。 国内外研究现状 越野车需要经常在坏路和无路情况下行驶，尤其是军用汽车的行驶条件更为恶劣，这就要求增加汽车驱动轮的数目，因此，越野车都采用多轴驱动。例如，如果一辆前轮驱动的汽车两前轮都陷入沟中 (这种情况在坏路上经常会遇到 )，那汽车就无法将发动机的动力通过车轮与地面的磨擦产生驱动力而继续前进。而假如这辆车的四个轮子都能产生驱动力的话，那么，还有两个没陷入沟中的车轮能正常工作，使汽车继续行驶。在多轴驱动的汽车上，为了将输出的动力分配给各驱动桥设有分动器。 由于越野车对动力的要求很高，而分动器是增大扭矩的重要部件，所以在越野车上安装符合要求的分动器是非常重要的。由于北京 野车为轻型越野车，所以其安装两轴分动器是比较合理的。 北京 汽车为轻型越野车，主要有两大系列产品，即北京 列产品和北京 列产品，这两系列越野车所用分动器为两轴分动器。 两轴分动器在国际上的应用也是非常普遍的，国际上一些知名品牌的轻型越野车大多数都是应用的两轴分动器，例如：本田 。 北京 越野汽车可四轮同时驱动，具有良好的越野性能。它可以再较深的泥泞、沙土、积雪路面上行驶，又可爬越较陡的坡道；可 装载一定量的货物，又可拖带买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 挂车。 对分动器的研究也具有很重要的意义，配备分动器的汽车可以最大可能地增加其越野性能，可以使汽车适应多种路况，同时也减少了汽车其他一些零部件的磨损，曾加了汽车的使用寿命。 分动器对于越野车来说是除了发动机以外的另一个心脏，只有在它的驱使下，越野汽车才会发挥出其惊人的动力，所以说，分动器已经成为了越野汽车上不可或缺的一部分。 研究方法及内容 本次设计主要对 野汽车分动器的各个零部件进行数据的计算与校核，其中着重设计的是分动器的传动齿轮与输入轴、输出轴。通过计算 校核确定各零部件的尺寸参数，然后利用 制零件图与总装配图。对分动器的设计要求应该满足一下几点： （ 1） 便于制造、使用、维修以及质量轻、尺寸紧凑； （ 2） 保证汽车必要的动力性和经济性； （ 3） 换挡迅速、省力、方便； （ 4） 工作可靠，不得有跳档冲击等现象发生； （ 5） 分动器应有高的工作效率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 分动器结构方案的选择 传动方案 分动器的结构形式是多种多样的，各种结构形式都有其各自的优缺点，这些优缺点随着主观和客观条件的变化而变化。因此在设计过程中我们应深入实际，收集资料，调查研究，对结构进行分析比较，并尽可能地考虑 到产品的系列化、通用化和标准化，最后确定较合适的方案。 机械式具有结构简单、传动效率高、制造成本低和工作可靠等优点，在不同形式的汽车上得到广泛应用。本设计采用的结构方案如图 2 图 2动器传动示意图 齿轮的安排 各齿轮副的相对安装位置，对于整个分动器的结构布置有很大的影响，要考虑到以下几个方面的要求： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1）整车总布置 根据整车的总布置，对分动器输入轴与输出轴的相对位置和分动器的轮廓形状以及换挡机构提出要求 2）驾驶员的使用习惯 3）提高平均传动效率 4）改善齿轮受载状况 各挡 位齿轮在分动器中的位置安排，考虑到齿轮的受载状况。承受载荷大的低挡齿轮，安置在离轴承较近的方，以减小铀的变形，使齿轮的重叠系数不致下降过多。分动器齿轮主要是因接触应力过高而造成表面点蚀损坏，因此将高挡齿轮安排在离两支承较远处。该处因轴的变形而引起齿轮的偏转角较小，故齿轮的偏载也小。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 分动器主要参数的选择 传动比的分配 高速级传动比： 高；低速级传动比： 低。 中心距的计算 将中间轴与第二轴 之间的距离称为中心距 A。它是一个基本参数，其大小不仅对分动器的外形尺寸、体积个质量大小，而且对轮齿的接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越短。因此，最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。分动器的轴经轴承安装在壳体上，从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑，要求中心距取大些。 根据经验公式： 3（ 3 式中 A 为分动器中心距（ 中心距系数，取 12； 输入最大扭矩（ N m）； i 低 低速档传动比；g 分动器传动效率，取 96%。 可确定中心距： ）（）（ A （ 3 为检测方便，圆整中心距 A=130 轴的结构 轴的结构形状应保证齿轮、啮合套及轴承等安装、固定，并与工艺要求有密切关系。 本设计中，输入轴和低速档齿 轮做成一体，前端通过矩形花键安装半联轴器，其后端通过滚针轴承安装在后桥输出轴齿轮内腔里。高速档齿轮通过普通平键固定在输入轴上。 中间轴有旋转式和固定式两种，本设计中采用旋转式中间轴。中间轴与啮合套的齿座做成一体，两端通过圆锥滚子轴承支撑。高、低速档齿轮均用滚针轴承安装在轴上，常啮合齿轮通过花键固定在轴上。中间轴两端做有螺纹，用来定位轴承，螺纹不应淬硬。 后桥输出轴与其上齿轮做成一体，齿轮做有内腔以安装输入轴，齿轮悬臂布置，采买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 用两个圆锥滚子轴承支撑。 中桥输出轴上的齿轮用平键固定在轴上，与前桥输出轴对接处做有 渐开线花键，通过啮合套可以与前桥输出轴上的渐开线花键联接，用以接上、断开前桥输出。 各档齿轮与轴之间有相对旋转运动的，无论装滚针轴承、衬套 (滑动轴承 )还是钢件对钢件直接接触，轴的表面粗糙度均要求很高，不低于 面硬度不低于 截面尺寸避免相差悬殊。 轴的设计 在已经确定了中心距 A 后，第二轴和中间轴中部直径可以初步确定， d=130草图设计过程中，将最大直径确定为如下数值：输入轴 0，中间轴 0出轴 0 1）输入轴（图 3 A B C D E F G 图 3入轴示意图 输入轴的最小直径在安装联轴器的花键处，联轴器的计算转矩3，取： （ 3 查机械设计综合课程设计手册表 6用 凸缘联轴器，其公称转矩为 。半联轴器的孔径为 45取 110L，B 半 段装有圆锥滚子轴承，查机械设计综合课程设计表 6孔径为 45 30210 型圆锥滚子轴承与之配合其尺寸为 d D T B C a=458501720设计为花键，固定齿轮，故取 455 ，花键大径 ，55 花键宽 D=10 455 ， 56 ， 600 ， 装有圆锥滚子轴承，查机械设计综合课程设计表 6孔径为 50 30210 型圆锥滚子轴承与之配合其尺寸为 d D T B C a=5090201720买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取 。 2）中间轴（图 3 A B C D 图 3间轴示意图 本设计中的中间轴是固定在分动器壳体上的， 为嵌入壳体的部分，256 ， 通过滚针轴承与中间轴齿轮连接，由于只承受弯矩故可取 1 3 9 m m ，三个滚针轴承尺寸 d D C=40 45 27， 通过挡板和螺栓与壳体固定， 606 ，挡板槽宽 L=20 H=10 3）前桥输出轴（图 3 A B C 图 3桥输出轴示意图 齿轮分度圆直径 8 ， 安装联轴器，取100 ， 半 段装有圆锥滚子轴承，查机械设计综合课程设计表 6孔径为 45 30210 型圆锥滚子轴承与之配合其尺寸为 d D T B Ca=4585201720 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4）前桥输出 轴（图 3 A B C D E F G H 图 3桥输出轴示意图 齿轮分度圆直径 208 ， ， 安装圆锥滚子轴承，查机械设计综合课程设计表 6孔径为 50 30210 型圆锥滚子轴承与之配合其尺寸为 d D T B C a=509020720为光轴，与长啮齿轮空套配合， 505 ， 600mm ， 105E ， 50 ， 205 ，装有圆锥滚子轴承，查机械设计综合课程设计表6孔径为 45 30210 型圆锥滚子轴承与之配合其尺寸为 d D T B Ca=45 85 20 17 20 安装联轴器，取80 花键的形式和尺寸 输入轴的花键部分直径可按下式初选 3式中 K 经验系数，K= 最大输入转矩（ d=据机械设计综合课程设计表 6输入轴矩形花键尺寸： 10111011105577458 （ 3 其中 N 键数， d 小径， D 大径， B 键宽 其他各花 键的形式和尺寸根据轴的结构和尺寸确定，具体参数列为下。 后桥输出轴矩形花键： 101110111070776010 （ 3 1011811105077408 （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前桥输出轴矩形花键： 1011811105077408 （ 3 轴承的选用 分动器的轴经轴承安装在壳体的轴承孔内，常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴承等。轴承的选用受到结构的限制，并随所承受载荷的特点不同而不同，在此设计中选用圆锥滚子轴承装于壳体上，轴承的直径根据根据分动器中心距和轴的直径确定，保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于 6 在齿轮与轴不是固定联接，并要求两者有相对运动的地方，采用滚针轴承。 齿轮参数的确定 模数 齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求、载荷等。 决定齿轮模 数的因素很多，其中最主要的是载荷的大小。由于高档齿轮和低档齿轮载荷不同，股高速挡和低速档的模数不宜相同。从加工工艺及维修观点考虑，同一齿轮机械中的齿轮模数不宜过多。根据国家标准 78 的规定，选取各齿轮副模数如下： 常啮合齿轮： 低速档： 高速挡： 啮合套采用渐开线齿形，取 m=3 压力角 压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于轿车，为加大重合度以降低噪声，应取用小些的压力角；对于货车，为提高齿轮承载能力，应取用大些的压力角。 实际上，因国家规定的标准压力角为 20 ，所以分动器齿轮采用的压力角为 20 。 螺旋角 螺旋角 一般范围为 10 35 。螺旋角增大使齿轮啮合系数增加、工作平稳、噪声降低、另外齿轮的强度也有所提高。但螺旋角太大，会使轴向力及轴承载荷过大。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 初选低速档啮合齿轮螺旋角 =20 。 关于螺旋角的方向，输入轴齿轮采用右旋，这样可使第一轴所受的轴向力直接经过轴承盖作用在分动器壳体上 ，避免了因轴向力一二两轴抱死的现象。中间轴齿轮全部采用左旋，因此中间轴上同时啮合的两对齿轮轴向力方向相反，轴向力可互相抵消一部分。 齿宽 齿轮宽度大，承载能力高。但齿轮受载后，由于齿向误差及轴的挠度变形等原因，沿齿宽方向受力不均匀，因而齿宽不宜太大。 齿宽可根据下列公式初选：直齿轮 b=(.5)m,斜齿轮 b=(.5) 综合各个齿轮的情况，均为斜齿轮，齿宽选为 30 各档齿轮齿数的分配 在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据档数、传动比和传动方案来分 配各档齿轮的齿数。 齿数和： o o （ 3 圆整取 S=61 根据经验数值，一轴低速档齿轮齿数在 4 28 之间选取。不妨通过下列关系对着三个数值得出的参数进行比较。 表 3同齿数时传动比对比 4 I 低 24 37 35 26 5 36 36 25 6 35 37 24 7 34 38 23 8 33 39 22 过比较可以得出 5， 6 时， i 低 =设计要求 接近。 下面以 5 为例对计算过程进行说明： 5， 6 61m （ 3 修正中心距，取 A=130。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 重新确定螺旋角 ，其精确值应为 14c o o n （ 3 下面根据方程组： o o （ 3 确定常啮合齿轮副齿数分别为 2536 z，。 重新确定螺旋角 ，其精确值为 14c o o s 1134 n（ 3 由于输入轴齿轮，中间轴大齿轮和常啮齿轮参数已经确定，所以一下将对中间轴小齿轮和变速滑动齿轮的参数进行确定。 （ 3 根据， 0 3 2 53636)1(t z（ 3 可以得出 8463206 1 3 2 0 5 a nt a n 167 （ 3 o o 776 ，取 （ 3 于是可得， 。， 2338 ，其精确值为 23c o (c o s 176167 A n（ 3 啮合套的设计 啮合套轮齿为直齿，其齿廓曲线为渐开线，啮合角为 20 ，模数取 3顶高系数 ，其他参数与普通齿轮一样，齿数一般为 30 80。 接前桥、断前桥啮合套，取 z=16，则分度圆直径为 d=3 168合套宽28 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 壳体的设计 壳体采用灰铸铁铸造工艺。 壳体壁厚取 10体侧面的内壁与转动齿轮齿顶之间留有 5 8间隙；齿轮齿顶到分动器底部之间留有不小于 15间隙。 在壳体上设计有加强肋，一方面避免了在分动器壳体上出现不利于吸收齿轮的振动和噪声的大平面，另一方面增强了壳体的刚度。 为了注油和放油，在分动器上设计有注油孔和放油孔。注油孔位置设 立在润滑油所在的平面出，同时利用它作为检查油面高度的检查孔。放油孔设计在壳体的最低处，放油螺塞采用永恒磁性螺塞，可以吸住存留于润滑油内的金属颗粒。为了保持分动器内部为大气压力，在分动器顶部装有通气塞。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 章 零件的校核 轴的校核 当挂上低速档时传递的转矩最大，因此只要校核低速档时的强度就可以了。 挂上低速档时： 输入轴传递的转矩 11 （ 4 中间轴传递的转矩 00 21212 4 后桥输出轴传递的转矩 23低13 （ 4 后桥输出轴齿轮受力分析： 33 t （ 4 F（ 4 3 6 8 F （ 4 由结构可看出，后桥输出轴强度最弱，因此首先对其校核。 根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承的 支点位置时，应从手册中查取 于 30214 型圆锥滚子轴承， a=此作为悬臂梁的轴长 L=150 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图（图 4 （ a） （ b） （ c） （ d） 图 4的载荷分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ e） （ f） 图 4的载荷分析 由轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出支点处截面是轴的危险截面。现将计算出的次截面处的 的值列于下表。 表 4荷计算 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F t=15368N r=5960N 弯矩 M V=138272N 弯矩 M 3 8 2 4 1 1 N m 8 2 7 23 5 6 5 3 7 . 6=22 扭矩 T T=1179000N 弯扭合成应力校核轴的强度，取 =的计算应力： 82411)(322221 （ 4 轴的材料为 20碳淬火，由机械设计表 15得 1 。因此 1 故 安全 齿轮的校核 对齿轮进行分析可知，后桥输出轴上的常啮合齿轮副受力最大。因此校核后桥输出轴上的齿轮副。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿轮接触强度的校核 齿轮材料选为 20碳淬火处理，齿面硬度 52687 级精度（ 0095 齿面接触应力： 14 （ 4 1） 选. 3。 2） 333 t （ 4 3） b=30 4） 5） 由机械设计图 10得 ， 3 1+2= 6） u= 7） 由机械设计图 10取区域系数 8） 由机械设计 表 10得材料的弹性影响系数 9） 由机械传动装置设计手册图 2得121650 按 机 械 传 动 装 置 设 计 手 册 表 2 说 明 ， 许 用 接 触 应 力 H =0.9 =1485 计算： （ 4 满足条件。 齿轮弯曲强度的校核 齿根弯曲应力 : （ 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1） 计算载荷系数 圆周速度 : v=100060 1 nd t= （ 4 由机械设计表 10得使用系数 据 v=s， 7 级精度，由机械设计图 10得机械设计表 10得齿间载荷分配系数机械设计表 10得机械设计图 10得 K= （ 4 2） 查取齿形系数。 由机械设计表 10得3 3）查取应力校正系数。 由机械设计表 10得3 4）计算纵向重合度。 =130/25 = （ 4 5）根据纵向重合度，从机械设计图 10得螺旋角影响系数Y= 6）计算弯曲疲劳许用应力。 取安全系数 S= F =98 （ 4 由此计算： F （ 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 论 本设计基于 动器的工作要求，并结合其特性设计两轴越野汽车分动器。设计中给出了分动器的整体机械结构图，以及各主要构件的结构尺寸，并对各零件进行了强度校核。设计中的出以下结论： （ 1）分动器是影响越野汽车动力性的主要部分，其中传动比是影响动力的主要因素。 （ 2）分动器各零部件材料的选择也非常重 要，不但要满足分动器质量轻，也要符合强度要求。 （ 3）在整个分动器的设计中，各零件之间的配合是很重要的，所以零件之间，轴与壳体中间的配合设本设计的难点。 （ 4）本设计依然存在不足，比如机械结构设计上还有很大的改善空间，装配方面还存在一些缺陷，还可以将操纵机构与同步器加入本设计中等等，在以后的研究工作中若克服了这些问题，分动器将有很大的发展空间。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 参考文献 1 孙桓，陈作模，葛文杰，机械原理（第七版） M，高等教育出版社， 2 濮良贵，纪名刚，机械设计（第八版） M，高等教育 出版社， 3 鲁民巧，汽车构造 M，机械工业出版社， 4 王之栎，王大康，机械设计综合课程设计 M，机械工业出版社， 5 刘鸿文，材料力学（第四版） M，高等教育出版社， 6 卜炎，机械设计传动装置设计手册（上册） M，机械工业出版社， 7 卜炎，机械设计传动装置设计手册（下册） M，机械工业出版社， 8 大连理工大学工程画教研室，机械制图（第五版） M，高等教育出版社， 9 机械设计手册编委会，机械设计手册第三卷，第三版 M，机械工业出版社， 10 机械设计手册编委会，机械设计手册第一卷，第三版 M，机械工业出版社， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 致 谢 毕 业 论 文 （设 计） 设计题目： 轴越野汽车分动器设计 本 科 生 毕 业 论 设 计 评 语 （ 一 ） 姓名 总 成绩 毕业设计题目： 轴越野汽车分动器设计 答 辩 委 员 会 评 语 答辩成绩 主任签字： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩委员会成员签字 学部毕业设计领导小组意见 组长签字： 年 月 日 学部公章 姓名 毕业设计题目： 轴越野汽车分动器设计 指导教师成绩 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本 科 生 毕 业 设 计 评 语 （ 二 ）指 导 教 师 评 语 于云雷同学认真查询了国内外相关资料，对目前越野车现状和发展趋势有了一定了解，并在此基础上进行了 轴越野汽车分动器设计工作，在整个毕业设计的过程当中，态度端正，学习也比较认真，虚心 的接受导师的意见，时间安排的较为合理，能基本在每个阶段完成相应的任务，做到时间上前紧后松，该同学查阅文献的能力较强，能全面的收集关于越野汽车分动器的相关资料，全面的分析了两轴越野汽车分动器的设计