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一個輸入兩個輸出 一 、畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況） 1． 題目背景、研究意義 汽車的使用條件非常復雜,經(jīng)常在無路或壞路條件下工作的越野汽車,需要利用汽車的總重量,使每一個承受負載的車輪都產(chǎn)生牽引力,因此必須用全輪驅(qū)動。也就是必須將變速器傳出的扭矩分配給所有的驅(qū)動輪,負擔這一任務的機構就是分動器。汽車分動器則是主宰四輪驅(qū)動的核心,其功能是將變速器輸出的動力,分配到兩個驅(qū)動橋,最后將動力傳輸至四個車輪[1]。 近幾年隨著我國汽車業(yè)的飛速發(fā)展,人們越來越要求駕駛的樂趣。越野車變成為市場的新寵兒。市場對越野車的要求也越來越高。分動器是越野車的重要部分,對分動器的研究可以根本上提升越野車的整體性能,從而拉動市場消費。另一方面,為了推動經(jīng)濟的快速發(fā)展,需要重型越野車來適應惡略的工作環(huán)境,從而來提高產(chǎn)值。分動器的研究可以從根本上降低運輸?shù)某杀尽６抑匦驮揭败嚫嗟倪\用于軍事方面。研究重型越野車分動器,提升重型越野車的整體性能,可謂是利國利民的。因此對越野車分動器的研究越來越得到社會的重視。 2. 國內(nèi)外相關研究情況 在多軸驅(qū)動車輛誕生時,分動器只是一個很簡單的齒輪傳動系統(tǒng)。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和汽車技術的不斷成熟,分動器的結(jié)構也出現(xiàn)了明顯的變化。由于現(xiàn)代車輛發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩比較大,即使在高速運轉(zhuǎn)時仍可輸出較大的轉(zhuǎn)矩,加上變速箱的傳動比變化范圍較大,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器。車輛使用單速分動器后,不僅使分動器的結(jié)構簡化,而且還使駕駛員的操縱更加簡單。在裝有傳統(tǒng)雙速分動器的車輛上,駕駛員通常需要進行分動器的高、低檔轉(zhuǎn)換[2],這樣不僅操作復雜,而且還影響車輛的越野機動能力[3]。因此,使用單速分動器的車輛不斷增多。但是隨著電控技術引入車輛,高低檔轉(zhuǎn)換直接由車輛的Ecu根據(jù)路況決定,并且越來越復雜,發(fā)展出各種不同的驅(qū)動類型。分動器的設計結(jié)構[4]與傳動系統(tǒng)[5]基本決定了其性能和檔次。 至今,分動器已經(jīng)發(fā)展到第五代:第一代的分動器基本上為分體結(jié)構,直齒輪傳動、雙換檔軸操作、鑄鐵殼體;第二代分動器雖然也是分體結(jié)構,但已改為全斜齒齒輪傳動、單換檔軸操作和鋁合金殼體,一定程度上提高了傳動效率、簡便了換檔、降低了噪音與油耗;第三代分動器增加了同步器,使多軸驅(qū)動車輛具備在行進中換檔的功能;第四代分動器的重大變化在于采用了聯(lián)體結(jié)構以及行星齒輪加鏈傳動,從而優(yōu)化了換檔及大大提高了傳動效率和性能;第五代分動器如圖1所示。殼體采用壓鑄鋁合金材料、齒型鏈傳動輸出,其低擋位采用行星斜齒輪機構,使其輕便可靠、傳動效率高、操縱簡單、結(jié)構緊湊、噪音更低[6]。 圖1 第五代分動器 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 汽車分動器結(jié)構與工作原理 在多軸驅(qū)動的汽車上,為了將變速器輸出的東路分配到各個驅(qū)動橋,均裝有分動器。分動器的基本結(jié)構也是一個齒輪傳動系統(tǒng)。其輸入軸直接或通過萬向傳動裝置與變速器 第二軸相連,其輸出軸則有若干個,分別經(jīng)萬向傳動裝置與各驅(qū)動橋連接。為增加傳動系的最大傳動比及檔數(shù),目前絕大多數(shù)越野車都裝有兩檔分動器,使之兼起副變速器的作用。 1.2 分動器傳動方案的設計 1.3 齒輪的安排 1.4 高速級與低速級的傳動比分配[7] 1.5 中心距的計算 1.6 輸入軸,中間軸,通往后驅(qū)動橋的輸出軸和通往前驅(qū)動橋的輸出軸的基本參數(shù)的計算[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)的計算[9] 1.9 嚙合套的設計 1.10 殼體的設計 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 分動器的結(jié)構形式是多種多樣的,各種結(jié)構形式都有其各自的優(yōu)缺點,這些優(yōu)缺點隨著主觀和客觀條變化而變化。機械式具有結(jié)構簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點,在不同形式的汽車上得到廣泛應用。本設計采用的結(jié)構方案如圖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分動器傳動示意圖 大多數(shù)分動器由于要起到降速增矩的作用而比變速箱的負荷大,所以分動器中的常嚙齒輪均為斜齒輪。各擋位齒輪在分動器中的位置安排,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)不致下降過多。分動器齒輪主要是因接觸應力過高而造成表面點蝕損壞,因此將高擋齒輪安排在離兩支承較遠處。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）利用長城哈弗H3越野車的基本參數(shù),計算各部件參數(shù)。 （2）運用AutoCAD軟件繪制分動器總裝配圖以及主要部件的零部件； （3）運用UG軟件,對分動器進行在低速、高速檔位下的運動仿真。 2.3 已知參數(shù) 本次設計長城哈弗H3越野車的基本參數(shù)如表1所示 表1 長城哈弗H3越野車的基本參數(shù) 長城哈弗H3越野車的基本參數(shù) 發(fā)動機 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)動方式 前置四驅(qū) 三、本課題研究的重點及難點,前期已開展工作 1．重點及難點 本課題的重點是分動器的傳動齒輪與輸入軸、輸出軸的設計與計算。 本課題的難點是分動器在工作時各部件間的配合要求高,對齒輪的選擇和位置的安排。 2. 前期已開展工作 查閱汽車分動器的相關資料,了解分動器的的組成及裝配關系,并為進一步周密的設計做好充分的準備。 四、完成本課題的工作方案及進度計劃（按次填寫） 第1-3周:收集資料,明確設計的任務及要求； 第 4 周:寫開題報告； 第 5 周:確定設計方案； 第6-10周:設計計算分動器的主要零部件； 第11-12周:應用AutoCAD軟件繪制分動器總裝配圖以及主要部件的零部圖； 第 13 周:運用三維設計軟件,對分動器進行運動仿真； 第14-15周:進行畢業(yè)設計總結(jié),編寫畢業(yè)設計論文,并作好答辯的準備。 5 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師: 年 月 日 6 所在系審查意見: 系主管領導: 年 月 日 參考文獻 [1] 分動器設計[J].長春汽車研究所,設計.計算:54-60. [2] 陳習江.淺析一種新型分動器換擋機構的設計[M].合肥工業(yè)大學學報,第32卷增 刊,2009年11月合肥工業(yè)大學學報:194-196. [3] 趙祥君,于坤炎,白文輝,雷兵兵.軍用汽車的發(fā)展趨勢.汽車運用,2002(5). [4] 許國俊.分動器的功用及其選裝[J].國外汽車,l986,3:31-35. [5] 楊立成,劉廣森.全時四驅(qū)越野車新型傳動系統(tǒng)[J].汽車運用.2011,第7期:24-30. [6] 吳修義.從國際汽車展覽會看分動器發(fā)展趨勢[J].北京齒輪廠,1997,(2):23-24. [7] 史建鵬,孫慶合.分動器轉(zhuǎn)矩分配比確定理論研究[J].汽車工程,2007,(第29卷)第 10期:889-894. [8] 濮良貴,紀名剛,機械設計(第八版)[M].高等教育出版社,2006.5 [9] 孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理(第七版)[M].高等教育出版社,2006.5 [10] 劉豫徽,吳社強.帶軸間差速器的分動器特性分析[J].專用汽車,2000,02:78-79. [11] 楊興,賈振元.分動器在機電工程中的應用研究現(xiàn)狀[J].中國機械工 程.2001,12(6):724-727. [12] 楊定富,吳坷.FTA在某水陸兩棲汽車副分動器可靠性設計與分析中的應用[A].輕型汽 車技術2005(4/5)總:188-189. [13] Faydor L. Litvin, Daniele Vecchiato.Reduction of noise of loaded andunloaded misaligned gear drives. Comput[J]. Methods Appl. Mech. Engrg195 (2006) 5523-5536 [14] PEEBLES P Z,Jr.Probability,random variable,and random signal principles[M].4th ed.New York:McGraw Hill,2001. [15] YUFIN S A. Geoecology and computers: proceedings of the Third International Conference on Advances of Computer Methods in Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Moscow, Russia, February 1-4,2000[C].Rotterdam: A. A. Balkema,2000.