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内容简介：

毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名鲍 宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称CR-V轿车分动器设计课题适用专业车辆工程课题类型Z 课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）1、主要内容（1）分动器传动机构方案确定；（2）分动器档位传动比的分配确定；（3）分动器齿轮参数的选择；（4）分动器齿轮齿数的分配；（5）分动器齿轮的设计计算；（6）分动器轴和轴承的设计计算；（7）分动器操纵机构的设计；（8）利用CAD画装配图、零件图。2、意义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个，分别经万向传动装置与各驱动桥相连。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。分动器对于提高汽车通过性至关重要，是多驱汽车重要总成，影响汽车的使用性能。3、现有条件汽车构造实验室；微机；AUTOCAD软件。4、预期成果及表现形式：0号图纸（折合）3张；设计说明书1.5万字以上。 指导教师签字： 年 月 日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易 教研室主任签字： 年 月 日系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名刘娜院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程BW07-3班指导教师姓名鲍 宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称CR-V轿车分动器设计一、设计（论文）目的、意义现代多轴驱动车辆（如越野汽车）越来越受到人们的欢迎，使之得到广泛的普及。而分动器是多轴驱动车辆传动系统中的关键部件，其质量和性能直接影响到传动效果和整车的动力性能。因此要使多轴驱动车辆有较强的综合性能就要对其匹配传动性能好的分动器。本项目研究的基本思路是根据所给的参数设计出基本结构和转矩分配比合理，传动性能和散热性能较好的分时四驱分动器，并对其进行检测。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容:1、分动器结构方案的设计：能够实现传动方案合理、齿轮安排紧凑、换挡形式简单的结构。2、分动器主要参数的选择：选择即能使结构紧凑又能符合传动性能的中心距和分配合理的转矩。3、分动器齿轮参数的设计：设计齿轮各参数合理、各档齿轮齿数分配合理的分动器齿轮， 使之能够实现换挡平顺。4、分动器的检测：是所设计的分动器能够符合所给的参数并实际检测合格。5、撰写设计说明书。 研究方法: 通过对收集到得各种有关分时分动器的参考资料的查阅，首先要掌握分动器的功用、主要结构形式和工作原理等。然后根据所给参数设计分动器的结构和主要参数并根据实际情况对其进行检测。三、设计（论文）完成后应提交的成果：1、设计说明部分： （1）毕业设计计算说明书（15000字）2、设计图纸：CAD零件图和装配图（折合零号图至少三张）四、设计（论文）进度安排：（1） 第1周( 2月28日3月6日)：查阅参考资料，收集相关技术资料，确定设计分动器主要技术参数，了解分动器的功能、主要结构形式和工作原理。（2） 第2周( 3月7日3月13日)：结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。 （3） 第3周(3月14日3月20日)：查找相关设计资料或手册，分析并确定分时四驱分动器的具体结构形式，主要零部件及相互位置关系。 （4） 第4周( 3月21日3月27日)：根据给定的设计参数，按照有关的设计要求和顺序进行具体结构尺寸参数计算及其他有关参数的选配。（5） 第5周(3月28日4月3日)： 绘制二维装配图。 （6） 第6周(4月4日4月10日)：继续绘制二维装配图。要求设计完整正确，图纸能够完整表达所设计总成或零部件的结构特点（7） 第7周(4月11日4月17日)：绘制二维部分零件图（8） 第8周(4月18日4月24日)：接受中期检查。（9） 第9周(4月25日5月1日)：对中期检查的不足之处进行修改。（10）第10周(5月2日5月8日)：对设计草图进行修改，绘制三维零件图并进行装配（11）第11周(5月9日5月15日)：进行相关校核。（12）第12周( 5月16日5月22日)：完成设计图纸及说明书初稿。（13）第13周( 5月23日5月29日)：说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。（14）第14周( 5月30日6月5日)：预答辩。（15）第15周( 6月6日6月12日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（16）第16周( 6月13日6月19日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（17）第17周( 6月20日6月26日)：答辩。五、主要参考资料1 洪福生国外越野车发展新动态汽车与配件，1996242 庄继德汽车系统工程北京机械工程出版社，19973 吴修义从国际汽车展览会看分动器发展趋势上海汽车，1997(2)4 严欣贤，李成刚，胡于进，易建军多轴驱动车辆的扭矩优化分配汽车技术，20005 越野史话湖南现代道路交通，2002(2) 6 高阳四轮驱动汽车扭矩分配电子控制系统研究硕士学位论文吉林：吉林大学，20076六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:本田CR-V分动器设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程BW07-3 学 生 姓 名: 刘娜 导 师 姓 名: 鲍宇 开 题 时 间: 2011.02.28 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告学生姓名刘娜院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程BW07-3指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称本田CR-V全时四驱分动器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状： 越野车经常在不良道路或无路情况下行驶，尤其是军用车辆的行驶条件更为恶劣，这就要求增加车辆驱动轮的数目，因此，越野车多采用多轴驱动。例如，如果一辆单轴驱动车辆的两驱动轮陷入沟中(这种情况在不良路面上经常会遇到)，那么车辆就无法通过车轮与地面的摩擦产生驱动力而继续前进。如果车辆是多轴驱动，即使部分驱动车轮无法正常驱动，其余驱动车轮仍可正常工作，车辆能够继续行驶。在多轴驱动车辆上，为了将输出的动力分配给各驱动轴都设有分动器。分动器又称为分动箱，其基本结构和变速箱相似，是一个齿轮传动系统。大多数分动器由于要起到降速增扭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，轴承采用圆锥滚子轴承。分动器的种类繁多，具体结构也各种各样，不同的车辆使用的分动器各不相同，不同的厂家生产的分动器也各不相同。分动器具体分类:（1）分时四驱(Parttime 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。（2）全时四驱(Fulltime 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。 （3）适时驱动(Realtime 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。 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。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。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，一般要切断通前桥动力。在越野行驶时，根据需要接合前桥并采用低速档，增加驱动轮数和驱动力。 目前分动器已经发展到第五代：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，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；第三代分动器增加了同步器，使多轴驱动车辆具备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；第五代分动器壳体采用压铸铝合金材料、齿型链传动输出，其低挡位采用行星斜齿轮机构，使其轻便可靠、传动效率高、操纵简单、结构紧凑、噪音更低。分动器的结构特点是前输出轴传动系统皆采用低噪声的多排链条传动。链传动相对齿轮传动的优点有传动平稳、嗓声小、中心距误差要求低、轴承负荷较小及防止共振。分动器功能上的特点是转矩容量大、重量轻、传动效率高、噪音小、换挡轻便准确，大大改善了多驱动车辆的转矩分配，进而提高了整车性能。 下图为国内外产品供给结构 2003-2009我国分动器市场需求总量分析如下 下图为2010-2014我国分动器产品产量预测 下图为我国分动器产品需求预测2、选题目的及意义：（1）目的： 本项目研究的主要目的是根据所给的参数设计出基本结构和转矩分配比合理，传动性能和散热性能较好的全时四驱分动器，并对其进行检测。（2）意义： 现代多轴驱动车辆（如越野汽车）越来越受到人们的欢迎，使之得到广泛的普及。而分动器是多轴驱动车辆传动系统中的关键部件，其质量和性能直接影响到传动效果和整车的动力性能。因此要使多轴驱动车辆有较强的综合性能就要对其匹配传动性能好的分动器。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、本设计的主要内容:（1）分动器结构方案的设计：能够实现传动方案合理、齿轮安排紧凑、换挡形式简单的结构。（2）分动器主要参数的选择：选择即能使结构紧凑又能符合传动性能的中心距和分配合理的转矩。（3）分动器齿轮参数的设计：设计齿轮各参数合理、各档齿轮齿数分配合理的分动器齿轮， 使之能够实现换挡平顺。（4）分动器的检测：是所设计的分动器能够符合所给的参数并实际检测合格。2、拟解决的主要问题:（1）设计一个符合所给参数的全时分动器；（2）对分动器的内部结构进行合理的布局；（3）尽量使所设计的分动器有较好的传动性能；（4）对所设计分动器进行检测时要得到合理的实验数据； （5）打破传动分动器的不足之处。3、 技术路线（研究方法） 调查研究课题相关资料分动器的结构分析及其方案的选择分动器零部件的设计分动器主要参数的选择根据相关数据进行计算操纵机构的设计其他零件的校核轴、轴承和齿轮的校核绘制CAD装配图、零件图形成研究成果四、进度安排（1） 第1周( 2月28日3月6日)：查阅参考资料，收集相关技术资料，确定设计分动器主要技术参数，了解分动器的功能、主要结构形式和工作原理。（2） 第2周( 3月7日3月13日)：结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。 （3） 第3周(3月14日3月20日)：查找相关设计资料或手册，分析并确定分时四驱分动器的具体结构形式，主要零部件及相互位置关系。 （4） 第4周( 3月21日3月27日)：根据给定的设计参数，按照有关的设计要求和顺序进行具体结构尺寸参数计算及其他有关参数的选配。（5） 第5周(3月28日4月3日)： 绘制二维装配图。 （6） 第6周(4月4日4月10日)：继续绘制二维装配图。要求设计完整正确，图纸能够完整表达所设计总成或零部件的结构特点（7） 第7周(4月11日4月17日)：绘制二维部分零件图（8） 第8周(4月18日4月24日)：接受中期检查。（9） 第9周(4月25日5月1日)：对中期检查的不足之处进行修改。（10）第10周(5月2日5月8日)：对设计草图进行修改，绘制三维零件图并进行装配（11）第11周(5月9日5月15日)：进行相关校核。（12）第12周( 5月16日5月22日)：完成设计图纸及说明书初稿。（13）第13周( 5月23日5月29日)：说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。（14）第14周( 5月30日6月5日)：预答辩。（15）第15周( 6月6日6月12日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（16）第16周( 6月13日6月19日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（17）第17周( 6月20日6月26日)：答辩。5、 参考文献1 洪福生国外越野车发展新动态汽车与配件，1996242 庄继德汽车系统工程北京机械工程出版社，19973 吴修义从国际汽车展览会看分动器发展趋势上海汽车，1997(2)4 严欣贤，李成刚，胡于进，易建军多轴驱动车辆的扭矩优化分配汽车技术，20005 王忠仪，于翔，任存喜北京切诺基新型行星齿轮式分动器结构及工作原理分析.1997(2) 6 史建鹏, 孙庆合. 分动器转矩分配比确定理论研究J. 汽车工程 , 2007,10 7 夏定权，易建军，胡于进军用特种越野车多级分动与动力控制CADCAE系统研究 8 高敬. 汽车变速器变速传动机构可靠性分析J. 科技创新导报 , 2009 9 孟文阁. 四轮驱动汽车的工作特性研究J交通科技与经济, 2006,(04)10 武荫兰. 北京吉普(切诺基)分动器总成及其操纵系统J. 汽车与配件, 1988, (07) .11 王其东四轮驱动车辆牵引效率的计算与试验研究安徼工学院学报，1995(14) 12 薛恒齿轮传动的主动摩擦学设计硕士学位论文山西：太原理工大学20075 13 T815变速器、分动器J. 机电新产品导报, 1995, (Z1) 14 Leitermann. Modern manual transmissions-innovative solutions for a mature technology.VDI-Berichte Nr.1943 Germany 200615 Krshna V Mohan，Oner Ariel，Song-Lin Yang，and John H JohnsonA ComputerSimulation of the turbocharged Vehicle Engine Cooling System SimulationSAE Paler97l 804，199716 Neil EAndemon，Spur-GearSystem Efficiency at Part and Full Load,NASA TechnicalPaper 1622 17 Reinhart Verschoore，Frank DuquesneSimulation ofthe influence ofdifferential control on tractor work rateJournal ofTerramechanics，200l，39：221-23六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期2010年 4 月 18 日迄今已进行 8 周剩余 8 周学生姓名杨天威院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B06-8指导教师姓名王瑛璞职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称东风EQ2080越野汽车三轴式分动器设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容1资料相关收集 调查研究2分动器的结构分析和方案的选取3具体的数据计算（1）传动比的计算及选取（2）中心距的计算及选取（3）中心距的修正（4）各档齿轮的相关数据计算（5）齿轮的强度校核（6）轴的初步设计及数据选取（7）花键的初步设计（8）操纵机构的设计（1）轴及其轴承的具体计算选取（2）壳体的确定（3）绘制齿轮、轴的CAD零件图（4）绘制CAD装配图存在问题及努力方向存在问题：部分数据的选取不是很明确，影响了计算的进度努力方向；加快速度完成数据计算，绘制CAD图纸学生签字： 指导教师意 见 指导教师签字： 年 月 日教研室意 见教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-6毕业设计指导教师评分表学生姓名刘娜院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-3指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称CR-V轿车分动器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度： 好 较好 一般 较差 很差研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好 较好 一般 较差 很差其他： 指导教师签字： 年 月 日毕业设计评阅人评分表学生姓名刘娜专业班级汽车与交通工程学院指导教师姓名鲍宇职称高级实验师题目CR-V轿车分动器设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得 分 Y= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好 较好 一般 较差 很差其他： 评阅人或预答辩组长签字： 年 月 日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计答辩评分表学生姓名刘娜专业班级车辆工程B07-3指导教师鲍宇职 称高级实验师题目CR-V轿车分动器设计答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好 较好 一般 较差 很差回答问题： 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力：强 较强 一般 较弱 很弱工作量： 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性： 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性： 好 较好 一般 较差 很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好 较好 一般 较差 很差其他： 答辩组长签字： 年 月 日毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名刘娜性别女院系汽车与交通工程学院专业车辆工程班级07-3设计（论文）题目CR-V轿车分动器设计平时成绩评分（开题、中检、出勤）指导教师姓名鲍宇职称高级实验师指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 院系公章： 年 月 日注：1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。优秀毕业设计（论文）推荐表题 目CR-V轿车分动器设计类别毕业设计学生姓名刘娜院（系）、专业、班级汽车与交通工程学院车辆07-3指导教师鲍宇职 称高级实验师设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 院、系公章： 年 月 日备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它毕业设计（论文）过程管理材料题 目CR-V轿车分动器设计学生姓名刘 娜院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程B07-3指导教师鲍 宇职 称高级实验师教研室汽车运用起止时间2011.2.28-2011.6.24教 务 处 制黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1 选题背景在当今飞速发展的社会现况下，人们对生活用品的需求上不断的最求便捷和完美。汽车是我们日常生活中必不可少的代步工具之一，然而汽车对于人们来说已经不只是单纯的代步工具，更是享受生活的媒介，目前我国的人均经济条件已经允许我们不只是做朝九晚五的上班族，在工作之余大部分人们选择旅游，然而目前“自驾游”正值火热，这样我们就不能不预期沿途的路况，这时四驱和多驱车便受到大部分更关注汽车动力性能的消费者的青睐！虽然随着交通条件和道路条件的不断改善，民用越野车的用武之地越来越小但是由于其性能卓越，其依然被一些追求时尚、热衷享受生活的人们所追逐。所以目前多轴驱动车辆的民用形式主要为“舒适且充满乐趣”的越野车。目前分动器已经发展到第五代：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，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；第三代分动器增加了同步器，使多轴驱动车辆具备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；第五代分动器壳体采用压铸铝合金材料、齿型链传动输出，其低挡位采用行星斜齿轮机构，使其轻便可靠、传动效率高、操纵简单、结构紧凑、噪音更低。分动器的结构特点是前输出轴传动系统皆采用低噪声的多排链条传动。链传动相对齿轮传动的优点有传动平稳、嗓声小、中心距误差要求低、轴承负荷较小及防止共振。分动器功能上的特点是转矩容量大、重量轻、传动效率高、噪音小、换挡轻便准确，大大改善了多驱动车辆的转矩分配，进而提高了整车性能。进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，我国分动器总成行业保持了多年高速增长，并随着我国加入WTO, 近年来，分动器总成行业的出口也形势喜人，2008年，全球金融危机爆发，我国分动器总成行业发展也遇到了一些困难，如国内需求下降，出口减少等，分动器总成行业普遍出现了经营不景气和利润下降的局面，2009年，随着我国经济刺激计划出台和全球经济走出低谷，我国分动器总成行业也逐渐从金融危机的打击中恢复，重新进入良性发展轨道。进入2010年，全球经济复苏的前景面临波折，国内经济结构调整的呼声逐渐升温，贸易保护主义的抬头，分动器总成行业中技术含量低的人力密集型企业，缺乏品牌的出口导向型企业面临发展危机，而注重培养品牌和技术创新能力较强的企业将占得先机，分动器总成行业企业如何面对新的经济环境和政策环境，制定适合当前形势和自身特点的发展策略与竞争策略，是分动器总成行业企业在未来两年我国经济结构调整大潮中立于不败之地的关键。下图为来自中国行业经济信息网2010年度最新中国分动器后壳市场供需调查报告直观的了解分动器市场的部分信息：图1.1 2010-2014年我国分动器产品产量预测图1.2 2010-2014年分动器产品需求预测1.2 分动器的简介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。分动器装于多桥驱动汽车的变速器后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。此时汽车全轮驱动，可在冰雪、泥沙和无路的地区地面行驶。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。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。分动器还兼作副变速器之用。其低档又称为加力档，用于克服汽车在坏路面上和无路地区的较大行程阻力及获得最低稳定车速（在发动机最大转矩下一般为2.55km/h）；高档为直接档或亦为减速档。（1）带轴间差速器的分动器 各输出轴可以以不同的转速旋转，而转矩分配则由差速器传动比决定。据此，可将转矩按轴荷分配到各驱动桥。装有这种分动器的汽车，不仅挂加力档时可使全轮驱动，以克服坏路面和无路地区地面的较大阻力，而且挂分动器的高档时也可使全轮驱动，以充分利用附着重量及附着力，提高汽车在好路面上的牵引性能。（2）不带轴间差速器的分动器各输出轴可以以相同的转速旋转，而转矩分配则与该驱动轮的阻力及其传动机构的刚度有关。这种结构的分动器在挂低档时同时将接通前驱动桥；而挂高档时前驱动桥则一定与传动系分离，使变为从动桥以避免发生功率循环并降低汽车在好路面上行驶时的动力消耗及轮胎等的磨损。(3)装有超越离合器的分动器利用前后轮的转速差使当后轮滑转时自动接上前驱动桥，倒档时则用另一超越离合器工作。1.2.1 分动器类型（1）分时四驱(Parttime 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。（2）全时四驱(Fulltime 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。 （3）适时驱动(Realtime 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。1.2.2 分动器的构造及原理分动器的输入轴与变速器的第二轴相连，输出轴有两个或两个以上，通过万向传动装置分别与各驱动桥相连。 图1.6为KANDA 87A-K型分动器图1.3 KANDA 87A-K型分动器1.3 分动器的设计思想1、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2、具体研究方法：根据上述分动器设计要求参照相关参考资料对其进行设计研究。1.4 本设计主要完成的内容1、传动机构布置方案分析2、零部件结构方案分析3、挡数、传动比、中心距的确定4、齿轮的设计及校核5、轴的设计及校核第2章 分动器设计的总体方案由于分动器可做副变速器使用，故分动器的设计总体方案参照变速器的设计过程进行。变速器是汽车传动系的重要组成部分，是连接发动机和整车之间的一个动力总成，起到将发动机的动力通过转换传到整车，以满足整车在不同工况的需求。所以整车和发动机的主要参数对变速器的总体方案均产生较大影响。2.1 分动器结构方案的选择2.1.1 传动机构布置方案分析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。 固定轴式分动器中的两轴式和中间轴式应用广泛，其中，两轴式多用于发动机前置前轮驱动汽车上。 与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴和轴承数少，所以结构简单，轮廓尺寸小和容易布置等有点，此外，各中间挡位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时工作噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大、易损坏且受结构限制。 由于本设计车型为发动机前置前驱型，故本设计中采用固定轴式两轴式分动器。2.1.2 零部件结构方案分析1.齿轮形式 分动器用的齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运转平稳、工作噪声低等有点，缺点是制造时稍微复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。本设计中的齿轮全部采用斜齿圆柱齿轮。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：1）整车总布置；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。故本设计中采用的齿轮均为渐开线斜齿圆柱齿轮。2.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。3.齿轮的材料分动器齿轮的材料，一般都是20CrMnTi，渗碳淬火处理。这些齿轮都是“满载”传动的。发动机齿轮并非“满载”传动，一般用铸铁甚至尼龙材料的。4.换挡机构形式 目前用于齿轮传动中的换挡结构形式主要有三种：1）滑动齿轮换挡 通常是采用滑动直齿轮进行换挡，但也有采用滑动斜齿轮换挡的。滑动直齿轮换挡的优点是结构简单、紧凑、容易制造。缺点是换挡时齿端面承受很大的冲击，会导致齿轮过早损坏，并且直齿轮工作噪声大。所以这种换挡方式，一般仅用在较低的档位上，例如变速器中的一挡和倒挡。采用滑动斜齿轮换挡，虽有工作平稳、承裁能力大、噪声小的优点，但它的换挡仍然避免不了齿端面承受冲击。2）结合套换挡 用啮合套换挡，可将构成某传动比的一对齿轮，制成常啮合的斜齿轮。而斜齿轮上另外有一部分做成直的接合齿，用来与结合套相啮合。这种结构既具有斜齿轮传动的优点，同时克服了滑动齿轮换挡时，冲击力集中在12个轮齿上的缺陷。因为在换挡时，由结合套以及相啮合的接合齿上所有的轮齿共同承担所受到的冲击，所以结合套和结合齿的轮齿所受的冲击损伤和磨损较小。它的缺点是增大了分动器的轴向尺寸，未能彻底消陈齿轮端面所受到的冲击。3）同步器换挡 现在大多数汽车的变速器都采用同步器。使用同步器可减轻接合齿在换挡时引起的冲击及零件的损坏。并且具有操纵轻便，经济性和缩短换挡时间等优点，从而改善了汽车的加速性、经济性和山区行驶的安全性。其缺点是零件增多，结构复杂，轴向尺寸增加，制造要求高，同步环磨损大，寿命低。但是近年来，由于同步器广泛使用，寿命问题已解决。比如在其工作表面上镀一层金属，不仅提高了耐腐性，而且提高了工作表面的摩擦系数。故本设计中采用同步器换挡。5.轴承 作旋转运动的轴支承在壳体或其他部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应感知轴承。 圆锥滚子轴承因有直径较小，宽度较宽，因而容量大，可承受高负荷和通过对轴承预紧能消除轴向间隙及轴向窜动等有点，但当采用锥轴承时，要主意轴承的预紧，以免壳体受热膨胀后轴承出现间隙使中间轴歪斜，导致齿轮不能正确啮合而损坏。 本设计的第一轴、第二轴均按直径系列选用中系列锥轴承。轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于620mm。 第二轴的齿轮与轴的配合使用滚针轴承。滚针轴承主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。滚针轴承有滚动摩擦损失小、传动效率高、径向配合间隙小、定位及转动精度高、有利于齿轮啮合等优点。由于尺寸较小，所以增大了轴径，可使轴的强度增加。结构方案简图如图2.1所示。齿轮1为输出轴低挡齿轮，齿轮2为输出轴低挡齿轮，齿轮3为输出轴高挡齿轮，齿轮4为输出轴高挡齿轮。输入轴和输出轴两端均采用圆锥滚子轴承固定，同步器放置在输出轴上，后桥输出轴和第二轴通过啮合套实现连接和断开，进而实现分时四驱的目的。图2.1 结构方案简图2.2 设计依据随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和动力性需求的提高，微型汽车的技术含量不断提高。本田C-RV是适应SUV车市场发展的新需求而诞生的产品。为其设计分时四驱分动器，使其实现四驱功能。选择车型为本田C-RV进行设计，基本性能参数如表2.1。表2.1 分动器设计参数项 目参 数最高时速180km/h轮胎型号225/65R17 102T发动机型号R20A1最大扭矩220Nm最大扭矩转速4200rpm最大功率125Kw最大功率转速5800rpm最低稳定车速5Km/h最低稳定转速980r/min汽车整备质量1630kg汽车满载质量2479kg2.2.1 分动器基本参数的确定2.2.1 挡数的确定 为了增强汽车在不好道路的驱动力，目前，四驱车一般用2个档位的分动器，分为高档和低档.本设计也采用2个档位。2.2.2 传动比的确定1.确定主减速器传动比滚动阻力系数与径向载荷有一定关系，载荷增加使轮胎变形增加，加大迟滞损失，因而滚动阻力系数也增加，但影响很小。对滚动阻力系数影响最大的是路面的类型、表面状态和力学物理性质等。滚动阻力系数由试验确定。轿车轮胎的滚动阻力系数可用下式来估算 =+(ua/100)+(ua/100)4 （2.1）式中，取=0.015，=0.028，=0.0015代入公式（2.1）得，滚动阻力系数=0.036车轮半径为：（2.2）式中 d车轮自由半径 d =1725.4+2250.652=724.3mmF计算常数，子午线轮胎F =3.05由公式（2.2）求出车轮自由半径为mm根据： （2.3）式中 最高车速，180km/h； n 发动机最大功率下的转速，5800r/min； 变速器最高挡传动比，1.0； 变速器主减速比。由公式（2.3）得：4.1942.确定分动器传动比汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有： （2.4）则由最大爬坡度要求的变速器一挡传动比为： （2.5）式中 m汽车总质量，1630kg；g重力加速度，9.8；道路最大阻力系数，为一般沥青或混凝土路面滚动阻力系数 和最大爬坡度，所以为0.336；驱动车轮滚动半径，351.8mm；发动机最大转矩，220Nm；主减速比，4.194；汽车传动系的传动效率，选为0.98。由公式（2.5）得：；根据驱动车轮与路面的附着条件 （2.6）求得变速器一挡传动比为： （2.7）式中 汽车满载静止于水平路面时，驱动桥给地面的载荷，对于发动机前置后轮驱动的乘用车，满载时后轴占50%55%，故取=55%mg； 道路的附着系数，计算时取=0.50.6，故选为0.5；，见式（2.5）下说明。由公式（2.7）得：；最终取。 （2.8）式中 分动器抵挡传动比；发动机最低稳定转速，980 r/min；汽车的最低稳定车速，5 km/h。经计算得：=2.4792.2.3 分动器中心距的确定对于分动器中心距的确定可参考变速器中心距的计算方法，初选中心距时，可根据下述经验公式计算： （2.9）式中 中心距系数，乘用车：=8.99.3；发动机最大转矩，220 Nm；分动器低挡传动比，2.479； 变速器传动效率，取98%。由公式（2.9）得：A75.48mm 取A=76mm2.3 本章小结本章主要通过分析整车、发动机和底盘参数，对分动器的总体方案进行确定。其中包括：分动器中心距的确定，挡位的设置，高低挡传动比的确定等。通过确定分动器的基本参数，进行其他零部件的设计选用，为下一步的设计计算奠定基础。第3章 主要零部件的设计及计算3.1 齿轮的设计及校核3.1.1 齿轮参数确定及高低挡齿轮齿数分配1.模数m 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、工艺要求等。对于乘用车为了减少噪声应合理减小模数，乘用车和总质量在1.814.0t的货车为2.03.5mm，取m=2.5mm。2.压力角国家规定的标准压力角为，所以分动器齿轮普遍采用的压力角为。3.螺旋角选取斜齿轮的螺旋角，应该注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。螺旋角应选择适宜，太小时发挥不出斜齿轮的优越性，太大又会使轴向力过大。分动器齿轮的螺旋角的选择可参考轿车变速器齿轮螺旋角的选择，轿车变速器齿轮应采用较大螺旋角以提高运转平稳性，降低噪声。乘用车两轴式变速器 初选4.齿宽b齿宽的选择既要考虑变速器的质量小，轴向尺寸紧凑，又要保证轮齿的强度及工作平稳性的要求，通常是根据齿轮模数来确定齿宽b，其中为齿宽系数。常啮合及其他挡位用斜齿圆柱齿轮=6.08.5。故选分动器齿轮齿宽b=20mm。5.齿顶高系数ha* 齿顶高系数对重合度、轮齿强度、工作噪声、轮齿相对滑动速度、轮齿根切和齿顶厚度等有影响。若齿顶高系数小，则齿轮重合度小、工作噪声大；但因轮齿受到的弯矩减少，轮齿的弯曲应力也减少。因此，从前因齿轮加工精度不高，并认为轮齿上受到的载荷集中作用到齿顶上，所以曾采用过齿顶高系数为0.750.80的短齿制齿轮。在齿轮加工精度提高以后，短齿制齿轮不再被采用，包括我国在内，规定齿顶高系数为1.00。6.高低挡齿轮齿数的分配分配齿数时应注意的是，各挡齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。(1)确定低挡齿轮的齿数由于低挡采用斜齿轮传动，所以齿数和为： （3.1）取=57 （3.2）取=17 =401）对中心距进行修正 因为计算齿轮和后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的重新计算中心距A作为各挡齿轮齿数分配的依据。修正中心距： （3.3）经计算取中心距A=78mm2）对螺旋角进行修正修正螺旋角： （3.4）经计算取乘用车两轴式分动器中心距A的取值范围为6080乘用车两轴式分动器 所以修正后的中心距和螺旋角都符合要求。低挡齿轮参数如表3.1所示。（2）确定高挡的齿数由于=1.57，=57故取34，23高档齿轮中心距的校核及变位同低档齿轮相同。高挡齿轮参数如表3.2所示。表3.1低挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式1齿数2当量齿数3分度圆直径/mm4齿顶高/mm5齿根高/mm6全齿高/mm7齿顶圆直径/mm8齿根圆直径/mm9齿宽/mm10基圆直径/mm表3.2 高挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式1齿数2当量齿数3分度圆直径/mm4齿顶高/mm5齿根高/mm6全齿高/mm7齿顶圆直径/mm8齿根圆直径/mm9初选齿宽/mm10基圆直径/mm3.1.2 轮齿强度计算 分动器齿轮的损坏形式主要有：轮齿折断、齿面疲劳剥落（点蚀）、移动换挡齿轮端部破坏以及齿面胶合。 轮齿折断发生在下述几种情况下：轮齿受到足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮齿在重复载荷作用下，齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。前者在分动器中出现的极少，而后者出现的多些。分动器抵挡小齿轮由于载荷大而齿数少，齿根较弱，其主要破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。 齿轮工作时，一对相互啮合，齿面相互挤压，这是存在齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，并导致裂缝扩展，然后齿面表层出现块状脱落形成齿面点蚀。他使齿形误差加大，产生动载荷，导致轮齿折断。 用移动齿轮的方法完成换挡的低档和倒挡齿轮，由于换档时两个进入啮合的齿轮存在角速度差，换挡瞬间在齿轮端部产生冲击载荷，并造成损坏。 齿面点蚀是常用的高挡齿轮齿面接触疲劳的破坏形式。点蚀使齿形误差加大而产生动载荷，甚至可能引起轮齿折断。通常是靠近节圆根部齿面点蚀较靠近节圆顶部齿面处的点蚀严重；主动小齿轮较从动大齿轮严重。1.轮齿弯曲强度计算斜齿轮弯曲应力: （3.5）式中 计算载荷（Nmm）； 斜齿轮螺旋角； 应力集中系数，可近似取=1.50； Z齿数； 法向模数（mm）； y齿形系数，可按当量齿数在图中查得； 齿宽系数； 重合度影响系数，=2.0。低档齿轮1，查齿形系数图得y=0.132，代入得=342.25Mpa；低档齿轮2，查齿形系数图得y=0.158，代入得=121.52Mpa；高档齿轮3，查齿形系数图得y=0.156，代入得=144.79Mpa；高档齿轮4，查齿形系数图得y=0.140，代入得=238.51Mpa； 当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在180350Mpa范围，所有斜齿轮满足，故弯曲强度足够。2.轮齿接触应力计算 （3.6）式中 轮齿的接触应力,Mpa；F齿面上的法向力， ,N；圆周力（N），；计算载荷,Nmm；d节圆直径,mm；节点处压力角；齿轮螺旋角；E齿轮材料的弹性模量，合金钢取E=2.1Mpa；b齿轮接触的实际宽度,mm；、主、从动齿轮节点处的曲率半径（mm），直齿轮，斜齿轮；、为主、从动齿轮的节圆半径（mm）。将上述有关参数代入式（3.6），并将作用在变速器第一轴上的载荷/2作为计算载荷时，得出： 故所有齿轮满足，接触强度足够。3.1.3 分动器齿轮的材料及热处理 分动器齿轮的材料的选择参考变速器齿轮材料的选择。 变速器齿轮多数采用渗碳合金钢，其表层的高硬度与心部的高韧性相结合，能大大提高齿轮的耐磨性及抗弯曲疲劳和接触疲劳的能力。 国内汽车变速器齿轮材料主要采用20CrMnTi,渗碳齿轮在淬火、回火后表面硬度为5863HRC，心部硬度为3348HRC。淬火的目的是大幅度提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。回火的作用在于提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定；消除内应力，以改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸；调整钢铁的力学性能以满足使用要求。故本设计中齿轮材料主要采用20CrMnTi,渗碳齿轮在淬火、回火后表面硬度为5863HRC，心部硬度为3348HRC。3.2 轴的设计及校核3.2.1轴的失效形式及设计准则 轴的失效形式主要有因疲劳强度不足而产生的疲劳簖裂、因静强度不足而产生的塑性变形或脆性簖裂、磨损、超过允许范围的变形和振动等。 轴的设计应满足如下准则：首先，根据轴的工作条件、生产批量和经济性原则，选取适合的材料、毛坯形式及热处理方法。；然后，根据轴的受力情况、轴上零件的安装位置、配合尺寸及定位方式、轴的加工方法等具体要求，确定轴的合理结构形状及尺寸，即进行轴的结构设计；最后，轴的强度计算或校核。对受力大的细长轴（如蜗杆轴）和对刚度要求高的轴，还要进行刚度计算。在对高速工作下的轴，因有共振危险，故应进行振动稳定性计算。3.2.2 轴的设计1. 输入轴直径初选与校核 轴的材料主要是经过轧制或锻造的碳钢或合金钢。通常用的是碳钢，其中最常用的是45钢。对于受力较大或需要限制轴的尺寸或重量或需要提高轴径的耐磨性以及高低温、腐蚀等条件下工作的轴，可采用合金钢。为了提高轴的强度和耐磨性，可对轴进行各种热处理或化学处理，以及表面强化处理。综上，从动轴同样选用45钢，查手册得=2545MPa。 主动轴主要受额定转矩T的作用，由于轴上重力而产生的弯矩很小，可以忽略不计。转动零件的各表面都经过机械加工，零件几何形状都是对称的，高速旋转时对轴产生的不平衡力矩较小，产生的弯矩可忽略不计。故轴的强度按转矩进行计算。输入轴花键部分直径可按公式： （3.7）式中 K经验系数，K=4.04.6; T发动机最大转矩,Nm;经计算得dmin27.77mm取dmin=30mm故本设计中取=30mm符合强度要求。最小段符合要求，其它各段一定符合要求。2.输出轴的设计 在已知中心距时，第二轴中部直径d0.45A，轴的最大直径d和支承间距离L的比值：0.21。3.2.3 轴的校核分动器在工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩，要求变速器的轴应有足够的刚度和强度。为了验证结构方案的合理性及变速器的可靠性需对轴进行校核。应当对每个挡位下的轴的刚度和强度都进行验算，因为挡位不同不仅齿轮的圆周力、径向力和轴向力不同，而且着力点也有变化。验算时可将轴看作是铰接支承的梁，第一轴的计算转矩为发动机最大转矩。计算各挡齿轮啮合的圆周力、径向力及轴向力 (3.8)式中 d齿轮的节圆直径，mm；节圆处压力角；螺旋角；发动机最大转矩。低挡 代入（3.8）式得：高挡 代入（3.8）式得：2.轴的校核（1）轴的强度计算 应该校核在弯矩和转矩联合作用下的轴的强度。作用在齿轮上的径向力和轴向力使轴在垂直面内弯曲变形并产生垂向挠度；而圆周力使轴在水平面内弯曲变形并产生水平挠度，则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力为： （3.9） （3.10）式中 计算转矩，Nmm； d轴在计算断面处的直径，花键处取内径，mm； 弯曲截面系数，；在计算断面处轴的垂向弯矩，Nmm；在断面处轴的水平弯矩，Nmm；许用应力，在抵挡工作时取，除此之外，对轴上的花键，应验算齿面的挤压应力。第一轴低档工作时强度校核：求H面内支反力、和弯矩 其中a=63.45mm b=119.8mm 带入数值得求V面内支反力、和弯矩 带入数值得 = =463.96NmMpa(2)轴的刚度计算 对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化，破坏了齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，如图所示，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。 轴的挠度和转角可按材料力学的有关公式计算。计算时，仅计算齿轮所在位置处轴的挠度和转角。第一轴常啮合齿轮副，因距离支承点近，负荷又小，通常挠度不大，故可以不必计算。 图3.1 轴的刚度轴的挠度和转角： （3.11）式中 E弹性模量（Mpa）,E=2.1105Mpa I惯性矩（mm4）对于实心轴I=d4/64 L支座间距离（mm） F1齿轮齿宽平面上的径向力（N） F2齿轮齿宽平面上的圆周力（N）带入上述数值计算所得结果满足，故轴满足刚度要求。3.输出轴的校核 由于输出轴在运转的过程中所受的弯矩很小，可以忽略，可认为其只受扭矩。轴的扭转切应力： （3.12）式中 轴的扭切应力，MPa；T转矩，Nmm；抗扭截面系数，对圆截面轴；P传递的功率，Kw；n轴的转速，r/min；d轴的直径，mm。 将上述参数代入式（3.12）经计算得：=39.86Mpa查表可知：45号钢许用扭切应力，故符合强度要求。3.3 轴承的选用及校核3.3.1 变速器轴承型式的选择变速器轴承多选用滚动轴承，即向心球轴承，向心短圆柱滚子轴承，滚针轴承以及圆锥滚子轴承。通常是根据变速器的结构选定，再验算其寿命。输入轴及中间轴的两个轴承采用圆锥滚子轴承，输出轴的轴承采用深沟球轴承，它不仅承受径向负荷，而且承受向外的轴向负荷。齿轮内孔与轴的配合采用滚针轴承。3.3.2 轴承的校核1.输入轴轴承30206查机械设计手册可知： ；圆锥滚子轴承受力如图4.7。 图3.2 轴承受力图 当量动载荷： （3.13）代入得： ；。轴承寿命用小时表示比较方便： （3.14）式中 基本额定寿命，h；温度系数，轴承工作温度为100时，=1；载荷系数，无冲击或轻微冲击；中等冲击；C基本额定动载荷，N；P动载荷，N；寿命指数，对于球轴承=3，对于滚子轴承=；n轴的转速，r/min。取=1，=1.6，代入（3.14）式得：；平均车速；行驶至大修前的总行驶里程。对汽车轴承寿命的要求是轿车30万km，故该轴承满足使用要求。2.输出轴轴承30207查机械设计手册可知： ； ；因为e=0.37，故，所以； ，所以；由公式（3.13）得：，。取，代入（3.14）式得：，满足使用要求。3.3.3 轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑方式具体选择可按速度因数dn值来定。d代表轴承内径，mm；n代表轴承套圈的转速，r/min，dn值间接地反映了轴颈的圆周速度，当时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，超过这一范围宜采用润滑油润滑。由于d=25mm，n=6000r/min，故dn=采用润滑脂润滑。脂润滑因润滑脂不易流失，故便于密封和维护，且一次充填润滑脂可运转较长时间。采用密封圈对轴承进行密封，工作温度范围-40100。密封圈用皮革、塑料或耐油橡胶制成。3.4 本章小结本章主要对分动器的主要零件进行设计和计算，其中包括：齿轮的设计及校核，轴的设计及校核，轴承的设计及校核。这些零件是分动器的基石，齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节，轴的设计是分动器传递动力的重要因素，轴承的定位及校核是设计的难点，这些计算的理论基础是设计的关键。此外，本章的一些计算结果，绘图时需要进一步印证。第4章 分动器其他零件及机构的设计4.1 同步器的设计及计算该分动器的低挡和高挡采用同步器进行换挡。同步器虽然结构较复杂，制造成本高，精度要求严，轴向尺寸大以及存在同步环的使用寿命有待提高等问题，但由于它能保证轻便、迅速、无冲击、无噪声换挡，且对操作技术无需求，从而有利于提高汽车的加速性、燃料经济性与行驶安全性，也可延长齿轮寿命，故在现代轿车上得到了最普遍的应用。锁环式同步器有工作可靠，零件耐用等优点，但因为结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在锁环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于乘用车和总质量不大的货车变速器中。4.2 惯性式同步器惯性同步器能确保同步啮合换挡，性能稳定、可靠，因此在现代汽车变速器中得到了最广泛的应用。它又分为惯性锁止器和惯性增力式。用得最广的是锁环式、锁销式等惯性锁止式同步器，它们虽结构有别，但工作原理无异，都有摩擦原件、锁止原件和弹性原件。挂挡时，在轴向力作用下摩擦原件相靠，在惯性转矩作用下产生摩擦力矩，使被结合的两部分逐渐同步；锁止原件用于阻止同步前强行挂挡；弹性原件使啮合套等在空挡时保持中间位置，又不妨碍整个结合和分离过程。本设计采用锁环式同步器又称锁止式、齿环式或滑块式，其工作可靠、耐用，因摩擦半面受限，转矩容量不大，适于轻型以下汽车，广泛用于轿车及轻型客、货车。4.2.1 锁环式同步器的结构如图4.1所示，锁环示同步器的结构特点是同步器的摩擦元件位于锁环1或4和齿轮5或8凸肩部分的锥形斜面上。作为锁止元件是在锁环1或4上的齿和做在啮合套7上的齿的端部，且端部均为斜面称为锁止面。弹性元件是位于啮合套座两侧的弹簧圈。弹簧圈将置于啮合套座花键上中部呈凸起状的滑快压向啮合套。在不换挡的中间位置，滑快凸起部分嵌入啮合套中部的内环槽中，使同步器用来换挡的零件保持在中立位置上。滑快两端伸入锁环缺口内，而缺口的尺寸要比滑快宽一个接合齿。4.2.2 锁环式同步器的工作原理换档时，沿轴向作用在啮合套上的换档力，推啮合套并带动滑快和锁环移动，直至锁环锥面与被接合齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在角速度差，致使在锥面上有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过一个角度，并由滑快予以定位。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触，使啮合套的移动受阻，同步器处在锁止状态，换档的第一阶段工作至此已完成。换档哪个力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐接近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成了换档过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，啮合套上的接合齿在换档力的作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合，完成换档。锁环式同步器有工作可靠、零件耐用等优点，但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在锁环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于乘用车和总质量不大的货车变速器中。图4.1锁环式同步器图4.1中1、4-锁环；2-滑块；3-弹簧圈；5、8-齿轮；6-啮合套座；7-啮合套常用的锁环同步器如图4.2所示。 图4.2锁环式同步器实物4.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定接近尺寸，同步器换挡第一阶段中间，在滑块侧面压在锁环缺口侧边的同时，且啮合套相对滑块作轴向移动前，啮合套接合齿与锁环接合齿倒角之间的轴向距离，称为接近尺寸。尺寸应大于零，取=0.20.3mm。分度尺寸，滑块侧面与锁环缺口侧边接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿中心线间的距离，称为分度尺寸。尺寸应等于1/4接合齿齿距。尺寸和是保证同步器处于正确啮合锁止位置的重要尺寸，应予以控制。滑块转动距离，滑块在锁环缺口内的转动距离影响分度尺寸。滑块宽度、滑块转动距离与缺口宽度尺寸之间的关系如下 （4.1）滑块转动距离与接合齿齿距的关系如下 （4.2）式中 滑块轴向移动后的外半径（即锁环缺口外半径）；接合齿分度圆半径。滑块端隙，滑块端隙系指滑块端面与锁环缺口端面之间的间隙，同时，啮合套端面与锁环端面之间的间隙为，要求。若，则换挡时，在摩擦锥面尚未接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿的锁止面已位于接触位置，即接近尺寸0，此刻因锁环浮动，摩擦面处无摩擦力矩作用，致使啮合套可以通过同步环，而使同步器失去锁止作用。为保证0，应使，通常取=0.5mm左右。锁环端面与齿轮接合齿端面应留有间隙，并可称之为后备行程。预留后备行程的原因是锁环的摩擦锥面会因摩擦而磨损，并在下来的换挡时，锁环要向齿轮方向增加少量移动。随着磨损的增加，这种移动量也逐渐增多，导致间隙逐渐减少，直至为零；此后，两摩擦锥面间会在这种状态下出现间隙和失去摩擦力矩。而此刻，若锁环上的摩擦锥面还未达到许用磨损的范围，同步器也会因失去摩擦力矩而不能实现锁环等零件与齿轮同步后换挡，故属于因设计不当而影响同步器寿命。一般应去=1.22.0mm。在空挡位置，锁环锥面的轴向间隙应保持在0.20.5mm。4.3 主要参数的确定4.3.1 摩擦因数汽车在行驶过程中换档，特别是在高档区换档次数较多，意味着同步器工作频繁。同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因数大而且性能稳定的材料制作同步环。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。摩擦因数除与选用的材料有关外，还与工作面的表面粗糙度、润滑油种类和温度等因数有关。作为与同步环锥面接触的齿轮上的锥面部分与齿轮做成一体，用低碳合金钢制成。对锥面的表面粗糙度要求较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化小。若锥面的表面粗糙度值大，则在使用初期容易损害同步环锥面。同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度、耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜、铝黄铜和锡黄铜等。早期用青铜合金制造的同步环，因使用寿命短已遭淘汰。由黄铜合金与钢材构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数取为0.1。摩擦因数对换挡齿轮和轴的角速度能迅速达到相同有重要作用。摩擦因数大，则换挡省力或缩短同步时间；摩擦因数小则反之，甚至失去同步作用。为此，在同步环锥面处制有破坏油膜的细牙螺纹槽及与螺纹槽垂直的泄油槽，用来保证摩擦面之间有足够的摩擦因数。4.3.2 同步环主要尺寸的确定1、同步环锥面上的螺纹槽如果螺纹槽螺线的顶部设计得窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使磨损加快。实验还证明：螺纹的齿顶宽对的影响很大，随齿顶的磨损而降低，换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的油存在于螺纹之间的间隙中，但螺距增大又会使接触面减少，增加磨损速度。通常轴向泄油槽为612个，槽宽34mm。2、锥面半锥角摩擦锥面半锥角越小，摩擦力矩越大。但过小则摩擦锥面将产生自锁现象，避免自锁的条件是。一般取=68。=6时，摩擦力矩较大，但在锥面的表面粗糙度控制不严时，则有粘着和咬住的倾向；在=7时就很少出现咬住现象。3、摩擦锥面平均半径R设计得越大，则摩擦力矩越大。往往受结构限制，包括变速器中心距及相关零件的尺寸和布置的限制，以及取大以后还会影响同步器径向厚度尺寸要取小的约束，故不能取大。原则上是在可能的条件下，尽可能将取大些。4、锥面工作长度b缩短锥面长度，可使变速器的轴向长度缩短，但同时也减小了锥面的工作面积，增加了单位压力并使磨损加速。设计时可根据下式计算确定 （4.3）式中 摩擦面的许用压力，对黄铜与钢的摩擦副，=1.01.5MPa；Mm摩擦力矩；摩擦因数；摩擦锥面的平均半径。上式中面积是假定在没有螺纹槽的条件下进行计算的。5、同步环径向厚度与摩擦锥面平均半径一样，同步环的径向厚度受结构布置上的限制，包括变速器中心距及相关零件特别是锥面平均半径和布置上的限制，不易取得很厚，但必须保证同步环有足够的强度。乘用车同步环厚度比货车小些，应选用锻件或精密锻造工艺加工制成，这能提高材料的屈服强度和疲劳寿命。锻造时选用锰黄铜等材料。有的变速器用高强度、高耐磨性的钢与钼配合的摩擦副，即在钢质或球墨铸铁同步环的锥面上喷镀一层钼（厚约0.30.5），使其摩擦因数在钢与铜合金的摩擦副范围内，而耐磨性和强度有显著提高。也有的同步环是在铜环基体的锥孔表面喷上厚0.070.12mm的钼制成。喷钼环的寿命是铜环的23倍。以钢质为基体的同步环不仅可以节约铜，还可以提高同步环的强度。4.3.3 锁止角 锁止角选取得正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换挡。影响锁止角选取的因素，主要有摩擦因数、摩擦锥面平均半径、锁止面平均半径和锥面半锥角。已有结构的锁止角在2642。4.3.4 同步时间同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间越短越好。除去同步器的结构尺寸、转动惯量对同步时间有影响。轴向力大、则同步时间减少。而轴向力与作用在变速杆手柄上的力有关，不同车型要求作用到手柄上的力也不相同。为此，同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取：对乘用车变速器，高档取0.150.30s，低档取0.500.80s；对货车变速器，高档取0.300.80s，低档取1.000.50s。4.3.5 转动惯量的计算换挡过程中依据同步器改变转速的零件，统称为输入端零件，它包括第一轴及离合器的从动盘、中间轴及其上的齿轮、与中间轴上齿轮向啮合的第二轴上的常啮合齿轮。其转动惯量的计算是：首先求得各零件的转动惯量，然后按不同挡位转换到被同步的零件上。对已有的零件，其转动惯量值通常用扭摆法测出；若零件未制成，可将这些零件分解为标准的几何体，并按数学公式合成求出转动惯量值。4.4 本章小结本章主要是根据分动器的结构及参数特点，对分动器的其他机构进行设计分析，这些结构对分动器起着非常重要的作用。其中包括：同步器的设计及计算，分动器箱体的设计。分动器采用同步器换挡，保证了选挡、换挡的灵活、可靠；采用直接操纵方式换挡，保证了换挡的简单、轻便。通过与上一章齿轮、轴、轴承等零部件设计的结合，完成分动器总体结构的设计方案。结 论分动器是传动系中的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。分动器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。本设计依据本田CR-V给定的发动机最大输出转矩、转速及最高车速、主减速比等相关参数，主要完成了以下内容：1、分动器总体方案的设计。2、分动器挡数的确定。3、分动器中心距的确定。4、主要零部件，如齿轮、轴的设计及校核。5、同步器的分析、选用及设计。对于本次设计的分动器来说，其特点是结构紧凑、合理，便于安装，并且采用同步器换挡，保证了换挡轻便、迅速、无冲击，从而有利于提高汽车的加速性，燃料经济性与行驶安全性。设计过程中由于本田CR-V实际结构和某些参数的制约，使得设计尺寸受到限制，在此希望以后有所改进。参考文献1洪福生.国外越野车发展新动态J.汽车与配件，199624 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谢经过本次毕业设计，虽然我的课题只是多驱车上的一个小部分，但是通过这次近四个月的设计生活，是我对大学期间所学的专业知识有了进一步更深刻的认知，毕业设计不仅仅让我对所学专业有了一次复习的机会，而且让我对今后步入职场也有一定的帮助，在科技发达的现代社会，word、AutoCAD等软件都是在工作中不能避免的，而且也许还会成为每天朝夕相伴的软件，经过这次毕业设计，我对这些软件的功能有了进一步的认识，可以说是非专业人士熟练运用的程度！在此我非常感谢学校通过毕业设计给我这次成长的机会！毕业设计，不仅让我在学术方面有了一定的进步，而且使我的性格也发生了一些变化。在这段时间里，不停的看书，修改，经过长时间这样的磨练，使我变得更加细心，更加有耐心。我相信细心和耐心是创造信心的基础，不管是以后从事什么样的职业，只有有了信心才会取得成功！对此我衷心的感谢我的指导教师鲍宇老师，正是由于他教学的严谨，对我严格的要求，才会使我能够成功的完成本次毕业设计，当我在设计时出现迷茫和不懂的地方，他都会悉心的给我讲解，跟我一起解决遇到的所有问题，在此我衷心的感谢鲍老师在毕业设计期间给我的帮助，这些帮助对于鲍老师来说也许是工作，但是他对工作的态度，使我敬佩，他不仅是我在工作上学习的榜样，也是我在生活上应该学习的典范，最后再次感谢鲍老师在这段期间对我们的帮助！ 附 录所谓分动箱，就是将发动机的动力进行分配，分别输出给前轴和后轴的装置。从这个角度可以看出，分动箱实际上是四驱车上的一个配件。随着四驱技术的发展，分动箱也一直进行着改变，并逐渐形成了风格迥异的分动箱，匹配在不同诉求的四驱车上，它们的基本原理和功能也都是各不相同的。 最早的四驱技术，是基于提高车辆的通过性开发的，我们把它称作越野四驱。这类车型的鼻祖威利斯吉普，就是二战美军为了加强前线步兵和指挥官作战的机动性开发出来的。它采用的分动箱是最基本的分时四驱分动箱，是一种纯机械的装置。这种结构的分动箱，在挂上4驱模式的时候，前后轴是刚性连接的，可以实现前后动力5050的分配，对于提高车辆的通过性非常有利。另外由于它的纯机械结构，可靠性很高，这对于经常在缺少救援的荒野行驶的车型是至关重要的。即使到现在，仍然有大量的硬派越野车采用这种分动箱，就是基于它这个特点。下面我们就来看看这种分动箱的基本结构和原理。 在此类车型的分动箱挡把上，我们会看到2H、4H、N、和4L的切换挡位。当挂2H时，此类车型就是一台后驱车，发动机的动力经过变速箱以后，通过一根传动轴直接连接到后轴上。而分动箱的作用，就是在变速箱上，再引出一根输出端，并通过静音链条，将动力传递到前轴的输出轴。当然，这并不是直接连接的，否则就无法切换4驱和2驱了。事实上，它是通过两组齿轮实现分离和连接的，它的结构和原理类似于变速箱的一轴和二轴。切换时，扳动分动箱的挡把，通过拨叉将动力与前传动轴接通和断开。与现在主流的带同步器的变速箱不同，这个部位的切换是没有同步器的，它需要转速与轮速的完全匹配。这就是这种分动箱的基本原理。 但实际情况并不会这么简单，为了提高通过性能，这类分动箱还会有一个加力挡，也就是挡把上的4L模式。在变速箱上，有一个齿比更大的齿轮，当挂上这个齿轮时，能提供比日常驾驶高很多的主传动比。我们发现，当我们需要挂4L时，必须经过一个N挡，此时变速箱会将动力与每个传动轴分开，而挂上4L时，将接通这个齿比更大的齿轮。这个切换的过程，也是没有同步器的。 知道了这个原理，我们再来看看此类分动箱各个模式的操作特性。熟悉传统越野车的车友都知道，这种分动箱，在2H和4H之间切换时，不需要停车，一般可以在80公里/小时的时速下自由切换。而切换到2L时，则必须停车切换，否则根本挂不进去，这是为什么呢？ 无论是2H模式还是4H模式，动力一直是与后轴接通的，后轮的轮速与发动机转速完全匹配。而此时只要车轮没有打滑，前轮与后轮的轮速是一样的，因此在2H与4H之间切换时，发动机转速与前输出轴的转速是匹配的，即使没有同步器，也完全可以进行切换。因此在2H模式和4H模式间切换，完全可以在行车中进行，不需要停车切换。但到了4L模式的转换时，情况就完全不同了。 从4H切换到4L模式，需要先将分动箱切换为N挡，此时发动机动力与每个车轮都断开，发动机转为怠速工况。此时如果挂4L，车轮的轮速与发动机的转速会很难匹配，相当于一台不带同步器的车行驶过程中想挂一挡，这显然是很难的。 这种分动箱前后轴之间是没有差速器的，因此在附着力高的公路上驾驶只能挂2H，4驱模式仅仅是在沙石路面以及OFF-ROAD路段为提高通过性而设计。因此采用这种分动箱的四驱车一般都是硬派越野车，它在OFF-ROAD路段很厉害，但在公路上则表现平平。 早期的分时四驱，是完全靠手动切换的，发展到后来，出现了电动切换的分时四驱，它的基本原理与手动切换的分时四驱是一样的，只不过所有的切换是通过电机来完成罢了。1.全时四驱分动箱 随着四驱技术的发展，人们已经不能仅仅满足于只能越野的四驱车。在公路上，采用四驱技术的车辆能提供更好的驱动力和操控性能，因此全时四驱诞生了。 硬轴连接的四驱车不能实现公路四驱驾驶的最主要的原因，是它无法在公路上高速转弯。因为在转弯的时候，每个车轮所压过的弧线长度不一样，这就意味着每个车轮的转速都不能一样。事实上，前轮的转速是会高于后轮的，如果刚性地把发动机的动力通过传动轴分配给前后车轮的话，那么前后车轮的转速就必须保持一致，这个矛盾将导致前后车轮在转向的时候发生转向干涉。这在附着力低的沙石路面可以通过轮胎与地面的滑动摩擦解决，而在干燥路面则会产生一个制动力，让车不能前进，这就是我们常说的转向制动。 为了解决这个矛盾，工程师在分动器中加入了一个差速器，这就是我们现在常说的中央差速器。这个差速器是开放式差速器，结构与前后轴的差速器一样，变速箱的输出轴通过行星齿轮组将动力分配给前后轴。根据开放式差速器的原理，它可以调整转速差。这样的结构是不是就算是全时四驱了呢？早期全时四驱的雏形确实是这样的，但我们会发现，这样的四驱系统对于提高通过性来说毫无意义。我们知道，开放式差速器的功能是把发动机动力分配给受阻力小的车轮，如果一台车上使用了三个开放式差速器（前后轴各还有一个差速器）来调节转速差的话，那么如果有一个车轮受阻力最小，动力就会100%地传递给这个车轮。显然这种四驱是毫无意义的。 为了解决这个问题，不同的工程师采用了两种不同的方案。 一种是差动限制器。我们已经知道，开放式差速器会将动力传递给受阻力较小的车轮，那如果我们给这辆车人为施加一个阻力，动力自然就能传递给没有打滑（仍然有抓地力）的车轮了。它的基本结构是一种类似于离合器的装置，只不过它有很多组，我们把它称作多片离合器式差动限制器。在差速器壳体和两个输出轴各有一组钢片，它们相互交错，正常情况下互相之间是分离的。如果此时前轮打滑，它会将与前轴的离合器片压合，从而将动力更多地传递给后轮，后轮打滑的道理是一样的。这种差动限制器的种类有很多，有通过硅油实现的机械式（关于硅油的原理后文会详述），也有通过电子控制离合器开合的电子式。在比较高档的车型上，它的差动限制器不仅解决车轮打滑的问题，还能起到主动分配动力的作用，甚至可以实现让动力从0-100%之间在前后轴自由分配。 另一种则是中央差速锁。它实际上相当于在需要提高通过性的时候，可以将前后轴实现硬轴连接，动力按照5050分配给前后轴。它的基本结构是，在前后轴之间装有摩擦钢片，当前轮或者后轮打滑时，机械装置会通过电磁阀的控制将二者咬合实现5050的固定动力分配。还有一种全时四驱的分动器结构，那就是著名的奥迪QUATTRO。它主要是通过蜗杆行星齿轮来实现的，结构很复杂，这里就不再详述了。它这种结构能解决转速差的问题，起到开放式差速器的作用，同时又能自动将动力分配给受阻力最大的问题，起到差动限制器的作用。它可以实现动力25%75%之间的自由分配，而所有这些，都是通过它核心的托森差速器来实现的，更为神奇的是，这个托森差速器没有用到任何电磁装置，是纯机械式的。无论多先进的电子设备都有响应滞后的问题，因此与其他厂家的技术相比，纯机械的QUATTRO在响应速度方面是无人能及的。当然它也有弊端结构复杂、造价高、动力传递损失大是它无法跨越的硬伤。 与全时四驱匹配的还有电子差速制动，主要是用来调整左右车轮的转速差的，相当于前差速锁和后差速锁。与差动限制器相比，它的能量损耗较大，一般不用来实现前后车轮的动力分配。 2.适时四驱的分动箱 在此之后，有些厂家的工程师们发现，并不是所有路况都需要四驱系统的，例如在正常公路巡航驾驶的时候，只通过两轮驱动就完全能满足所有的驾驶需求了。此时如果仍采用全时四驱，既不经济，也没有必要。因此，在多数情况下只是两轮驱动，而在必要的时候自动变为四驱的适时四驱诞生了。 适时四驱也有两种解决方案，一种是以本田CR-V为代表的通过粘性连轴节实现；一种是以上一代的4-MATIC为代表的通过多片离合器实现。它们虽然都能达到正常时两轮驱动，驱动轮打滑时自动接通四驱的效果，但结构和功能还是有区别的。 CR-V为代表的这类适时四驱分动箱结构最为简单，它是基于前横置发动机前轮驱动的技术平台，在两驱方面，与之前的轿车平台完全一样。在此基础上，工程师在变速箱上引出一根通往后轴的输出轴，与后桥差速器之间，采用粘性连轴节连接。在这个连轴节里充满了硅油，它的特点是温度升高以后粘度也会迅速升高。在连轴节的输出端和输入端，都装有一个叶片，就类似于液力变矩器的结构。当正常行驶前轮没有打滑的时候，前后轮之间是没有轮速差的，这个粘性连轴节里的两根轴相互之间也就没有转速差。此时动力是不会传递给后轴的。当前轮打滑的时候，前轮的转速将大于后轮，此时粘性连轴节里的输入端转速会超过输出端，就如同液力变矩器一般，能够将动力传递给后轴。不仅如此，由于转速差能导致硅油升温而变粘稠，从而进一步增加对动力的传递，驱动后轮。通过这个结构我们会发现，它的响应速度是比较慢的，而且动力传递也很有限，很难将50%的动力分配给后轴。但它的结构简单、成本低，对于以城市道路驾驶的SUV来说，基本能满足其需求。 上一代4-MATIC为代表的适时四驱分动箱，结构比粘性连轴节的适时四驱要复杂一些，与前面所说的中央差速锁有些类似，它是通过电磁离合器来实现四驱接通的。它同样是基于两驱平台开发出来的四驱系统，在变速箱的一端通过盆型齿轮引出一根传动轴将动力传递给前轮，之间靠多片离合器连接。它的接通与断开的原理与之前说的中央差速锁的原理类似，这里就不赘述了。它的好处是结构比全时四驱简单，响应速度和动力分配比粘性连轴节要好。 随着结构的四驱技术的进一步发展，现在有些车型已经可以实现动力的自由分配了，很多的官方宣传把这种四驱也称作全时四驱，事实上是不准确的。与具备中央差速锁的真正全时四驱相比，这种靠多片离合器实现动力分配的所谓全时四驱，最多只能将动力的50%分配给从动轮，而且在转弯时的动力分配等方面，都无法达到真正全时四驱的水平。从本质上说，这类四驱仍然只能称作适时四驱，例如大众的4-Motion。3.超选四驱分动箱这个称呼是三菱的，一直以来也被看做是三菱的看家技术。 从分动箱的挡把看，它更像是传统的分时四驱系统，所不同的是，它是具备中央差速器的。当挂上4H的时候，不仅能在沙石路面上高速行驶，也能在普通公路上实现公路四驱的功能。而它提供的4HLC和4LLC选项，则是锁上了中央差速锁的四驱模式，在这个时候，它与分时四驱的4H和4L的功能是一样的。 之所以三菱称之为超选，实际上是因为它比所有的四驱系统可选择的范围都要多。一般的全时四驱车，只能选择四驱行驶，在不需要四驱的时候，这样的方式显然不经济；而适时四驱虽然可以实现两驱，但在四驱的时候无法达到真正的全时四驱的性能；分时四驱就不用说了，它完全不能实现公路四驱驾驶。而所有这些，超选四驱都能选择想经济性好，就挂上2H，想公路全时四驱就挂上4H，想达到与传统分时四驱一样的通过性，就挂上4HLC或者4LLC。The so-called transfer case, is the power of the engine for the distribution, output to front axle and rear axle respectively of the device. From this point of view can see, transfer case is actually the raider buggies a accessories. Along with the raider buggies technology development, the transfer case also has been the change, and gradually form the style different transfer case, matching the raider is in different appeal, their basic principle and function are also different. The first raider technology, is based on the improve vehicle through sexual development, we called it the cross-country raider buggies. This kind of car is the ancestor of the second world war, American troops Willis jeep in order to strengthen the front line infantry and commander of the development of mobility out of combat. It used Transfer case is the most basic points raider Transfer case, is a pure mechanical device.The structure of the Transfer case, hang up the 4 flooding patterns, rear axle is before the rigid connection, may realize the power 50: the before and after 50 distribution, to improve the vehicles through sexual very favorable. Plus, because it purely mechanical structure, high reliability, this to often lack the wilderness in rescue vehicles driving is very important. Even now, there are still a lot of hard sent by theTransfer case suv, is based on the characteristics of it. Lets take a look at this Transfer case basic principle and structure.In this kind of car Transfer case on the block, we will see 2H,4H,N and 4L switching gears. When hang 2H, such models is a whip, the power of the engine driving after gearbox, through a shaft after root connected directly to the rear axle. And Transfer case role, which is in the gearbox, and then lead to an output terminal, and through the mute chain, will power transfer to the front axle output shaft. Of course, this is not to direct connection, it will not switch 4 flooding and 2 flooding. In fact, it is through the two groups of gear separated and connection of the structure and principle, it is similar to the one axis, and two transmission shaft. When switching Transfer case throw of the block, through the fork will power and transmission through and disconnect before. And now the mainstream with synchronizer gearbox, the part of the different switching is no synchronizer, it needs the wheel speed and the match. This is the Transfer case basic principle.But the truth is not so simple, in order to improve the performance of this kind of Transfer case through, there will still be one block, also is the strength of the block on 4L model. In the gearbox, more than the gear tooth, when hung up the gear, can provide a much higher than daily driving the main transmission. We found that when we need to hang 4L, must go through a N block, at this time will power and each transmission shaft separated, and hang up 4L, will be through to this tooth more than the gear. The switch of the process, is also no synchronizer. Know the principle, we take a look at this Transfer case each mode of operation characteristics. Familiar with traditional suvs, having know this Transfer case, in 2H and 4H, we do not need to switch between parking, can generally in the 80 km/hour per hour free switch. And switch to 2L, it must stop switch, or fundamental hang in, is this why? Whether 2H mode or 4H mode, the power is always connected with rear-axle, the rear wheels wheel and engine speed completely match. But at this time as long as no sliding, front wheel and rear wheel speed is same, so in 2H and 4H switch between, engine speed and output shaft speed is before the match, even without synchronizer, also can switch. So in 2H mode and 4H mode, can switch between the onboard, need not stop switch. But in the 4L mode switch, it was completely different. From 4H switch to 4L model, need to add Transfer case switch for N block, this time of engine power and each wheel are disconnected, engine to idling process. If this time the wheels of L, hang 4 wheel and the speed of the engine can be hard to match, equivalent to a without synchronizer driving process want to hang a block, this is clearly a very difficult. This Transfer case between front axle is not between the differential, therefore in the high adhesion of the ROAD can only hang 2H, 4 flooding mode is only in the gravel ROAD and OFF ROAD sections to improve-through sexual and design. So the method of this Transfer case buggies are generally hard-line rovers, it in the OFF-ROAD sections it bad, but in the highway is average performance. The early time, is totally by manual raider switch, later, there was electric switch points raider buggies, it the basic principles and manual switching points raider is same, but all of the switch is through the motor to complete it. 1.Transfer case full-time raider buggies With the development of the technology of raider buggies, people are not satisfied with just four drove cross-country only. In the highway, the raider buggies technology vehicles can offer a better driving force and control performance, so full-time raider was born. Hard shaft link of raider buggies cant achieve highway raider driving the main reason, is it not in freeway turn. Because in when turning, each wheel crushes the arc length different, this means that each of the wheel speed are not the same. In fact, the speed of the front wheel is will be higher than the rear wheels, if the rigid to the power of the engine through the drive shaft before and after assigned to the wheel, then the before and after the wheel speed must be consistent, the contradiction between before and after the steering wheel will lead to occur to interfere. The adhesion of sand of pavement in low by the sliding friction tires and the ground, and in dry pavement solution will produce a braking, let the car wont go forward, this is we often say to brake. In order to resolve the contradiction, the engineer in thansfer joined the a differential, this is we are now often say the central differential. The differential is open differentials, structure and the differential between front axle, as well as the output shaft transmission through planetary gear set will power distribution to rear axle before. According to the principle of differential open mode, it can adjust the speed difference. This structure is even full-time raider? The prototype of the early full-time raider is really such, but we will find, the raider buggies to improve the system through sexual makes no sense. We know, open mode is the function of differential the engine power distribution to the small resistance wheels, if a car use of three open differential (between front axle and a differential) each to adjust the speed difference of words, so if there is a wheel has the least resistance, by motivation to transfer to the wheels by 100%. Obviously this raider is pointless. In order to solve this problem, different engineer USES two different project.One is the differential limit. We already know, open mode will be passed to the power differential resistance smaller wheels, by that if we give the car a resistance on human nature, the power can be passed to the no sliding (there are still grip the wheels of). Its basic structure is a kind of similar to the device, but it clutch many groups, we called it the multi-gear clutch type differential limit device. In the differential shell and two output shaft each have a set of pieces of steel, their mutual crisscross, normally between each other is separated. If the front wheels skid, it will front axle and the pressure and the clutch disc, which will power transfer to the rear wheels more, rear wheel slippage, the truth is the same. This is the type of differential limit has a lot of, have through the silicone oil of the realization of the mechanical (about the principle of silicone oil after described the) and through the electronic control of electronic electrical switching of the clutch. In the more upscale cars, it is not only the differential limit solution to the wheel slippage problem, still can have the initiative of the power distribution function, can even realize the power from 0 to 100% in the first free distribution between rear axles.Another is the central differential lock. It actually is equivalent to need to improve through the sex, can be hard to realize between front axle shaft link, power, according to 50 50 assigned to rear axle before. Its basic structure is in between, between front axle with friction, the current round of steel or rear wheels skid, mechanical device will through the electromagnetic valve control of both a bite to realize the fixed, 50 50 power distribution. There is a full-time raider buggies, that is the thansfer structure of the famous audi QUATTRO. It is mainly through the worm planetary gear to achieve, structure is complex, here no longer expatiatory.This structure can solve the problem of poor speed, plays the role of open differential, at the same time can automatically will power distribution to the resistance of the biggest problems that have the function of the differential limit. It can achieve 25%-75% of power between free distribution, and all this is through the core of it, to realize the differentials, more magical is, the spiders without the use of any electromagnetic device that is pure mechanical. No matter how advanced electronic equipment are lags in response problem so and other manufacturers of technical, compared the purely mechanical QUATTRO in velocity response is no one can and. Of course it has drawbacks-structure is complex, cost is high, power transmission loss is it could not cross the shortcomings. And full-time raider matching and electronic differential braking, is mainly used to adjust or so the wheel speed difference, before the lock and differential equivalent after differential lock. And the differential limit, compared the energy loss is bigger, generally do not to realize the wheels of before and after power distribution. 2.The raider Transfer case timely After that, some manufacturers engineers found that not all need raider system of the road, for example in the normal cruising highway driving, only through the two wheel drive was completely can meet all driving demand. If this time still use a full-time raider buggies, neither economy, also dont have to. Therefore, in most cases only two wheel drive, and when necessary to be automatic into the raider buggies timely raider was born. Timely raider buggies also have two solutions, one with Honda CR-V, as a representative of the cohesive shaft quarter even through implementation; A is above generation of 4 MATIC-as a representative of the through the multi-gear clutch realized. Al