东风EQ2080越野汽车三轴式分动器的设计【优秀】【word+9张CAD图纸全套】【汽车车辆工程类】【毕设】

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目  录

摘  要I

ABSTRACTII

第1章 绪  论1

1.1 概述1

1.1.1分动器类型1

1.1.2 分动器的发展2

1.1.3 变速器的工作原理及功用3

1.2 研究的目的、依据和意义3

1.3 研究的方法3

第2章 分动器主要参数和结构的选择与计算4

2.1 设计初始数据4

2.2 分动器高低档传动比的确定4

2.3分动器传动方案的确定5

2.4 换档结构形式6

2.5 轴和齿轮的结构7

2.5.1 轴的结构7

2.5.2 齿轮的安排7

2.6 中心距A的确定8

2.7 齿轮参数8

2.7.1 模数8

2.7.2 压力角9

2.7.3 螺旋角9

2.7.4 齿宽9

2.7.5 齿顶高系数9

2.8本章小结10

第3章 齿轮的设计计算与校核11

3.1齿轮的设计与计算11

3.1.1各档齿轮齿数的分配11

3.1.2 计算各个齿轮的参数12

3.1.2齿轮材料的选择原则14

3.1.3计算各轴的转矩15

3.2轮齿的校核16

3.2.1轮齿接触强度校核16

3.2.2齿根弯曲强度校核16

3.3本章小结18

第4章 轴的设计与计算及轴承的选择与校核19

4.1 轴的设计计算19

4.1.1 轴的尺寸初选19

4.1.2 花键的形式和尺寸19

4.1.3 轴的结构19

4.2 轴的校核22

4.3本章小结24

第5章 分动器操纵机构及工艺分析25

5.1 分动器结构件的选择25

5.1.1 啮合套计算25

5.1.2 分动器壳体25

5.2分动器的操纵机构25

5.3 工艺分析26

5.3.1 壳体加工工艺26

5.3.2 拨叉加工工艺26

5.3.3 齿轮加工工艺27

5.3.4 轴的加工工艺27

5.3.5 总成的装配28

   5.4本章小结28

结  论29

致  谢30

参 考 文 献31

摘 要

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。

分动器的功用就是将分动器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，其输入轴与分动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。

本文主要说明了越野车分动器的设计计算过程，主要分为设计和工艺两大部分。设计部分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。工艺部分主要对典型零件的工艺过程进行了分析，确定了各类零件的材料。

关键词：分动器；三轴式；齿轮；轴；齿轮传动；校核

ABSTRACT

The need for 4wd vehicles often drive on bad roads and traffic situations, especially military vehicles driving conditions even worse. These requirements increase the number of vehicle wheels, therefore, 4wd vehicle use multi-axle drive.

   Sub-actuator’s function is distributing transmission’s energy to the drive axle, and further increase the torque. Actuator is also a gear drive system, which is separately located on the vehicle chassis, the transmission input shaft and output shaft gears connected with universal joints, sub-actuator have several output shafts, they are connected with driving bridge by the universal joints respectively.

This article describes the 4wd vehicle actuator design calculation process, the design part describe the sub-actuator’s design process. The design is mainly divided into design and technology parts, select configuration, main parameters, gear design, shaft design, calculation check, and design of other structural components. Crafts part mainly diagnose typical component’s technology process, determine the materials of all kinds of components.

Keywords: Sub-actuator; triple axle; gear; axle; gear driving; check

第1章 绪  论

1.1 概述

本文以东风EQ2080越野汽车为研究对象，分动器用来传递发动机的转矩和转速到各个驱动轮，目的是当汽车在坏路和无路情况下行驶工况下，使汽车获得足够的牵引力和速度，同时使汽车在最有利的工况范围内工作。分动器设有高速档和低速档。对分动器的设计要求要满足以下几点：

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） 换档迅速、省力、方便；

4） 工作可靠。不得有跳档及换档冲击等现象发生；

5） 分动器应有高的工作效率；

6） 分动器的工作噪声低。

除此之外，分动器还应该满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。

1.1.1分动器类型

分动器主要有以下几种类型：

分时四驱(Part－time 4WD)

这是一种驾驶者可以在两驱和四驱之间手动选择的四轮驱动系统，由驾驶员根据路面情况，通过接通或断开分动器来变化两轮驱动或四轮驱动模式，这也是一般越野车或四驱SUV最常见的驱动模式。最显著的优点是可根据实际情况来选取驱动模式，比较经济。

全时四驱(Full－time 4WD)

这种传动系统不需要驾驶人选择操作，前后车轮永远维持四轮驱动模式，行驶时将发动机输出扭矩按50：50设定在前后轮上，使前后排车轮保持等量的扭矩。全时驱动系统具有良好的驾驶操控性和行驶循迹性，有了全时四驱系统，就可以在铺覆路面上顺利驾驶。但其缺点也很明显，那就是比较废油，经济性不够好。而且，车辆没有任何装置来控制轮胎转速的差异，一旦一个轮胎离开地面，往往会使车辆停滞在那里，不能前进。

适时驱动(Real－time 4WD)

采用适时驱动系统的车辆可以通过电脑来控制选择适合当下情况的驱动模式。在正常的路面，车辆一般会采用后轮驱动的方式。而一旦遇到路面不良或驱动轮打滑的情况，电脑会自动检测并立即将发动机输出扭矩分配给前排的两个车轮，自然切换到 四轮驱动状态，免除了驾驶人的判断和手动操作，应用更加简单。不过，电脑与人脑相比，反应毕竟较慢，而且这样一来，也缺少了那种一切尽在掌握的征服感和驾驶乐趣。

从结构和功能来看，分动器可分为两大类。

①一般齿轮式分动器

一般齿轮式分动器驱动前、后桥的两根输出轴，在接合前驱动啮合套时为刚性连接。这类分动器结构简单，过去在各类全轮驱动的汽车上广泛使用，其缺点是不能保证前、后轮的地面速度相等，在行驶过程中不可避免地要产生功率循环现象，这将使驱动轮载荷大幅度增加，轮胎及机件磨损加剧，燃油经济性下降。为此，需在分动器中另设分离前桥驱动的装置(啮合套)，在汽车通过滑溜路段时可以接合前桥。另外，一般齿轮式分动器分配给前、后桥的转矩比例不定(随此两桥所受附着力的比例而变)。这样虽然会增加附着条件较好驱动桥的驱动力，但可能使该桥因超载而损坏。因此，目前采用这类分动器的汽车越来越少。

②带轴间差速器的分动器

　  轴间差速器的分动器在前、后输出轴和之间有一个行星齿轮式轴间差速器。它正好克服了上述缺点，两根输出轴可以不同的转速旋转，并按一定的比例将转矩分配给前、后驱动桥，既可使前桥经常处于驱动状态，又可保证各车轮运动协调，所以不需另设接离前桥驱动的装置。在选用带轴间差速器的分动器时，尽量使前、后桥转矩分配接近于轴荷分配，并使任一桥的最大输入转矩不超过该桥的允许输入转矩。为了避免在某一桥的车轮打滑时完全丧失驱动力，这类分动器需设轴间差速锁，以便在某一桥车轮出现打滑的情况下将分动器的前、后输出轴锁为一体，提高通过性。

1.1.2 分动器的发展

至今，轻型汽车所用分动器已经发展到了第五代产品。分动器的设计结构与传动系统基本决定了它的性能、档次,亲子装。第一代的分动器基本上为分体结构，直齿轮传动，双换档轴操作，铸铁壳体。第二代分动器虽然也是分体结构，但已改为全斜齿齿轮传动，单换档轴操作和铝合金壳体。因而，在一定程度上提高了传动效率、简便了换档、降低了噪音与油耗。第三代分动器在上代的基础上增加了同步器，使四轮驱动系统具备汽车在行进中换档的功能,第四代分动器的重大变化在于采用了联体结构以及行星齿轮加链传动，从而优化了换档及大大提高了传动效率和性能；第五代分动器壳体。

1.1.3 变速器的工作原理及功用

分动器一般都设有高低档，以进一步扩大在困难地区行驶时的传动比及排挡数目。越野汽车在良好道路行驶时，为减小功率消耗及传动系机件和轮胎磨损，一搬要切断通前桥动力。在越野行驶时，若需低速档动力，则为了防止后桥和中桥超载，应使低速档动力由所有驱动桥分担。为此，对分动器操纵机构有如下要求：非先接上前桥不得挂上抵速档，非先退出低速档，不得摘下前桥。

 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。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。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。

1.2 研究的目的、依据和意义

21世纪，汽车工业成为中国经济发展的支柱产业之一，汽车企业对各系统部件的设计需求旺盛。其实，汽车与人一样，也是有着整套健康系统的有机结合体。发动机是心脏，车轮、底盘与悬挂是躯干与四肢，而分动器也是越野车中的核心，如果汽车丧失了分动器这个中心环节，心脏、四肢与躯干再好，汽车只能如同植物人般成为废铁一堆！可以说，分动器是伴随着越野汽车工业出现的必然产物，是越野汽车上的必需品。分动器是用来传递发动机转矩和转速到各个驱动轮上，因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对越野车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而分动器的设计如果不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大。通过本题目的设计，学生可综合运用《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计》、《液压传动》等课程的知识，达到综合训练的效果。由于本题目模拟工程一线实际情况，学生通过毕业设计可与工程实践直接接触，从而可以提高学生解决实际问题的能力。

1.3 研究的方法

  本次设计主要是通过查阅近几年来有关国内外分动器设计的文献资料，结合所学专业知识进行设计。通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，通过计算选择分动器中心距；计算分动器的齿轮的结构参数并对其进行校核计算；计算选择轴与轴承，同时对其进行校核，对同步器、换挡操纵机构等结构件进行分析计算。

参 考 文 献

[1] 臧杰.汽车构造（下册）.机械工业出版社,2008.

[2] 陈家瑞. 汽车构造(上,下册) [M]北京:人民交通出版社,1994.

[3] 王望予.汽车设计（第四版）[M].北京:机械工业出版社,2004.

[4] 沈宜慧.机械工程材料[M].人民交通出版社,1998.1.

[5] 成大先.机械设计手册.化学工业出版社,2002.11.

[6] 孙桓，陈作模，葛文杰主编.机械原理（第七版）.高等教育出版社,2006.5.

[7] 濮良贵,纪名刚主编.机械设计（第八版）.高等教育出版社，2006.5.

[8] 张为春主编.汽车构造.机械工业出版社,2003.10.

[9] 王之栎，王大康主编机.械设计综合课程设计机.械工业出版社,2007.8.

[10]刘鸿文主编.材料力学Ⅰ（第四版）.高等教育出版社,2004.1. .

[11]卜炎主编.机械设计传动装置设计手册（上册）.机械工业出版社,1999.4.

[12]卜炎主编.机械设计传动装置设计手册（下册）.机械工业出版社,1999.4.

[13]理工大学工程画教研室编.机械制图（第五版）.高等教育出版社,2003.8.