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SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 王皆瓊 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導教師姓名 臧 杰 職稱 教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 東風EQ1092F型汽車分動器的設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 在近百年中，汽車設計技術也經歷了由經驗設計發(fā)展到以科學實驗和技術分析為基礎的的設計階段。20世紀60年代中期，在設計中引入電子計算機后又形成了計算機輔助設計（CAD Computer Aided Design POR/E）等新方法，使設計逐步實現(xiàn)半自動化和自動化。經驗設計是以已有產品的經驗數(shù)據為依據，運用一些帶有經驗常數(shù)或安全系數(shù)的經驗公式進行設計計算的一種傳統(tǒng)的設計方法。這種設計由于缺乏精確的設計數(shù)據和科學的計算方法，使所設計的產品不是過于笨重就是可靠性差。一種新車型的開發(fā)，往往要經過設計—試制—實驗—改進設計—試制—實驗等二次或多次循環(huán)。反復修改圖紙，完善設計后才能定型，設計周期長，質量差，消耗大。電子計算機的出現(xiàn)和在工程設計中的推廣應用，使汽車設計技術飛躍發(fā)展，設計過程完全改觀。汽車結構參數(shù)及性能參數(shù)等的優(yōu)化選擇與匹配，零部件的強度核算與壽命預測。產品有關方面的模擬計算或仿真分析，都在計算機上進行。這種利用計算機及其外部設備進行產品設計的方法，統(tǒng)稱計算機輔助設計。 20世紀50年代在美國誕生第一臺計算機繪圖系統(tǒng)，開始出現(xiàn)具有簡單繪圖輸出功能的被動式的計算機輔助設計技術。60年代初期出現(xiàn)了CAD的曲面片技術，中期推出商品化的計算機繪圖設備。70年代，完整的CAD系統(tǒng)開始形成，后期出現(xiàn)了能產生逼真圖形的光柵掃描顯示器，推出了手動游標、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設備,促進了CAD技術的發(fā)展。80年代，隨著強有力的超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲器件的出現(xiàn)，工程工作站問世，CAD技術在中小型企業(yè)逐步普及。80年代中期以來，CAD技術向標準化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD技術的推廣、軟件的移植和數(shù)據共享起了重要的促進作用；系統(tǒng)構造由過去的單一功能變成綜合功能，出現(xiàn)了計算機輔助設計與輔助制聯(lián)成一體的計算機集成制造系統(tǒng)；固化技術、網絡技術、多處理機和并行處理技術在CAD中的應用，極大地提高了CAD系統(tǒng)的性能；人工智能和專家系統(tǒng)技術引入CAD，出現(xiàn)了智能CAD技術，使CAD系統(tǒng)的問題求解能力大為增強，設計過程更自動化?，F(xiàn)在，CAD已在電子和電氣、科學研究、機械設計、軟件開發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版社、工廠自動化、土木建筑、地質、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。 本課題運用CAD為輔助工具對東風系列EQ1092F型越野汽車分動器進行零件圖與裝配圖的繪制。 汽車的使用條件非常復雜，經常在無路或環(huán)路條件下工作的越野汽車，需要利用汽車的總質量，使每一個承受負載的車輪都產生牽引力。因此必須用全輪驅動。也就是必須將變速器傳出的扭矩分配給汽車的各驅動輪，負擔這一任務的機構就是分動器。 今天，SUV越來越為人們所知。SUV的關鍵技術也就是四輪驅動（4WD）技術，至今，輕型汽車所用分動器已經發(fā)展到了第五代產品。分動器的設計結構與傳動系統(tǒng)基本決定了它的性能、檔次。第一代分動器基本上為分體結構，直齒輪傳動，雙換擋軸操作鑄鐵殼體。第二代的分動器雖然也是分體結構，但已改為全斜齒齒輪傳動，單換擋軸操作和鋁合金殼體。因而，在一定程度上提高了傳動效率、簡便了換擋、降低了噪音與油耗。第三代分動器在上代的基礎上增加了同步器，使四輪驅動系統(tǒng)具備汽車在進行中換擋的功能。第四代分動器的重大變化在于采用了聯(lián)體結構以及行星齒輪加鏈傳動，從而優(yōu)化了換擋及大大提高了傳動效率和性能。目前，國產SUV和越野車所用的分動器大部分屬于第三代或第四代產品。體現(xiàn)當代最高科技成果的第五代分動器為聯(lián)體結構，行星齒輪加鏈傳動，帶同步器和差速機構，單換擋軸操作，鋁合金殼體。與其它四代分動器相比，其優(yōu)點是扭矩分配，進而提高了整車性能。最高檔次的世界級SUV如大切諾基、奔馳M320、寶馬X5等車型的四輪驅動系統(tǒng)都具有相同或類似的功能。 輕型汽車的分動器可分為三種：分時四驅（Part-time4WD）這是一種駕駛者可以在兩驅和四驅之間手動選擇的四輪驅動系統(tǒng)，由駕駛員根據路面情況，通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅動或四輪驅動模式，這也是一般越野車或四驅SUV最常見的驅動模式；全時四驅（Full-time4WD）這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛人選擇操作，前后車輪永遠維持四輪驅動模式，行駛時將發(fā)動機輸出扭矩按50：50設定在前后輪上，使前后排車輪保持等量的扭矩；適時驅動（Real-time4WD）采用適時驅動系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當下情況的驅動模式。在正常的路面，車輛一般會采用后輪驅動的方式。而一旦遇到路面不良或驅動輪打滑的情況，電腦會自動檢測并立即將發(fā)動機輸出扭矩分配給前排的兩個車輪，自然切換到 四輪驅動狀態(tài)，免除了駕駛人的判斷和手動操作，應用更加簡單。汽車分動器就是主宰各驅動的核心，其功能是將變速器輸出的動力，分配到各驅動橋，最后將動力傳輸至各個車輪。 分動器類型及其特點，從結構和功能來看，分動器可分為兩大類：1、一般齒輪式分動器，驅動前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅動嚙合套時為剛性連接。這類分動器結構簡單，其缺點是不能保證前、后輪的地面速度相等。一般齒輪式分動器分配給前、后橋的轉矩比例不定（隨兩橋所受附著力的比例而變）。這樣雖然會增加附著條件較好驅動橋的驅動力，但可能使該橋因超載而損壞。2、帶軸間差速器的分動器，帶軸間差速器的分動器在前、后輸出軸之間有一個行星齒輪式軸間差速器。兩根輸出軸可以不同的轉速旋轉。并按一定的比例將轉矩分配給前、后驅動橋，即可使前橋經常處于驅動狀態(tài)，又可保證各種車輪運動協(xié)調，所以不需另設接離前橋驅動的裝置。 分動器的結構形式是多種多樣的，各種結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件的變化而變化。因此在設計過程中我們應深入實際，收集資料，調查研究，對結構進行分析比較，并盡可能地考慮到產品的系列化、通用化和標準化，最后確定較合適的方案。 東風EQ1092F型汽車是在EQ1090車型的基礎上，對提高整車安全性、可靠性、舒適性等方面采取了重大改進后開發(fā)的車型。提高了軍用汽車的戰(zhàn)術性能，進而提高部隊的戰(zhàn)斗力本車型的分動器選用機械式分動器。機械式具有結構簡單、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。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1 掌握汽車分動器結構 越野車需要經常在壞路和無路情況下行駛，尤其是軍用汽車的行駛條件更為惡劣。這就要求增加汽車驅動輪的數(shù)目，因此，越野車都采用多軸驅動。在多軸驅動的汽車上，為了將變速器輸出的動力分配到各個驅動橋，均裝有分動器。 2 確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設計參數(shù)，并對關鍵部位進行校核。 （1）輸入軸，中間軸，通過后驅動橋的輸出軸和通往前驅動橋的輸出軸的基本參數(shù)的計算及強度計算。 （2）分動器殼等其他零部件的參數(shù)計算。 3 確定零部件結構尺寸。 對各個零件尺寸進行計算強度校核完成后，對個別尺寸進行修改。 4 使用CAD完成工程圖紙。 5 編寫設計說明書。 擬解決的主要問題：分動器結構方案的選擇，分動器主要參數(shù)的選擇，傳動比的分配，各檔傳動比的分配和各檔齒輪齒數(shù)的分配。 三、技術路線（研究方法） ，確定設計方案 編寫設計說明書 分動器主要參數(shù)的選擇 繪制CAD圖 齒輪參數(shù)的計算 軸承參數(shù)的計算 各結構元件的計算 操縱機構的計算 四、進度安排 （1）調研、資料收集、完成開題報告 第4周 （3月24日～3月30日） （2）參數(shù)選擇方向確定，列文稿大綱 第5周 （4月1日～4月7日） （3）設計計算 第6、7周 （4月8日～4月21日） （4）完成設計說明書，完成圖紙繪制 第8、13周 （4月22日～6月1日） （5）交稿，預答辯 第14周 （6月2日～6月8日） （6）畢業(yè)設計（論文）審核、修改 第15、16周 （6月9日～6月22日） （7）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯 第17周 （6月23日～6月29日） 五、參考文獻 [1]孫桓，陳作模，葛文杰.機械原理[M].高等教育出版社，2006,5. [2]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].高等教育出版社，2006,5. [3]張為春.汽車構造[M].機械工業(yè)出版社，2003,10. [4]王之櫟，王大康.機械設計綜合課程設計[M].機械工業(yè)出版社，2007,8. [5]劉鴻文.材料力學Ⅰ[M].高等教育出版社，2004,1. [6]卜炎.機械設計傳動裝置設計手冊（上冊）[M].機械工業(yè)出版社，1999,4. [7]卜炎.機械設計傳動裝置設計手冊（下冊）[M].機械工業(yè)出版社，1999,4. [8]大連理工大學工程畫教研室.機械制圖[M].高等教育出版社，2003,8. [9]余志生.汽車理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000. [10]劉惟信.汽車設計[M].北京:清華大學出版社,2001. [11]王望予.汽車設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000. [12]陳家瑞.汽車構造[M].北京:人民交通出版社，2001. [13]張洪欣.汽車底盤設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998. [14]成大先.機械設計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社，2004. [15]臧杰，閻巖，汽車構造[M]北京：機械工業(yè)出版社2005. [16]史建鵬, 孫慶合.分動器轉矩分配比確定理論研究[J]. 汽車工程 , 2007,10. [17]舒聯(lián).東風沙漠越野車系列介紹[J].商用汽車 , 2004,3. [18]高敬.汽車變速器變速傳動機構可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導報 , 2009. [19] Leitermann. Modern manual transmissions-innovative solutions for a mature technology.[VDI-Berichte Nr.1943 Germany] 2006 [20]FriedrichEhrlinger.MANUFACTURING TECHNOLOGY & MACHINE TOOL , 2007 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日