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毕业设计（论文）中期报告题目：四驱越野车主传动装置结构 设计1.设计（论文）进展情况本设计已完成以下类容：（1）对于在开题答辩中，各位老师对我的总设计方案，开题报告中提出的相关问题，我修改了设计方案，完善了开题报告的类容和格式，并通过了指导老师的检查。（2）根据结构布置的相关规定、规范和原则，完成了机械结构和传动系统的方案布置，完成了总设计图。（3）四驱越野车主传动装置部分的参数计算（4）完成了部分主要参数的计算1）摩擦片或从动盘的外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸有决定性的影响，并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择。为了能可靠地传递发动机最大转矩 ，离合器的静摩擦力矩 应大于发动机最大转矩 ，而离maxccmaxc合器传递的摩擦力矩 又决定于其摩擦面数 Z、摩擦系数 f、作用在摩擦面上的总压紧力 P 与摩擦片平均摩擦半径 Rm，即mNRfPercax式中： 离合器的后备系数，见下表。摩擦系数，计算时一般取 0.250.30。f离合器的后备系数，选择时应考虑摩擦片磨损后仍能传递 及避免起步时滑maxc磨时间过长；同时应考虑防止传动系过载及操纵轻便等。表 1 后备系数表车 型 轿车 轻型货车 中、重型货车 越野车 牵引车后备系数 1.301.75 1.602.25 2.03.5本设计是基于长城汽车的离合器设计，该车型属于越野车类型，故选择本次设计的后背系数 在 2.03.5 之间选择。因为该车型为城市越野车，不需要太大的后备系数，取 =2.0。故离合器传递的最大静摩擦力矩 TC= 420cT210maxe mN2）离合器盖的设计a. 应具有足够的刚度，否则影响离合器的工作特性，增大操纵时的分离行程，减小压盘升程，严重时使摩擦面不能彻底分离。b. 应与飞轮保持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。c. 盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。d. 为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开较大的通风窗孔，或在盖上加设通风扇片等。越野车离合器盖一般用 08、10 钢等低碳钢板。本次设计初选 10 钢板厚度为 3mm2.存在的问题及解决措施存在的问题：在本设计里涉及了许多的参数，有许多的参数都在平常的学习中接触的不多，需要去查阅资料，而且在确定参数的过程中，存在多次的选择错误，例如后备系数的确定在很多地方都查阅不到，很少有越野车型的设计。解决措施：虚心向老师请教，在网上查阅了大量的资料，并且询问了关于这方面比较权威的技术人员。 3.后期工作的安排对四驱越野车主传动装置结构设计进行更深一步的优化改进，改进中期设计存在的问题和缺点，比如对搅拌性能对比试验进一步论证，计算不够精确等方面缺陷。第 7-10 周：初步完成四驱越野车主传动装置结构的具体方案设计，准备中期报告检查，并进行中期答辩；第 11-15 周：完成四驱越野车主传动装置结构的总体设计，完成装配图及零件图，撰写毕业论文，论文修改，准备毕业答辩。指导教师签字：年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目：四驱越野车主传动装置结构设计11.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景、研究意义四轮驱动汽车的传动系统由离合器、变速器、传动装置、分动器、前万向传动装置、前驱动桥、后万向传动装置以及后驱动桥等部件组成。众所周知，汽车驱动轮的牵引力受到地面附着性能的影响，并且与车重的大小成正比。为了改善汽车的操纵性能，特别是为了提高在低摩擦系数路面行驶的动力性和稳定性，采用了四轮驱动系统，它可以充分利用 4 个轮胎及车重来产生牵引力。在四轮驱动系统中，前、后车轮之间的动力分配会直接影响汽车的行驶性能 1。通过研究四轮驱动汽车的工作原理, 结合对实验的分析及参考相关的理论可以看出, 车辆与道路之间的关系不是一成不变的, 车辆在不平整的道路上或积雪道路上以及气候条件变化后的各种路面下都能够行驶, 在不平整道路上行驶最好方法是采用四个车轮都能传递动力, 在这一方面四轮驱动与 前置前驱、前置后驱、或两轮驱动车辆相比具有较突出的优点 2。主要表现在以下几方面: 四轮驱动车辆在积雪道路上的通过性能在冰雪等摩擦系数较低的道路上行驶轮胎极易打滑, 发动机输出功率越大, 轮胎越高速旋转。四轮驱动与两轮驱动相比较,前者的驱动力是后者的两倍, 即提高了轮胎分担功率的能力又降低了载荷, 不容易空转且获得了良好的通过性能。 四轮驱动在不平整道路上的通过性能该特性也是四轮驱动具有吸引力的一点, 对于四轮驱动的车辆在不平整道路上行驶需要进行前后轮同时驱动, 保证有足够的驱动力, 而两轮驱动汽车当驱动轮遇到障碍时就无法顺利地跨越障碍物。 四轮驱动车辆的良好爬坡性能四轮驱动车辆的前身是越野型汽车, 爬坡过程中可以发挥四个车轮的驱动力, 并且在一定范围内驱动力大于爬坡阻力保证了爬坡的性能。 四轮驱动车辆良好的起步和加速性能。四轮驱动车辆的行驶是通过驱动轮与地面之间的摩擦反力来完成的, 轮胎与道路的附着力又是取决于驱动轮与路面之间的相互关系, 四轮驱动汽车的附着能力远大于两轮驱动汽车, 因此, 四轮驱动车辆具有较好的起步和加速性能。 四轮驱动车辆的直线行驶稳定性四轮驱动车辆将发动机功率平均分配至四个车轮, 可以用四个车轮多余的附着能力来保证车辆的直线行驶稳定性。 四轮驱动车辆的转弯稳定性四轮驱动车辆由于动力平均分配至四个车轮, 每一个车轮上的驱动力都增大, 使每个车轮的附着力都有较多的剩余,轮胎的附着力与传输至道路上的动力大小有密2切关系, 如果传输至每个轮胎的动力小一些, 就有可能使转弯能力增加。从而有效地提高转向极限及转向稳定性。四轮驱动汽车虽然较两轮驱动等车辆有许多的优势, 但还存在自身不足:构造复杂。额外增加了分动器和传动轴等部件。部件增加。使质量增加。成本增加。由于额外部件费使车辆成本增加。振动和噪声的增加。分动器和传动轴等部件中的转动部件增加, 更增加了振动和噪音可能的来源。四轮驱动汽车的结构复杂， 技术难度高， 进口车辆的价格昂贵。 所以，开发生产使用普通材料、传统工艺和价格经济的国产四轮驱动传动装置已迫在眉睫。所以我们需要在这个领域开发和生产有自主知识产权的东西，并且在其原有的基础上加以完善。为我国四驱越野车的发展做出贡献。1.2 国内外相关研究情况四轮驱动技术已成为汽车发展的新方向。 目前，国内外为解决汽车四轮驱动技术普遍存在的越野性、操纵性、经济性之间互相牵制、难以协调的问题，研发了多种汽车四驱技术，大体可分为分时四驱、适时四驱、全时四驱、淇林全时四驱 4 大类 3。目前国外比较好的越野车品牌很多，比如路虎发现为全时四驱，动力由带有差速锁止功能的分动箱分配给前后轴，前桥为开放式差速器，后桥为多片离合器并带有锁止功能。除此之外，四个车轮的电子辅助同样是必不可少的。发现 5.0 V8 HSE 车型标配后桥电子差速锁，中间两款为选配，低配不带后桥差速锁。发现使用的全地形反馈系统与神行者的系统相比，增加了岩石攀爬模式和底盘高低调节。在不同模式下除了基本挡位和油门调节外电子差速器锁也会配合工作，不过为了减小发动机动力随时，电子限滑往往会率先启动，当电子限滑辅助无果是电控差速器锁会毫不犹豫的锁止，如果车辆需要转弯或者速度升高，差速锁也会自动打开保证正常驾驶。另外，不同模式下悬挂也会做出相应的高低调节。其中，岩石模式最为强悍，在此模式下中间差速器锁止，后桥差速器会在必要时自动锁止，在低速四驱挡位下扭矩放大 3 倍。国内的四驱越野车在这些年也有了显著的提高和发展，如长城汽车 SUV,这些年一直有很好的研究和发展，在国内越野车中是比较好的。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 本课题主要研究内容 四驱越野车的工作原理； 四驱越野车主传动装置各个组成进行研究； 四驱越野车主传动装置结构进行设计。32.2 研究方案四驱越野车主传动装置主要经过多年发展已经多种多样，主要有全时四驱和适时四驱： 全时四驱的就是任何时间，车辆由四个轮子独立推动，全时四驱通过一个柔性连接的中央差速器，再通过前轴和后轴的独立差速器，把驱动力分配到四个轮胎。与纯机械式的差速锁不同的是，全时四驱的差速器可以是粘结耦合式，也可以是多离合式，但相同的是都可以允许前后轮、左右轮之间有一个转速差。 车辆是否是全时四驱完全取决于分动器的构造。作为掌管车辆不同驱动状态的核心部分，可以说分动器在一定程度上决定了整车的性能。 适时四驱，又称为实时四驱。只有在适当的时候才会转换为四轮驱动，而在其它情况下仍然是两轮驱动的驱动系统。系统会根据车辆的行驶路况自动切换为两驱或四驱模式，不需要人为操作。适时四驱有别于需要手动切换两驱和四驱的分时四驱，以及所有情况下都是四轮驱动的全时四驱。2.3 研究方法或措施分别对选定的方案，查阅相关资料，对工作方式进行验证，了解其优缺点，进行结构设计和零件选择。如有需要对其进行软件模拟，和进行实物考察参照。3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题的重点是：绘制四驱越野车主转动装置结构的零件图及装配图。各个零件参数的计算。难点是：要求精度高，对装置要求的可实用性高。前期已开展工作：查阅四驱越野车主传动装置结构的相关资料，了解四驱越野车主传动装置的组成及装配关系；并为进一步周密的设计做好充分的准备。4.完成本课题的工作方案及进度计划第 1-3 周：查阅相关资料，了解工作原理及特点，完成基础知识的积累并撰写开题报告；第 4-6 周：方案论证，深化方案具体实施步骤；第 7-10 周：四驱越野主传动装置结构的方案的具体方案设计，图纸绘制，准备中期答辩；第 11-15 周：撰写毕业论文，论文修改，准备毕业答辩。45.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 6.所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日5参考文献1 杨立成,刘广森.全时四驱越野车新型传动系统J.百科之窗,2011(7):24-25.2 孟文阁.四轮驱动汽车的工作特性研究J.科技与经济,2006,36(4):57-58.3 杨立成,刘广森.淇林全时四驱系统新型全时四驱技术J.百科之窗,2011(9):25.4 赵治国,顾君,余卓平.四轮驱动混合动力轿车驱动防滑控制研究J.机械工程学报, 2011,47(14):83-98.5 本刊编辑部.莫让浮云遮望眼越野车四驱技术J.汽车与安全,2011(4):29-31.6 关大勇.四轮驱动汽车的机构特点及合理使用J.农机使用与维修,2012(1):66.7 杨立贵,周毅.四轮驱动汽车新型动力传动技术J.百科之窗,2011(6):24-25.8 胡建军,王银,秦大同等.基于轴间转矩分配的四轮驱动汽车牵引力控制J.华南理工大学学报,2010,38(1):108-112.9 李明成.四轮驱动胸的结构特点及故障检修J.汽车维修与保养,2013,(10):57-59.10 戚烈.车辆四轮驱动系统研究及仿真分析D.辽宁:西北农林科技大学,2011.11 吴乙万,付苗苗,陈广.菱形四轮驱动汽车动力传动系统的设计与研究J.计算机仿真,2010,27(2)：286-289.12 叶斌,王洪军,王丹.齿形链传动在汽车变速箱及分动箱中的应用J.机械传动,62012,(1):14-16.13蒋振江.四轮独立驱动电动汽车驱动控制策略的研究D.重庆:重庆理工大学,2012,4.14 赵治国,何宁,朱阳等.四轮驱动混合动力轿车驱动模式切换控制J.机械工程学报 ,2011,47(4):100-109.15 王贵明,王金懿.四轮驱动四轮转向的汽车电子差速转向控制J.变频器世界, 2011,(2):48-51.16 QIZh-i quan,MA Yue-feng, LIU Zhao-du. Estimation of Vehicle Speed Based on Wheel Speeds from ASR System in Four-Wheel Drive VehiclesJ.Journal of Beijing Institute of Technology,2010,19(2):153-15717 CHEN S-i zhong,SHU Jin, YANG Lin. Research on Vehicle Control Technology using Four-Wheel Independent Steering SystemJ.Journal of Beijing Instiute of Technology, 2006,15(1):22-26.18 CHEN Ning,CHEN Nan, CHEN Yan-dong.On fractional control method for four-wheel-steering vehicleJ. Science in China(Series E:Technological Sciences),2009,52(3):603-609. 本科毕业设计(论文)题目：四驱越野车主传动装置结构设计 I四驱越野车主传动装置结构设计摘 要本设计主要分析四驱越野车的工作原理，阐述四驱越野车主传动的原理和组成，叙述了主传动装置的发展现状以及研究主传动装置每一个部件的意义，本次毕业设计主要任务是进行四驱越野车汽车的后桥、前桥，变速箱和分动器的结构方案或传动方案选定，并在选定方案后通过计算其主要零件的几何尺寸并最终完成总装配图和零件图的绘制，在论文和图纸的绘制过程中，主要通过计算，设计合理的参数，对每一个部件进行设计校核和优化。关键词：主传动装置、传动方案、变速箱、分动器、驱动桥 IIThe device structure design 4x4 owners driveAbstractDesign mainly analyzed the working principle of raider buggies, the principle and composition of a four-wheel drive off-road drivers drive, describes the current development of main transmission device and the study of main drive every part, the significance of this graduation design is the main task of four-wheel-drive suv car rear axle, front axle, transmission and transfer case structure scheme or transmission scheme is selected, and the selected scheme through calculating its main parts geometry size and finishing of the general assembly drawing and part drawing, in the process of drawing and the drawing of paper, mainly through calculation, the reasonable design parameters, design check and optimize the parts to each.Key Words：Main transmission device, The transmission scheme, Transmission, transfer case and drive axle III主要符号表K 中心距系数Z 摩擦面数 f 摩擦系数Rm 与摩擦片平均摩擦半径P 作用在摩擦面上的总压紧力Z 齿数 IV目 录1 绪论 .11.1 概述 .11.2四驱越野车主传动装置结构设计的研究目的和意义 .11.3国内外相关研究情况 .31.4 论文的提出及本文的组织 .41.4.1论文的提出及本人所做的基本工作 .41.4.2本设计所选的方案及说明 .42 离合器的设计 .62.1 离合器的工作原理及概述 .62.1.1离合器的概述 .62.1.2离合器的工作原理 .62.2离合器参数的确认 .72.2.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b .82.3 离合器基本参数的校核 .92.3.1 最大圆周速度 .92.3.2 单位摩擦面积传递的转矩 .9c0T2.4离合器其它主要部件的结构设计 .92.4.1从动盘毂的设计 .92.4.2从动盘的设计 .102.4.3离合器盖结构设计的要求 .102.4.4压盘的设计 .102.4.5压盘的结构设计与选择 .112.5离合器的装配图 .123 变速器的设计 .123.1 变速器的概述 .133.2 变速器传动方案的选择 .143.2.1、 变速器档数和传动轴数量的选择 .143.2.2换档得结构形式 .143.3变速器尺寸和参数的确定 .15 V3.3.1 中心距的确定 .153.3.2 齿轮模数的计算 .153.3.3 压力角螺旋角和齿宽的选取 .153.3.4 确定各齿轮的齿 .163.3.5 齿轮尺寸的计算 .173.3.6 轴的设计和校核 .183.4 变速器的总体装配图 .214 分动器的设计 .214.1 分动器的概述 .214.2 分动器的结构方案的拟定 .224.2.1分动器的分类 .224.2.2分动器结构设计 .234.3分动器基本参数的设计计算 .234.3.1中心距的计算 .234.3.2齿轮模数的计算 .244.3.3轴的设计和校核 .244.4分动器的装配图如下 .265 主减速器和差速器的设计 .275.1概述 .275.2主减速器的设计 .275.2.1减速器的设计 .275.2.2减速器齿轮的形式分类 .285.2.3主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安置方法 .295.2.4主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整 .315.3差速器的结构形式 .316 结论 .31参考文献 .34致 谢 .36毕业设计（论文）知识产权声明 .38毕业设计（论文）独创性声明 .39 01 绪论1.1 概述汽车作为人们主要的交通工具和运输工具，对我们的生活每天都起着重要的作用，已成为人类社会活动中难以离开的必需品。进入21世纪以来，世界汽车市场尤其是我国的汽车市场增长迅速。随着汽车技术和生活水平的提高，人们对汽车的要求也更高，更快、更高效、更清洁、更经济、更可靠安全的汽车是汽车制造业的方向。汽车车型的发展趋势是个性化和多元化，目前汽车车型根据市场要求分的很细，但其基本性能往往顾此失彼，存在着明显缺陷。例如轿车行驶性能好，但狭小不能载物；越野车在街上行驶大材小用；旅行轿车可载物但舒适性差，等等。现在在国外流行边缘车的概念，它具有休闲的特点和多功能性，是汽车工业的发展方向。例如皮卡（Pickup ），为客货两用车，SUV可以在市区及公路上行驶，又能越野行驶；MPV既不是轿车也不是旅行轿车，也不是单厢车，是出于三种车中间的边缘车。汽车类型的多样化带动多个产业经济的发展，相关产业的发展又支撑着汽车产业的振兴。由于汽车工业的产业关联度大及跟紧时代，特别是技术创新步伐和高投入、高产出的规模经济之特点，汽车工业已成为世界公认的推动国民经济发展的动力。我国也将汽车工业确定为国民经济发展的支柱产业，进行大力投资。从80年代起，我国汽车工业进入了突飞猛进的全面发展阶段。现在它已经成为我国经济增长的一个新的主要增长点，正逐步成为带动我国国民经济发展与增长的重要支柱产业。目前为止，中国汽车行业的技术结构、产品结构和市场结构与以前相比有了很明显的变化，丰富的汽车类型适应中国时代的步伐，满足中国消费者得需求。越来越多的机械设计师的出现，使汽车行业的发展更加迅猛。 11.2四驱越野车主传动装置结构设计的研究目的和意义四轮驱动汽车的传动系统由离合器、变速器、传动装置、分动器、前万向传动装置、前驱动桥、后万向传动装置以及后驱动桥等部件组成。众所周知，汽车驱动轮的牵引力受到地面附着性能的影响，并且与车重的大小成正比。为了改善汽车的操纵性能，特别是为了提高在低摩擦系数路面行驶的动力性和稳定性，采用了四轮驱动系统，它可以充分利用4个轮胎及车重来产生牵引力。在四轮驱动系统中，前、后车轮之间的动力分配会直接影响汽车的行驶性能 1。通过研究四轮驱动汽车的工作原理, 结合对实验的分析及参考相关的理论可以看出, 车辆与道路之间的关系不是一成不变的, 车辆在不平整的道路上或积雪道路上以及气候条件变化后的各种路面下都能够行驶, 在不平整道路上行驶最好方法是采用四个车轮都能传递动力, 在这一方面四轮驱动与 前置前驱、前置后驱、或两轮驱动车辆相比具有较突出的优点 2。主要表现在以下几方面:a. 四轮驱动车辆在积雪道路上的通过性能在冰雪等摩擦系数较低的道路上行驶轮胎极易打滑, 发动机输出功率越大, 轮胎越高速旋转。四轮驱动与两轮驱动相比较,前者的驱动力是后者的两倍, 即提高了轮胎分担功率的能力又降低了载荷, 不容易空转且获得了良好的通过性能。b. 四轮驱动在不平整道路上的通过性能该特性也是四轮驱动具有吸引力的一点, 对于四轮驱动的车辆在不平整道路上行驶需要进行前后轮同时驱动, 保证有足够的驱动力, 而两轮驱动汽车当驱动轮遇到障碍时就无法顺利地跨越障碍物。c. 四轮驱动车辆的良好爬坡性能四轮驱动车辆的前身是越野型汽车, 爬坡过程中可以发挥四个车轮的驱动力, 并且在一定范围内驱动力大于爬坡阻力保证了爬坡的性能。d. 四轮驱动车辆良好的起步和加速性能四轮驱动车辆的行驶是通过驱动轮与地面之间的摩擦反力来完成的, 轮胎与道路的附着力又是取决于驱动轮与路面之间的相互关系, 2四轮驱动汽车的附着能力远大于两轮驱动汽车, 因此, 四轮驱动车辆具有较好的起步和加速性能。e. 四轮驱动车辆的直线行驶稳定性四轮驱动车辆将发动机功率平均分配至四个车轮, 可以用四个车轮多余的附着能力来保证车辆的直线行驶稳定性。f. 四轮驱动车辆的转弯稳定性四轮驱动车辆由于动力平均分配至四个车轮, 每一个车轮上的驱动力都增大, 使每个车轮的附着力都有较多的剩余,轮胎的附着力与传输至道路上的动力大小有密切关系, 如果传输至每个轮胎的动力小一些, 就有可能使转弯能力增加。从而有效地提高转向极限及转向稳定性。四轮驱动汽车虽然较两轮驱动等车辆有许多的优势, 但还存在自身不足:a.构造复杂。额外增加了分动器和传动轴等部件。b.部件增加。使质量增加。c. 成本增加。由于额外部件费使车辆成本增加。d. 振动和噪声的增加。分动器和传动轴等部件中的转动部件增加, 更增加了振动和噪音可能的来源。四轮驱动汽车的结构复杂， 技术难度高， 进口车辆的价格昂贵。 所以，开发生产使用普通材料、传统工艺和价格经济的国产四轮驱动传动装置已迫在眉睫。所以我们需要在这个领域开发和生产有自主知识产权的东西，并且在其原有的基础上加以完善。为我国四驱越野车的发展做出贡献。1.3国内外相关研究情况四轮驱动技术已成为汽车发展的新方向。 目前，国内外为解决汽车四轮驱动技术普遍存在的越野性、操纵性、经济性之间互相牵制、难以协调的问题，研发了多种汽车四驱技术，大体可分为分时四驱、适时四驱、全时四驱、淇林全时四驱 4 大类目前国外比较好的越野车品牌很多，比如路虎发现为全时四驱，动力由带有差速锁止功能的分动箱分配给前后轴，前桥为开放式差速器，后桥为多片离合器并带有锁止功能。除此之外，四个车轮的电子辅助同样是必不可少的。发现5.0 V8 3HSE车型标配后桥电子差速锁，中间两款为选配，低配不带后桥差速锁。发现使用的全地形反馈系统与神行者的系统相比，增加了岩石攀爬模式和底盘高低调节。在不同模式下除了基本挡位和油门调节外电子差速器锁也会配合工作，不过为了减小发动机动力随时，电子限滑往往会率先启动，当电子限滑辅助无果是电控差速器锁会毫不犹豫的锁止，如果车辆需要转弯或者速度升高，差速锁也会自动打开保证正常驾驶。另外，不同模式下悬挂也会做出相应的高低调节。其中，岩石模式最为强悍，在此模式下中间差速器锁止，后桥差速器会在必要时自动锁止，在低速四驱挡位下扭矩放大3倍。国内的四驱越野车在这些年也有了显著的提高和发展，如长城汽车SUV,这些年一直有很好的研究和发展，在国内越野车中是比较好的 3。1.4 论文的提出及本文的组织1.4.1论文的提出及本人所做的基本工作随着我们生活水平的提高，四驱越野车已经成为很多人的买车的首选，所以更好的了解它才能是我们更好的驾驭它本人所做的主要工作就是通过查阅资料，了解工作原理及特点，完成基础知识的积累，然后进行方案的论证，深化方案的具体实施步骤，绘制四驱越野车主传动装置结构的零件图及其装配 1.4.2本设计所选的方案及说明四驱越野车主传动装置主要经过多年发展已经多种多样，但是其工作的原理基本相同，主要由主传动装置、变速箱、分动器、驱动桥等几部分组成。四驱车的工作原理，四驱车简单的说就是前后轮一起驱动，前后轮之间有一跟传动轴相连，使后轮转的同时带动前轮转，或者前轮转的时候带动后轮转。想要实现四轮驱动离不开齿轮，齿轮在传动动力的过程中，可以改变传动的方向也可改变传动的速度。四驱车工作原理就是通过组齿轮的变速，将马达产生的动力，按照一定传动速度比传递给车轮，从而使四驱车产生动力。本次毕业设计主要任务是进行四驱越野车汽车的变速箱、离合器、分动器主减速器的结构方案或传动方案选定，并在选定方案后通过计算其主要零件的 4几何尺寸并最终完成住装配图和零件图的绘制，以求通过这样的练习，巩固所学的专业知识并熟悉载货汽车传动系统的设计。 完成本次设计的具体实施步骤如下：a.离合器的设计b.变速器的设计c.分动器的设计d.主减速器的设计设计的原始数据如下：发动机型号：EQ6100-I型发动机形式：四冲程化油器式、直列6缸、水冷、侧置气门；最大功率:110kw 最大扭矩： 210Nm单级后桥采用单级主减速器，一对准双曲面锥齿轮，主传动比为6.17差速器采用锥齿轮式；变速箱有五个前进档和一个倒车档，各档传动比为：一档7.30，二档4.21，三档2.44，四档1.54，五档1.00，倒档-7.66；分动器高档传动比为1.08，低档传动比为2.1；差速器行星齿轮传动比为1.67。本次设计要以以上数据为依据，根据机械设计手册及相关资料，进行结构设计，尺寸参数计算。 52 离合器的设计2.1 离合器的工作原理及概述2.1.1离合器的概述离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音2.1.2离合器的工作原理由图1.1可知，离合器盖1与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧3被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘5的压紧力，使得压盘与从动盘6摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离 6合器主动部分)，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力。接合位置 分离位置1-离合器盖 2-铆钉 3- 膜片弹簧 4-支撑环 5-压盘6-摩擦片 7-分离轴承总成 8-离合器踏板 9- 输出轴图2.1膜片弹簧离合器的工作原理图要分离离合器时，将离合器踏板8踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成7前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。2.2离合器参数的确认摩擦片或从动盘的外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸有决定性的影响，并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择。为了能可靠地传递发动机最大转矩 ，离合器的静摩擦力矩 应大于发动机最大转矩maxcc，而离合器传递的摩擦力矩 又决定于其摩擦面数Z、摩擦系数f、作用在maxcc摩擦面上的总压紧力P 与摩擦片平均摩擦半径 Rm，即（2.1）NfPercmax式中： 离合器的后备系数，见下表。 7摩擦系数，计算时一般取0.250.30。f离合器的后备系数，选择时应考虑摩擦片磨损后仍能传递 及避免起步maxc时滑磨时间过长；同时应考虑防止传动系过载及操纵轻便等。表2.1后备系数表车 型 轿车 轻型货车 中、重型货车 越野车 牵引车后备系数 1.301.75 1.602.25 2.03.5本设计是基于长城汽车的离合器设计，该车型属于越野车类型，故选择本次设计的后背系数在2.03.5之间选择。因为该车型为城市越野车，不需要太大的后备系数，取 =2.0。故离合器传递的最大静摩擦力矩T C= 420c210maxe mN2.2.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。D= mATe 9.24351010max式中， 为发动机最大转矩，取 ；axe NT10axA为不同结构和使用条件对D的影响系数，对于越野车 取A=35。表2.1 离合器摩擦片尺寸系列和参数外径D/mm160 180 200 225 250 300 325 380内径d/mm110 125 140 150 155 175 190 205厚度b/mm3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4c=d/D 0.687 0.694 0.70 0.667 0.620 0.58 0.585 0.540 81- c3 0.676 0.667 0.65 0.703 0.762 0.80 0.800 0.843单位面积106 132 160 221 302 466 546 729摩擦片标准系列尺寸，取 。m1520,dD3. b70.c2.3 离合器基本参数的校核2.3.1 最大圆周速度 smDnveD /70/6810265016033max 式中， 为摩擦片最大圆周速度（m/s）；为发动机最高转速取6500 ；axe r/min为摩擦片外径径取200 ；故符合条件。2.3.2 单位摩擦面积传递的转矩 c0T= (N / )0cT)(42dDZ)15(42069.m2式中， 为离合器传递的最大静摩擦力矩420 ；c N当摩擦片外径D 250mm时， =0.28 N / 0.0069 N / ，0cT22故符合要求 92.4离合器其它主要部件的结构设计2.4.1从动盘毂的设计从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的迟钝可根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩T maxe花键尺寸表5花键尺寸摩擦片外径 D/mm发动机最大转矩T /(maxeNm)齿数n 外径D/mm内径d/mm齿厚t/mm有效尺长l/mm挤压应力/MPac250 210 10 29 23 4 36 11.12.4.2从动盘的设计从动盘对离合器工作性能影响很大，设计时应满足如下要求：a.从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。b.从动盘应具有轴向弹性，使离合器结合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减小磨损。c.应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。本次设计初选从动片厚度为2mm2.4.3离合器盖结构设计的要求a. 应具有足够的刚度，否则影响离合器的工作特性，增大操纵时的分离行程，减小压盘升程，严重时使摩擦面不能彻底分离。b. 应与飞轮保持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。c. 盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。d. 为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开较大的通风窗孔，或在盖上加设通风扇片等。 10越野车离合器盖一般用08、10钢等低碳钢板。本次设计初选10钢板厚度为3mm2.4.4压盘的设计对压盘结构设计的要求:a. 压盘应具有较大的质量,以增大热容量，减小温，防止其产生裂纹和破碎，有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋，以帮助散热通风。中间压盘可铸出通风槽，也可以采用传热系数较大的铝合金压盘。b. 压盘应具有较大刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离，厚度约为1525 mm 。c. 与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于1520 gcm 。d. 压盘高度(从承压点到摩擦面的距离)公差要小。压盘形状较复杂，要求传热性好，具有较高的摩擦因数，通常采用灰口铸铁，一般采用HT200、HT250、HT300，硬度为170227HBS。2.4.5压盘的结构设计与选择t = (1)mcWm = = (2)V)42(dDht = = =4.2c)42(dh 4.8170)42150(9.C式中，W为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功，取W=11898J为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘. =0.5； 11m为压盘质量(kg);V为压盘估算面积；c为压盘的比热容，铸铁：c=481.4 J/(kg )；C为铸铁密度，取7800 kg/m ；3为摩擦片外径取250 ；Dm为摩擦片内径取155 ；dh为压盘厚度，取=12.5 mm； t为压盘温升（ ）C满足压盘温升不超过810 要求。2.5离合器的装配图图2.2离合器 123 变速器的设计3.1 变速器的概述变速器是位于离合器与后桥之间，是传动系的重要部件。汽车结构中之所以要设计变速器结构，是因为现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。变速器的功用：增转矩减速；变转矩变速；实现空档；实现倒档。具体来说，变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行使工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空档和倒档，使发动机在旋转方向不变的情况下，使汽车能实现倒退行使。利用空档，中断动力传递，以使发动机能够启动，怠速，并便于变速箱换档或进行动力输出。不同的齿轮式变速器排档数不同，齿轮组合及具体结构不尽相同，但工作情况和使用要基本相同。对齿轮式变速器的要求：变速器由变速传动机构和操纵机构组成，在设计时对变速器有下面一些基本要求：a.保证汽车有必要的动力性和经济性。b.设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。c.设置倒档，使汽车能倒退行驶。d.设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。e.换档迅速，省力，方便。f.工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳档，乱档以及换档冲击等现象发生。 13g.变速器应当有高的工作效率。h.变速器的工作噪声低。除此以外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各档传动比有关。汽车工作得道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。在原变速传动机构基础上，再附加一个副箱体，这就在结构变化不大的基础上，达到增加变速器档数的目的。近年来，变速器操纵机构有向自动操纵方向发展的趋势。3.2 变速器传动方案的选择3.2.1、 变速器档数和传动轴数量的选择根据前进档数的不同，变速器可分为三、四、五和多档几种。现代汽车大多采用三轴式变速器见图2.1所示，对发动机前置的前轮驱动的轿车如传动比较小，则常采用两轴式变速器。两轴式变速器，结构简单，紧凑，在小型汽车上易于布置。各前进档从输入轴到输出轴只采用一对齿轮传动，倒档传动也只经过一个中间齿轮，因而机械传动效率高，但没有直接档，最高档的机械传动效率比直接档低。而三轴式变速器可以将输入轴与输出轴直接相接，得到直接档，因而传动效率更高，磨损小噪声也小，中、重型载货汽车则多采用三轴式变速器。本次设计五档变速器，属于四驱越野车，属于中重汽车，所以采用三轴式，传动简图如图2.1。该结构变速器由第一轴、中间轴和第二轴三根固定轴线的传动齿轮轴，故成为三轴式变速器。3.2.2换档得结构形式变速器换档的结构形式有直齿滑动齿轮式、啮合套和同步器三种。直齿滑动齿轮式的优点是结构简单、紧凑、容易制造。缺点是换档时齿端面承受很大的冲击，会导致齿轮过早损坏。啮合套的特点是不会过早损坏，但又不能消除换档冲击，需要驾驶员有熟练的操作技术。同步器换档迅速、平稳，但其结构复杂、制造精度要求高、在越野车中应用较多。 14为了满足越野车在复杂路面上行驶换档要求，综合考虑上面三个方案决定采用锁销式惯性同步器的换档结构形式，这种惯性同步器可以完全避免换档时齿轮冲击打齿的现象，是目前变速器中应用很普遍的换档机构。变速器最终的传动结构简图见图3.1所示。3.3变速器尺寸和参数的确定3.3.1 中心距的确定1档斜齿轮中心距计算。A=K (2.1)3maxeM式中：K中心距系数，参考汽车设计选K=17；Memax发动机的最大输出扭矩，可知M emax=210Nm发动机传到变速器的效率为0.9 A=17 *0.9=90.9mm3210初选中心距A=90mm应用公式2.1，根据轴的材料K取值97 23.3.2 齿轮模数的计算第一轴常啮合斜齿轮的模数 计算：mn=0.56 =0.56 =3.32 （2.2）nax3eM3210圆整后选 =3一档齿轮为直齿轮：=0.33maxIm3(2.2)式中：MImax变速器一档的最大扭矩；g变速器效率，等于0.9；MImax=Memaxi1g=1017.6*0.9=916N/M=0.33 =0.33 3.2axMIm3396圆整后选 =3 153.3.3 压力角螺旋角和齿宽的选取国家规定的标准压力角 =20所以这里选 =20，螺旋角 选为14根据底盘设计设计齿宽：直齿轮：b=(4.47)m斜齿轮：b=(78.6)mn再根据实际需要设计齿宽。3.3.4 确定各齿轮的齿a. 确定各啮合齿轮齿数斜齿Z h= = =49.9mAcos23cos90Zh取整，选50Z23取31，则Z 2=19b.对中心距和 角进行修正A=Zh =90.17mmcos2mA取整90mm=arc cosZh =14.8 c. 确定一档传动齿轮副的齿数i1 = z823A=(z18+z12) m/2Z12=40,Z18=11d. 确定其他各档的齿数i2= z3201A= cos)(mn 16z11=37,z20=13i3= 127A= cos)(mnz7=31,z21=19i4= 236A= cos)(nz6=29,z22=21i5= 1235A= cos)(26mnZ5=21,z21=29e. 倒档齿轮齿数取z 11=22则i 倒 = - z1728923A= )(119mZ19=22,Z17=15由公式3.1计算得A=55.5mm3.3.5 齿轮尺寸的计算齿轮2：d2= = =58.9=59mmcosmzn8.1439d2a= d2+2ha= d2+2mn ha*= 59+(2 3 1) 17=65mm d2f=d2-2hf=d2-2mn(ha*+c*)=59-2 3(1+0.25)=51.5mmb=7 mn=7 3=21mm齿轮23：d23= =96mmcos23znd23a=d2+2ha=102mmd23f=d23-2hf=88.5mmb=21mm齿轮11：d11=mt z11= =115mm8.14cos37d11a=d11+2ha=121mmd11f=d11-2hf=107.5mmb=20mm3.3.6 轴的设计和校核根据机械设计手册选取常用系数滚动轴承的传动效率取 =0.98（一对），单个为 =0.99圆柱齿轮的传动效率 =0.99由原始数据可知，最大功率为110KW一档时：第一轴输入功率：p 1=p入 1 2=110 0.992=107.8 kw 18第二轴输入功率：p II=pI 1 4 8=107.8 0.99 0.99 0.99=94.36 kwa.轴的设计d A03nP根据轴所用材料，参考机械设计，选A 0=97第一轴d1 93 =93 =47mm3nP306.817d2 93 =93 =43.5mm35.2d3 93 =93 =36.15mmn306.187d4 93 =93 =33mmP.d5 93 =93 =27.5mm3n3072.81中间轴：d1 93 =93 =41mm3P36.54取倒档轴径 d=26mmb.轴的校核由于输出轴受扭矩最大，因此对输出轴进行校核， 19T=9500 103 =348.33 103N/mmnPFt1= = =13144NdT125106.48Fr1=Ft tg =4784N0水平反力：FH1 389-Ft1 82=0 FH1=1008NFV1=Ft1-FH1=3776NFH2 389-Fr 82=0垂直反力 F H2=1008NFV2=Fr-FH2=3776NMH1=FH1 307=340 103N/mmMH2=FH2 307=340 103N/mmMV1=FV1 82=1159 103N/mmMV2=FV2 82=1159 103N/mmM= =1500 103N/mmVH2轴的弯扭合成条件为：= caWT22)(1W= / 26 D=22313.3ZbdDd24= =2145caM2)(=0.072MPa 1轴为40Cr钢 =70 Mpaca 所以轴合格1（1） 轴承的校核：轴承应承受的基本额定动载荷根据外燃机的工作寿命为5年，每年工作300天，每天工作8
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