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附 錄 附錄A 英文科技文獻 Suvs in bad roads or often, especially under the situation and military vehicles driving conditions, this requires more severe increase the number of vehicles driving wheel, therefore, by more than off-road vehicles driving. For example, if a single shaft drive vehicle driving wheel into two ditch (this happens in bad road often meet), then the vehicle can through the wheel and the friction force and move on. If the vehicle is more, even if the drive shaft driving wheel part, the driver to drive wheels still can continue to work, vehicle. In many shaft drive vehicle, the output power to be allocated to each drive shaft with thansfer. Thansfer FenDongXiang called, the basic structure and the gearbox similar, is a gear transmission system. Thansfer outfit in bridge drive the car transmission and distribution, used to drive, power transmission and vice. Standing two files, cheap and strength. In order not to make driving axle overload, have standing chain drive engagement before after only, can hang strength and overcome the car in bad roads and road of large area and the lowest stable driving resistance speed. For direct files or high-grade to slow. Off-road vehicle in good roads, to reduce the power consumption of the transmission parts and tire wear, general to cut through front axle. On a cross-country driving, front axle and adopted according to the jointing, increase speed and driving wheel drive. Thansfer according to the structure can be divided between the differential with axle shaft, don't take between thansfer described.application cases of overrunning clutch and equipped with thansfer thansfer. (1) with the differential between shaft and the output shaft thansfer in different speed, torque distribution by differential transmission. Accordingly, can according to the shaft torque distribution proportion to Hollywood to drive the distribution. With the car, not only the thansfer hanged when can make full strength gear wheel drive, to overcome bad roads and road surface area, and the larger hanging thansfer high resistance at also can make whole wheel drive, to make full use of adhesive weight and adhesion, improve the car in good road traction. (2) with the differential between shaft and the output shaft thansfer has the same speed and torque distribution and the driving wheels of resistance and transmission mechanism of stiffness. This structure in hung low at the same time thansfer will connect front axle axles, And when the high-end axles front axle hangs with transmission is certain to become a follower bridge, to prevent and reduce automobile in power cycle good road of power consumption and tyre wear etc. (3) containing overrunning clutch, using the sense of thansfer speed skating when seeking after turn automatically when connected to the former axles, reverse when working with another overrunning clutch. Some thansfer fat&oil gear and transmission chain. Thansfer adopts splash lubrication more. Thansfer has developed into the fifth generation: the first generation of thansfer basically is fission structure, straight gear, gear shaft operation, iron shell, The second generation thansfer though fission, but has changed from the structure of inclined gear transmission, single shift shaft operation and aluminum alloy shells to a certain extent, improve the transmission efficiency, easy the shift, reduces the noise and consumption, The third generation thansfer increased synchronizer, make the multiaxial vehicle in procession shift function, The first generation of major changes in thansfer adopts conjoined structure and planetary gear, chain and optimized shift and greatly improve the transmission efficiency and performance, The fifth generation thansfer adopts die-casting aluminum alloy material, shell, the tooth type chain output by low gears planetary gear inclined, make its lightweight transmission efficiency and reliable, simple and compact structure, control noise is lower. Thansfer structure features of output shaft transmission system is using the low noise of multi chain transmission. The advantages of gear transmission chain relatively smooth transmission, the noise is small, the requirement of center distance, low bearing load smaller and prevent resonance. Thansfer function of torque capacity is big, light weight, high efficiency, the noise is small, lightweight, shift more greatly improved the accuracy of vehicle driving torque distribution, thus improving the vehicle performance. Thanks to modern vehicle engine output torque is larger, even at high speed can still large torque output, coupled with a wider range of transmission ratio change, can well meet the requirements of the vehicle, therefore, thansfer will be further wide application and development. 附錄B 文獻翻譯 越野車經(jīng)常在不良道路或無路情況下行駛，尤其是軍用車輛的行駛條件更為惡劣，這就要求增加車輛驅(qū)動輪的數(shù)目，因此，越野車多采用多軸驅(qū)動。例如，如果一輛單軸驅(qū)動車輛的兩驅(qū)動輪陷入溝中(這種情況在不良路面上經(jīng)常會遇到)，那么車輛就無法通過車輪與地面的摩擦產(chǎn)生驅(qū)動力而繼續(xù)前進。如果車輛是多軸驅(qū)動，即使部分驅(qū)動車輪無法正常驅(qū)動，其余驅(qū)動車輪仍可正常工作，車輛能夠繼續(xù)行駛。在多軸驅(qū)動車輛上，為了將輸出的動力分配給各驅(qū)動軸都設(shè)有分動器。 分動器又稱為分動箱，其基本結(jié)構(gòu)和變速箱相似，是一個齒輪傳動系統(tǒng)。分動器裝于多橋驅(qū)動汽車的變速器之后，用于傳遞和分配動力至各驅(qū)動橋，兼作副變速器之用。常設(shè)兩個檔，低檔又稱加力檔。為了不使后橋超載常設(shè)有連鎖機構(gòu)，使只有接合前驅(qū)動橋以后才能掛上加力檔，并用于克服汽車在壞路面上和無路地區(qū)的較大行駛阻力及獲得最低穩(wěn)定車速。高檔為直接檔或者亦為減速檔。越野汽車在良好道路行駛時，為減小功率消耗及傳動系機件和輪胎磨損，一般要切斷通前橋動力。在越野行駛時，根據(jù)需要接合前橋并采用低速檔，增加驅(qū)動輪數(shù)和驅(qū)動力。 分動器按結(jié)構(gòu)可以分為帶軸間差速器的分動器、不帶軸間差速器的分動器和裝有超越離合器的分動器。 （1）帶有軸間差速器的分動器，各輸出軸可以以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)矩分配則由差速器傳動比決定。據(jù)此，可將轉(zhuǎn)矩按軸荷分配等比例地分配到各驅(qū)動橋。裝用這種分動器的汽車，不僅掛加力檔時可使全輪驅(qū)動，以克服壞路面和無路地區(qū)地面的較大阻力，而且掛分動器高當(dāng)時也可使全輪驅(qū)動，以充分利用附著重量及附著力，提高汽車在好路面上的牽引性能。 （2）不帶軸間差速器的分動器，各輸出軸具有相同的轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)矩分配則與該驅(qū)動輪的阻力及其傳動機構(gòu)的剛度有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)的分動器在掛低檔時同時將接通前橋驅(qū)動橋；而掛高檔時前橋驅(qū)動橋則一定與傳動系分離，使變?yōu)閺膭訕蛞员苊獍l(fā)生功率循環(huán)并降低汽車在好路面上行駛時的動力消耗及輪胎等的磨損。 （3）裝有超越離合器的分動器，利用前后輪的轉(zhuǎn)速差使當(dāng)后輪滑轉(zhuǎn)時自動接上前驅(qū)動橋，倒檔時則用另一超越離合器工作。 有的分動器兼用齒輪及傳動鏈。分動器多采用飛濺潤滑。 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(gòu)，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(gòu)，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(gòu)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(gòu)，使其輕便可靠、傳動效率高、操縱簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音更低。分動器的結(jié)構(gòu)特點是前輸出軸傳動系統(tǒng)皆采用低噪聲的多排鏈條傳動。鏈傳動相對齒輪傳動的優(yōu)點有傳動平穩(wěn)、嗓聲小、中心距誤差要求低、軸承負荷較小及防止共振。分動器功能上的特點是轉(zhuǎn)矩容量大、重量輕、傳動效率高、噪音小、換擋輕便準(zhǔn)確，大大改善了多驅(qū)動車輛的轉(zhuǎn)矩分配，進而提高了整車性能。 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，分動器將會得到進一步廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 4 SY-025-BY-2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 王皆瓊 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導(dǎo)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(fēng)EQ1092F型汽車分動器的設(shè)計 一、設(shè)計（論文）目的、意義 本課題運用CAD為輔助工具對東風(fēng)系列EQ1092F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(fù)雜，經(jīng)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(zhì)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汽車的各驅(qū)動輪，負擔(dān)這一任務(wù)的機構(gòu)就是分動器。汽車分動器就是主宰各驅(qū)動的核心，其功能是將變速器輸出的動力，分配到各驅(qū)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(jié)構(gòu)和功能來看，分動器可分為兩大類：1、一般齒輪式分動器，驅(qū)動前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅(qū)動嚙合套時為剛性連接。這類分動器結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(qū)動橋的驅(qū)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。并按一定的比例將轉(zhuǎn)矩分配給前、后驅(qū)動橋，即可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動狀態(tài)，又可保證各種車輪運動協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動的裝置。 學(xué)習(xí)和研究東風(fēng)汽車分動器設(shè)計，進行主要部件（齒輪、軸等部件）設(shè)計，必要時可采用逆向方。設(shè)計應(yīng)滿足院本科生畢業(yè)設(shè)計規(guī)范的要求并達到及格水平以上。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 1、設(shè)計的主要內(nèi)容 (1)掌握汽車分動器結(jié)構(gòu)及工作原理，繪出結(jié)構(gòu)原理簡圖。(2)確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設(shè)計參數(shù)，并對關(guān)鍵部位進行校核。(3)確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸。 (4) 使用AutoCAD完成工程圖紙。(5)編寫設(shè)計說明書。 2、技術(shù)要求（研究方法） （1）通過文獻資料收集，熟悉汽車分動器設(shè)計和CAD的有關(guān)理論知識，國內(nèi)外汽車設(shè)計方法和汽車計算機輔助設(shè)計的發(fā)展?fàn)顩r。實地到汽車廠等部門實習(xí)調(diào)查，了解分動器設(shè)計方法。 （2）編寫課題研究大綱和開題報告。 （3）以高速級傳動比：低速級傳動比輸入轉(zhuǎn)矩為742.44N·m分動器設(shè)計為例,方案合理可行；確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設(shè)計參數(shù)，并對關(guān)鍵部位進行校核。確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸。 （4）按進度要求獨立完成畢業(yè)設(shè)計，服從指導(dǎo)教師安排；完成的畢業(yè)設(shè)計格式規(guī)范；方案選擇合理，具有可行性、經(jīng)濟性、適用性，設(shè)計思路清晰，符合實際，圖紙正確符合制圖標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)容完整。設(shè)計和汽車計算機輔助設(shè)計的發(fā)展?fàn)顩r。 三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果 折合CAD A0圖紙折合3張A0 設(shè)計說明書1.5萬字以上。 四、設(shè)計（論文）進度安排 （1）調(diào)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(shè)計計算 第6、7周 （4月8日～4月21日） （4）完成設(shè)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(yù)答辯 第14周 （6月2日～6月8日） （6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第15、16周 （6月9日～6月22日） （7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 （6月23日～6月29日） 五、主要參考資料 [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(shè)計[M].高等教育出版社，2006,5. [3]張為春.汽車構(gòu)造[M].機械工業(yè)出版社，2003,10. [4]王之櫟，王大康.機械設(shè)計綜合課程設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社，2007,8. [5]劉鴻文.材料力學(xué)Ⅰ[M].高等教育出版社，2004,1. [6]卜炎.機械設(shè)計傳動裝置設(shè)計手冊（上冊）[M].機械工業(yè)出版社，1999,4. [7]卜炎.機械設(shè)計傳動裝置設(shè)計手冊（下冊）[M].機械工業(yè)出版社，1999,4. [8]大連理工大學(xué)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(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001. [11]王望予.汽車設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000. [12]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:人民交通出版社，2001. [13]張洪欣.汽車底盤設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998. [14]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [15]臧杰，閻巖，汽車構(gòu)造[M]北京：機械工業(yè)出版社2005. [16]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 , 2007,10. [17]舒聯(lián).東風(fēng)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(gòu)可靠性分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)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(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 東風(fēng)EQ1092F型汽車 分動器的設(shè)計 院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程07-7班 學(xué)生姓名： 王皆瓊 指導(dǎo)教師： 臧杰 職 稱： 教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一一年六月  The Graduation Design for Bachelor's Degree Dongfeng＇s EQ1092F Type Car Thansfer Design Candidate：WangJieqiong Specialty ：Vehicel Engineering Class ： 07-7 Supervisor：Professor ZangJie Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 王皆瓊 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-7班 指導(dǎo)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(fēng)EQ1092F型汽車分動器的設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 在近百年中，汽車設(shè)計技術(shù)也經(jīng)歷了由經(jīng)驗設(shè)計發(fā)展到以科學(xué)實驗和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的的設(shè)計階段。20世紀60年代中期，在設(shè)計中引入電子計算機后又形成了計算機輔助設(shè)計（CAD Computer Aided Design POR/E）等新方法，使設(shè)計逐步實現(xiàn)半自動化和自動化。經(jīng)驗設(shè)計是以已有產(chǎn)品的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，運用一些帶有經(jīng)驗常數(shù)或安全系數(shù)的經(jīng)驗公式進行設(shè)計計算的一種傳統(tǒng)的設(shè)計方法。這種設(shè)計由于缺乏精確的設(shè)計數(shù)據(jù)和科學(xué)的計算方法，使所設(shè)計的產(chǎn)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(jīng)過設(shè)計—試制—實驗—改進設(shè)計—試制—實驗等二次或多次循環(huán)。反復(fù)修改圖紙，完善設(shè)計后才能定型，設(shè)計周期長，質(zhì)量差，消耗大。電子計算機的出現(xiàn)和在工程設(shè)計中的推廣應(yīng)用，使汽車設(shè)計技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計過程完全改觀。汽車結(jié)構(gòu)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(yù)測。產(chǎn)品有關(guān)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(shè)備進行產(chǎn)品設(shè)計的方法，統(tǒng)稱計算機輔助設(shè)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(shè)計技術(shù)。60年代初期出現(xiàn)了CAD的曲面片技術(shù)，中期推出商品化的計算機繪圖設(shè)備。70年代，完整的CAD系統(tǒng)開始形成，后期出現(xiàn)了能產(chǎn)生逼真圖形的光柵掃描顯示器，推出了手動游標(biāo)、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設(shè)備,促進了CAD技術(shù)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(shù)在中小型企業(yè)逐步普及。80年代中期以來，CAD技術(shù)向標(biāo)準(zhǔn)化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標(biāo)準(zhǔn)的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD技術(shù)的推廣、軟件的移植和數(shù)據(jù)共享起了重要的促進作用；系統(tǒng)構(gòu)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(shè)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(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多處理機和并行處理技術(shù)在CAD中的應(yīng)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(shù)引入CAD，出現(xiàn)了智能CAD技術(shù)，使CAD系統(tǒng)的問題求解能力大為增強，設(shè)計過程更自動化?，F(xiàn)在，CAD已在電子和電氣、科學(xué)研究、機械設(shè)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(zhì)、計算機藝術(shù)等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 本課題運用CAD為輔助工具對東風(fēng)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(fù)雜，經(jīng)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(zhì)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汽車的各驅(qū)動輪，負擔(dān)這一任務(wù)的機構(gòu)就是分動器。 今天，SUV越來越為人們所知。SUV的關(guān)鍵技術(shù)也就是四輪驅(qū)動（4WD）技術(shù)，至今，輕型汽車所用分動器已經(jīng)發(fā)展到了第五代產(chǎn)品。分動器的設(shè)計結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(chǔ)上增加了同步器，使四輪驅(qū)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(jié)構(gòu)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(chǎn)SUV和越野車所用的分動器大部分屬于第三代或第四代產(chǎn)品。體現(xiàn)當(dāng)代最高科技成果的第五代分動器為聯(lián)體結(jié)構(gòu)，行星齒輪加鏈傳動，帶同步器和差速機構(gòu)，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(qū)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(qū)（Part-time4WD）這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動選擇的四輪驅(qū)動系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動模式，這也是一般越野車或四驅(qū)SUV最常見的驅(qū)動模式；全時四驅(qū)（Full-time4WD）這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作，前后車輪永遠維持四輪驅(qū)動模式，行駛時將發(fā)動機輸出扭矩按50：50設(shè)定在前后輪上，使前后排車輪保持等量的扭矩；適時驅(qū)動（Real-time4WD）采用適時驅(qū)動系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動模式。在正常的路面，車輛一般會采用后輪驅(qū)動的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)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(qū)動狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩硬僮?，?yīng)用更加簡單。汽車分動器就是主宰各驅(qū)動的核心，其功能是將變速器輸出的動力，分配到各驅(qū)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(jié)構(gòu)和功能來看，分動器可分為兩大類：1、一般齒輪式分動器，驅(qū)動前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅(qū)動嚙合套時為剛性連接。這類分動器結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(qū)動橋的驅(qū)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。并按一定的比例將轉(zhuǎn)矩分配給前、后驅(qū)動橋，即可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動狀態(tài)，又可保證各種車輪運動協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動的裝置。 分動器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，各種結(jié)構(gòu)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(shè)計過程中我們應(yīng)深入實際，收集資料，調(diào)查研究，對結(jié)構(gòu)進行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。 東風(fēng)EQ1092F型汽車是在EQ1090車型的基礎(chǔ)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(shù)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(jié)構(gòu)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(yīng)用。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1 掌握汽車分動器結(jié)構(gòu) 越野車需要經(jīng)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(qū)動輪的數(shù)目，因此，越野車都采用多軸驅(qū)動。在多軸驅(qū)動的汽車上，為了將變速器輸出的動力分配到各個驅(qū)動橋，均裝有分動器。 2 確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設(shè)計參數(shù)，并對關(guān)鍵部位進行校核。 （1）輸入軸，中間軸，通過后驅(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(jié)構(gòu)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(shè)計說明書。 擬解決的主要問題：分動器結(jié)構(gòu)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(shù)路線（研究方法） ，確定設(shè)計方案 編寫設(shè)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(jié)構(gòu)元件的計算 操縱機構(gòu)的計算 四、進度安排 （1）調(diào)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(shè)計計算 第6、7周 （4月8日～4月21日） （4）完成設(shè)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(yù)答辯 第14周 （6月2日～6月8日） （6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第15、16周 （6月9日～6月22日） （7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)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. 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In order to output the power to drive axle reasonably we settle transfer case drive in the car. The function of transfer case is output the power which from the gear box to drive axle and increase the torque. T he transfer case is a gear transmission system .It is fixed on the frame alone. The output axis and the transfer case output axis are connected by universal driven device .There are several output axis in transfer case, which link to driving axle by universal driving device .When the cross country vehicle running on the good way ,it always cut down the power to front axle in order to reduce consumption of transmitting mechanism and wheel. According to the need ,the cars connect the front axis and use low speed when in the off-road driving to increase the number of driven wheels and drive power. This paper outlines the transfer case and its further development meanwhile describe the theory of work. This design takes mechanical transfer case. It has a simple structure, high transmission efficiency, low manufacturing cost and working and reliable. Mainly to explain the three-axis sub-actuator design and calculation process, a reasonable choice to design the structure of the program. Accounting the low and high gear of transfer case and drive axis detailedly and analyses the stress and strength . Carrying out the type selected and shell design in a number of standard parts. Keywords: Thansfer; Triaxial type; Check; High low-grade; Gear transmission I 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒 論 1 1.1 概述 1 1.2 分動器類型和發(fā)展 1 1.3 分動器的功用及意義 2 1.4 設(shè)計內(nèi)容 3 第2章 分動器結(jié)構(gòu)的確定及主要參數(shù)的計算 4 2.1 設(shè)計所依據(jù)的主要技術(shù)參數(shù) 4 2.2分動器的設(shè)計要求 4 2.3 分動器結(jié)構(gòu)方案的選擇 4 2.4 傳動方案 5 2.5 齒輪的安排 5 2.6 換擋結(jié)構(gòu)形式 6 2.7分動器殼體 6 2.8分動器的操縱機構(gòu)設(shè)計 7 2.9 傳動比的計算 7 2.10 中心距A確定 8 2.11 本章小結(jié) 9 第3章 分動器的齒輪設(shè)計 10 3.1 模數(shù)的確定 10 3.2 齒形壓力角及螺旋角 10 3.3 齒寬 11 3.4 各檔齒輪齒數(shù)的確定 11 3.4.1 低速檔齒輪副齒數(shù)的確定 11 3.4.2 對中心距進行修正 12 3.4.3 確定其他齒輪的齒數(shù) 13 3.5 齒輪損壞的原因和形式 14 3.6 齒輪的材料選擇 15 3.7 齒輪的強度計算 16 3.7.1 輪齒的彎曲應(yīng)力 16 3.7.2 輪齒觸應(yīng)接力 19 3.8 本章小結(jié) 22 第4章 軸的設(shè)計 23 4.1軸的尺寸初選 23 4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 23 4.3 花鍵的形式和尺寸 26 4.4 軸承的設(shè)計 26 4.5齒輪和軸上的受力計算 28 4.6 軸的強度校核 30 4.7 本章小結(jié) 33 結(jié) 論 34 參考文獻 35 致 謝 36 第1章 緒 論 1.1 概述 東風(fēng)EQ1092F型汽車作為我國較先進的軍用和民用汽車，有著廣泛的用途和重要的作用[17]。越野車需要經(jīng)常在壞路和無路的情況下行駛，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(qū)動輪的數(shù)目，因此越野車都采用多軸驅(qū)動[15]。例如，如果一輛兩驅(qū)驅(qū)動的汽車兩個輪子都陷入溝中，那汽車就無法將發(fā)動機的動力通過車輪與地面的摩擦產(chǎn)生驅(qū)動力而繼續(xù)前進。而假如這輛車的四個輪子都能產(chǎn)生驅(qū)動力的話，那么還有兩個沒陷入溝中的車輪能正常工作，使汽車繼續(xù)行駛。在多軸驅(qū)動的汽車上，為了將輸出的動力合理的分配給各驅(qū)動橋，設(shè)有分動器。分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到驅(qū)動橋，并且增大扭矩。分動器也是齒輪傳動系統(tǒng)，它單獨固定在車架上，其輸入軸與變速器的輸出軸相連接，分動器的輸出軸有若干個，分別經(jīng)萬向傳動裝置與各驅(qū)動橋相連[15]。此分動器設(shè)有高低檔，以進一步擴大在困難地區(qū)行駛時的傳動比。越野汽車在良好道路行駛時，為減小功率消耗及傳動系機件和輪胎磨損，一般要切斷通前橋動力。在越野行駛時，根據(jù)需要接合前橋并采用低速檔，增加驅(qū)動輪數(shù)和驅(qū)動力。 1.2 分動器類型和發(fā)展 （1）分時驅(qū)動(Part－time 4WD) 這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動選擇的四輪驅(qū)動系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動模式，這也是一般越野車或四驅(qū)SUV最常見的驅(qū)動模式。最顯著的優(yōu)點是可根據(jù)實際情況來選取驅(qū)動模式，比較經(jīng)濟。 （2）全時驅(qū)動(Full－time 4WD) 這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作，前后車輪永遠維持四輪驅(qū)動模式，行駛時將發(fā)動機輸出扭矩按50：50設(shè)定在前后輪上，使前后排車輪保持等量的扭矩。全時驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性，有了全時四驅(qū)系統(tǒng)，就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點也很明顯，那就是比較廢油，經(jīng)濟性不夠好。而且，車輛沒有任何裝置來控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異，一旦一個輪胎離開地面，往往會使車輛停滯在那里，不能前進。 （3）適時驅(qū)動(Real－time 4WD) 采用適時驅(qū)動系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動模式。在正常的路面，車輛一般會采用后輪驅(qū)動的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)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(qū)動狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩硬僮?，?yīng)用更加簡單。不過，電腦與人腦相比，反應(yīng)畢竟較慢，而且這樣一來，也缺少了那種一切盡在掌握的征服感和駕駛樂趣。 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(gòu)，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(gòu)，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(gòu)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(gòu)，使其輕便可靠、傳動效率高、操縱簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音更低。分動器的結(jié)構(gòu)特點是前輸出軸傳動系統(tǒng)皆采用低噪聲的多排鏈條傳動。鏈傳動相對齒輪傳動的優(yōu)點有傳動平穩(wěn)、嗓聲小、中心距誤差要求低、軸承負荷較小及防止共振。分動器功能上的特點是轉(zhuǎn)矩容量大、重量輕、傳動效率高、噪音小、換擋輕便準(zhǔn)確，大大改善了多驅(qū)動車輛的轉(zhuǎn)矩分配，進而提高了整車性能。 本設(shè)計為EQ1092F型汽車手動三軸式分動器的設(shè)計，駕駛者可以在4驅(qū)和6驅(qū)之間進行手動選擇。東風(fēng)EQ1092F型汽車是在EQ1090車型的基礎(chǔ)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[17]。提高了軍用汽車的戰(zhàn)術(shù)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(jié)構(gòu)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(yīng)用[10]。 1.3 分動器的功用及意義 分動器的功用就是將分動器輸出的動力分配到驅(qū)動橋，并且增大扭矩。分動器也是齒輪傳動系統(tǒng)，它單獨固定在車架上，其輸入軸與分動器的輸出軸相連接，分動器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬向傳動裝置與各驅(qū)動橋相連[3]。 由于越野車輛發(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，依據(jù)越野車的的主要技術(shù)指標(biāo)、發(fā)動機功率、轉(zhuǎn)速和車輛行駛條件，來確定分動器的結(jié)構(gòu)型式的選擇、設(shè)計參數(shù)的選取及各大零部件的設(shè)計計算。 1.4 設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計主要是依據(jù)東風(fēng)EQ1092F型汽車的有關(guān)參數(shù)，通過分動器各部分參數(shù)的選擇和計算，設(shè)計出一種基本符合要求的三軸式分動器。本設(shè)計主要完成下面一些主要工作： (1)掌握汽車分動器結(jié)構(gòu)及工作原理，繪出結(jié)構(gòu)原理簡圖。 (2)確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設(shè)計參數(shù)，并對關(guān)鍵部位進行校核。 (3)確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸。 (4)使用AutoCAD完成工程圖紙。 (5)編寫設(shè)計說明書 第2章 分動器結(jié)構(gòu)的確定及主要參數(shù)的計算 2.1 設(shè)計所依據(jù)的主要技術(shù)參數(shù) 本設(shè)計是根據(jù)東風(fēng)EQ1092F型汽車手動三軸式分動器而開展的，設(shè)計中所采用的相關(guān)參數(shù)均來源于此種車型，具體參數(shù)如下所示： 最大輸入轉(zhuǎn)速：3000r/min； 最小輸入轉(zhuǎn)速：600r/min； 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 353N·m 最高車速 90km/h 輪胎規(guī)格 9.00-20-12PR 整備質(zhì)量 4310kg 最大載重 5000kg 主減速器傳動比 6.33 分動器高擋傳動比2.05 低擋傳動比1.08 輸入最大轉(zhuǎn)矩742.44N·m 分動器的主要參數(shù)（中心距、齒輪模數(shù)、軸徑等）選擇可按照變速器的參數(shù)選擇計算公式進行。 2.2分動器的設(shè)計要求 分動器也是齒輪傳動系統(tǒng)，它單獨固定在車架上，其輸入軸與分動器的輸出軸相連接，分動器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬向傳動裝置與各驅(qū)動橋相連。汽車全輪驅(qū)動，可在冰雪、泥沙和無路的地區(qū)地面行駛。 對分動器的設(shè)計要求要滿足以下幾點： 1） 便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕、尺寸緊湊； 2） 保證汽車必要的動力性和經(jīng)濟性； 3） 換檔迅速、省力、方便； 4） 工作可靠。不得有跳檔及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； 5） 分動器應(yīng)有高的工作效率； 6） 分動器的工作噪聲低； 2.3 分動器結(jié)構(gòu)方案的選擇 分動器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，各種結(jié)構(gòu)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(shè)計過程中我們應(yīng)深入實際，收集資料，調(diào)查研究，對結(jié)構(gòu)進行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。 機械式具有結(jié)構(gòu)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(yīng)用。本設(shè)計采用的結(jié)構(gòu)方案如圖2.1所示 圖 2.1 分動器傳動示意圖 2.4 傳動方案 分動器的設(shè)計類比于變速器和減速器的設(shè)計?，F(xiàn)在汽車大多數(shù)都采用中間軸式變速器，由《汽車構(gòu)造》中汽車分動器的結(jié)構(gòu)圖，采用輸入軸與后輪輸出軸同軸的形式，輸入軸的后端經(jīng)軸承在后輪輸出軸的軸孔內(nèi)，后輪輸出要經(jīng)過兩對齒輪副的傳遞，因此傳動效率有所降低[15]。 2.5 齒輪的安排 各齒輪副的相對安裝位置，對于整個分動器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響，要考慮到以下幾個方面的要求： 1）整車總布置 根據(jù)整車的總布置，對分動器輸入軸與輸出軸的相對位置和分動器的輪廓形狀以及換擋機構(gòu)提出要求 2）駕駛員的使用習(xí)慣 3）提高平均傳動效率 4）改善齒輪受載狀況 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(yīng)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。 2.6 換擋結(jié)構(gòu)形式 目前用于齒輪傳動中的換擋結(jié)構(gòu)形式主要有三種： 1）滑動齒輪換擋 通常是采用滑動直齒輪進行換擋，但也有采用滑動斜齒輪換擋的?；瑒又饼X輪換擋的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。缺點是換擋時齒端面承受很大的沖擊，會導(dǎo)致齒輪過早損壞，并且直齒輪工作噪聲大。所以這種換擋方式，一般僅用在較低的檔位上，例如變速器中的一擋和倒擋。采用滑動斜齒輪換擋，雖有工作平穩(wěn)、承裁能力大、噪聲小的優(yōu)點，但它的換擋仍然避免不了齒端面承受沖擊。 2）嚙合套換擋 用嚙合套換擋，可將構(gòu)成某傳動比的一對齒輪，制成常嚙合的斜齒輪。而斜齒輪上另外有一部分做成直的接合齒，用來與嚙合套相嚙合。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動的優(yōu)點，同時克服了滑動齒輪換擋時，沖擊力集中在1～2個輪齒上的缺陷。因為在換擋時，由嚙合套以及相嚙合的接合齒上所有的輪齒共同承擔(dān)所受到的沖擊，所以嚙合套和接合齒的輪齒所受的沖擊損傷和磨損較小。 它的缺點是增大了分動器的軸向尺寸，未能徹底消陳齒輪端面所受到的沖擊。 3）同步器換擋 現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒在換擋時引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟性和縮短換擋時間等優(yōu)點，從而改善了汽車的加速性、經(jīng)濟性和山區(qū)行駛的安全性。其缺點是零件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸增加，制造要求高，同步環(huán)磨損大，壽命低。但是近年來，由于同步器廣泛使用，壽命問題已解決。比如在其工作表面上鍍一層金屬，不僅提高了耐腐性，而且提高了工作表面的摩擦系數(shù)。 2.7分動器殼體 殼體采用灰鑄鐵鑄造工藝。 殼體壁厚取10mm；殼體側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動齒輪齒頂之間留有5～8mm的間隙；齒輪齒頂?shù)椒謩悠鞯撞恐g留有不小于15mm的間隙。 為了注油和放油，在分動器上設(shè)計有注油孔和放油孔。注油孔位置位于殼體的中部，它的作用是加油和油面檢視用。放油孔設(shè)計在殼體的最低處，放油螺塞采用永恒磁性螺塞，可以吸住存留于潤滑油內(nèi)的金屬顆粒。為了保持分動器內(nèi)部為大氣壓力，在分動器頂部裝有通氣塞。 2.8分動器的操縱機構(gòu)設(shè)計 分動器的操縱機構(gòu)為機械式，其高低檔的變換和前橋驅(qū)動橋的接合、分離都采用嚙合套和換擋叉式結(jié)構(gòu)，換擋輕便靈活。越野汽車在良好道路行駛時，為減小功率消耗及傳動系機件和輪胎摩擦，一般均切斷通前橋動力。在越野行駛時，若需低速檔動力，則為了防止后橋及中橋超載，應(yīng)使低速檔動力由所有驅(qū)動橋分擔(dān)。為此，對分動器操縱機構(gòu)有如下特殊要求：非先接上前橋，不得掛上低速檔；非先退出低速檔，不得摘下前橋。 2.9 傳動比的計算 為了增強汽車在不好道路的驅(qū)動力，目前，四驅(qū)車一般用2個檔位的分動器，分為高檔和低檔.本設(shè)計也采用2個檔位。 選擇最低檔傳動比時，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。 根據(jù)驅(qū)動車輪與路面的附著條件，檔數(shù)和傳動比 （2.1） 式中：----汽車的總傳動比 ----發(fā)動機最大扭矩 ----汽車傳動系的傳動效率 ----車輪的半徑 汽車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。故有 （2.2） 式中：φ----路面的附著系數(shù)，計算時取φ=0.6 ----汽車的總質(zhì)量 ----重力加速度 （2.3） 式中：----汽車總傳動比 ----主減速器傳動比 ----變速器一檔傳動比 ----分動器低檔傳動比 故 根據(jù)設(shè)計要求 發(fā)動機最大扭矩為353N·m， 齒輪傳動效率為99%，離合器傳動效率為99%，軸承傳動效率為96%故 2.10 中心距A確定 將中間軸與第二軸之間的距離稱為中心距A。它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對分動器的外形尺寸、體積個質(zhì)量大小，而且對輪齒的接觸強度有影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強度來確定。分動器的軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置分動器的可能與方便和不因同一垂直面上的兩軸承孔之間的距離過小而影響殼體的強度考慮，要求中心距取大些。還有，分動器中心取得過小，會使分動器長度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞。。 根據(jù)經(jīng)驗公式： （2.4） 式中：為分動器中心距（mm）；KA為中心距系數(shù)，取KA=8.9～12；Temax為輸入最大扭矩（N m）；i低為低速檔傳動比；為分動器傳動效率，取96%。 可確定中心距： 為檢測方便，圓整中心距A=130mm。 2.11 本章小結(jié) 本章主要闡述了分動器方案的選擇，根據(jù)各換擋結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點選擇換擋形式，通過齒輪的形式確定了傳動的形式，說明了殼體和操縱機構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)本車的主要參數(shù)，通過計算確定了輸入轉(zhuǎn)矩和中心距，為齒輪的齒數(shù)分配及軸的選擇提供了依據(jù)。 第3章 分動器的齒輪設(shè)計 3.1 模數(shù)的確定 齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求、載荷等。 決定齒輪模數(shù)的因素很多，其中最主要的是載荷的大小。由于高檔齒輪和低檔齒輪載荷不同，股高速擋和低速檔的模數(shù)不宜相同。從加工工藝及維修觀點考慮，同一齒輪機械中的齒輪模數(shù)不宜過多。 所選模數(shù)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1357—1987的規(guī)定，。接合齒和嚙合套多采用漸開線齒形。由于工藝上的考慮，同分動器中的結(jié)合齒采用同一模數(shù)。選取較小模數(shù)并增多齒數(shù)有利于換擋。 選取各齒輪副模數(shù)如下： 常嚙合齒輪：mn=4mm； 低速檔：mn=4mm， 高速擋：mn=3mm。 嚙合套采用漸開線齒形，取m=3mm 3.2 齒形壓力角及螺旋角 齒形與分度圓交點的徑向線與該點的齒形切線所夾的銳角被稱為分度圓壓力角 。一般所說的壓力角,都是指分度圓壓力角。 汽車變速器的齒形、壓力角及螺旋角按表3.1選取。 表3.1 汽車分動器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角 項目 車型 齒形 壓力角α 螺旋角β 轎車 高齒并修形的齒形 ，，， ～ 一般貨車 GB1356-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 ～ 重型車 GB1356-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 低擋、倒擋齒輪， 小螺旋角 壓力角較小時，重合度較大，傳動平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。對于轎車，為加大重合度以降低噪聲，應(yīng)取用小些的壓力角；對于貨車，為提高齒輪承載能力，應(yīng)取用大些的壓力角。 實際上，因國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為，所以分動器齒輪采用的壓力角為。 斜齒輪在分動器中得到廣泛應(yīng)用。選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)該注意它對齒輪工作噪聲、齒輪的強度和軸向力有影響。在齒輪選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。實驗還證明：隨著螺旋角的增大，齒的強度也相應(yīng)提高。不過當(dāng)螺旋角大于 時，其抗彎強度驟然下降，而接觸強度仍繼續(xù)上升。因此，從提高低擋齒輪的抗彎強度出發(fā)，并不希望用過大的螺旋角，以 15°～25°為宜；而從提高高擋齒輪的接觸強度和增加重合度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。但螺旋角太大，會使軸向力及軸承載荷過大。初選低速檔嚙合齒輪螺旋角β=20°。 3.3 齒寬 齒輪寬度大，承載能力高。但齒輪受載后，由于齒向誤差及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。通?？梢愿鶕?jù)齒輪模數(shù)來選擇齒寬b。 （3.1） 式中：－齒寬系數(shù)，直齒輪取，斜齒輪??； －法面模數(shù)。 齒寬可根據(jù)下列公式初選：直齒輪b=(4.5~8.0)m,斜齒輪b=(7.0~8.6)mn。 綜合各個齒輪的情況，均為斜齒輪: 設(shè)計b=4×(7.0~8.6)=28~34.4，齒寬均選為30mm。 3.4 各檔齒輪齒數(shù)的確定 3.4.1 低速檔齒輪副齒數(shù)的確定 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)檔數(shù)、傳動比和傳動方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 齒數(shù)和： （3.2） 圓整取S=61 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值，一軸低速檔齒輪齒數(shù)在z1=24～28之間選取。通過表3.2對這三個數(shù)值得出的參數(shù)進行比較。 表3.2不同齒數(shù)時傳動比對比 z1 z2 Z3 Z4 I低 24 37 35 26 2.075 25 36 36 25 2.074 26 35 37 24 2.075 27 34 38 23 2.081 28 33 39 22 2.089 通過比較可以得出z1=25，z2=36時，i低=2.074，與設(shè)計要求2.05最接近。 所以：z1=25，z2=36 3.4.2 對中心距進行修正 因為計算齒數(shù)和后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的和齒輪變位系數(shù)重新計算中心距，再以修正后的中心距作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)，故中心距變?yōu)? （3.3） 修正中心距，取A=130。 重新確定螺旋角β，其精確值應(yīng)為 下面根據(jù)方程組： 確定常嚙合齒輪副齒數(shù)分別為。 重新確定螺旋角β，其精確值為 3.4.3 確定其他齒輪的齒數(shù) 齒輪5為中橋輸出軸齒輪，因此齒輪5與后橋輸出軸齒輪3各參數(shù)應(yīng)相同。 低速檔齒輪： （3.4） 根據(jù)， 可以得出， 于是可得，圓整取 重新確定螺旋角β，其精確值為 齒輪的設(shè)計參數(shù)如表3.3所示： 表3.3 齒輪各參數(shù)數(shù)據(jù) 齒輪 高速檔 低速檔 常嚙合 齒輪齒數(shù) 輸入軸 齒輪6 中間軸 齒輪7 輸入軸 齒輪1 中間軸 齒輪2 輸出軸 齒輪3 中間軸 齒輪4 35 26 25 36 36 25 實際傳動比i 0.745 1.44 1.44 螺旋角β 法面模數(shù)mn（mm） 3 4 4 法面齒頂高系數(shù) 1 1 1 法面頂隙系數(shù) 0.25 0.25 0.25 分度圓壓力角αn 20° 20° 20° 分度圓直徑d（mm） 149.02 110.68 106.56 153.44 153.44 106.56 中心距A（mm） 130 130 130 齒頂高ha（mm） 3 4 4 齒根高hf（mm） 3.75 5 5 齒全高h（mm） 6.75 9 9 有效齒寬b（mm） 30 30 30 當(dāng)量齒數(shù)zv 55.49 41.32 30.25 43.56 43.56 30.25 3.5 齒輪損壞的原因和形式 齒輪在嚙合過程中，輪齒根部產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，過渡轉(zhuǎn)角處又有應(yīng)力集中，故當(dāng)齒輪受到足夠大的載荷作用，其根部的彎曲應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，輪齒就會斷裂。這種由于強度不夠而產(chǎn)生的斷裂，其斷面為一次性斷裂所呈現(xiàn)的粗狀顆粒面。在汽車分動器中這種情況很少發(fā)生。而最常見的斷裂則是由于在重復(fù)載荷作用下使齒根受拉面的最大應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫而逐漸擴展到一定深度后所產(chǎn)生的折斷，其疲勞斷面在疲勞裂縫部分呈光滑表面，而突然斷裂部分呈粗粒狀表面[14]。分動器低擋小齒輪由于載荷大而齒數(shù)少、齒根較弱，其主要破壞形式就是這種彎曲疲勞斷裂。 齒面點蝕是常用的高擋齒輪齒面接觸疲勞強度的形式。齒面長期在脈動的接觸應(yīng)力作用下，會逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。嚙合時由于齒面的相互擠壓，使充滿了潤滑油的裂縫處油壓增高，導(dǎo)致裂縫的擴展，最后產(chǎn)生剝落，使齒面上產(chǎn)生大量的扇形小麻點，即是所謂點蝕。點蝕使齒形誤差加大而產(chǎn)生動載荷，甚至可能引起輪齒折斷。通常是靠近節(jié)圓根部齒面處的點蝕較靠近節(jié)圓頂部齒面出的點蝕嚴重；主動小齒輪較被動大齒輪嚴重。 對于高速重載齒輪，由于齒面相對滑動速度高、接觸壓力大且接觸區(qū)產(chǎn)生高溫而使齒面間的潤滑油膜破壞，使齒面直接接觸。在局部高溫、高壓下齒面互相熔焊粘連，齒面沿滑動方向形成撕傷痕跡的損壞形式成為齒面膠合。在一般汽車變速器中，產(chǎn)生膠合損壞的情況較少。 增大輪齒根部齒厚，加大齒根圓角半徑，采用高齒，提高重合度，增多同時嚙合的輪齒對數(shù)，提高輪齒柔度，采用優(yōu)質(zhì)材料等，都是提高輪齒彎曲疲勞強度的措施。合理選擇齒輪參數(shù)及變位系數(shù)，增大齒廓曲率半徑，降低接觸應(yīng)力，提高齒面強度等，可提高齒面的接觸強度。采用黏度大、耐高溫、耐高壓的潤滑油，提高油膜強度，提高齒面強度，選擇適當(dāng)?shù)凝X面表面處理方法和鍍層等，是防止齒面膠合的措施。 3.6 齒輪的材料選擇 1、齒輪材料的選擇原則 (1)滿足工作條件的要求 不同的工作條件，對齒輪傳動有不同的要求，故對齒輪材料亦有不同的要求。但是對于一般動力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強度和耐磨性，而且齒面硬，齒芯軟。 (2)合理選擇材料配對 如對硬度≤ 350HBS的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng)略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在30～50HBS左右。為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)采用不同鋼號材料。 (3)考慮加工工藝及熱處理工藝 大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵；中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常采用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。尺寸較小而又要求不高時，可選用圓鋼作毛坯。軟齒面齒輪常用中碳鋼或中碳合金鋼，經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理后，再進行切削加工即可；硬齒面齒輪（硬度>350HBS）常采用低碳合金鋼切齒后再表面滲碳淬火或中碳鋼（或中碳合金鋼）切齒后表面淬火，以獲得齒面、齒芯韌的金相組織，為消除熱處理對已切輪齒造成的齒面變形需進行磨齒。但若采用滲氮處理，其齒面變形小，可不磨齒，故可適用于內(nèi)齒輪等無法磨齒的齒輪。 2、齒輪材料的選擇 現(xiàn)代汽車分動器齒輪大都采用滲碳合金鋼制造，使輪齒表面的高硬度與輪齒心部的高韌性相結(jié)合，以大大提高其接觸強度、彎曲強度及耐磨性。在選擇齒輪的材料及熱處理時也應(yīng)考慮其加工性能及制造成本。 國產(chǎn)汽車分動器齒輪的常用材料是20CrMnTi,也有采用20Mn2TiB，20MnVB，20MnCr5的。這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細化材料晶粒。為消除內(nèi)應(yīng)力，還要進行回火。 分動器齒輪輪齒表面滲碳層深度的推薦范圍如下： 滲碳層深度0.8～1.2mm 3.5＜＜5 滲碳層深度0.9～1.3mm 滲碳層深度1.0～1.6mm 滲碳齒輪在淬火、回火后，要求輪齒的表面硬度為HRC58～63，心部硬度為HRC33～48。 某些輕型以下的載貨汽車和轎車等分動器的小模數(shù)（）齒輪，采用了40Cr或35Cr鋼并進行表面氰化處理。這種中碳鉻鋼具有滿意的鍛造性能及良好的強度指標(biāo)，氰化鋼熱處理后變形小也是優(yōu)點。但由于氰化層較薄且鋼的含碳量又高，故接觸強度和承載能力均受到限制。 3.7 齒輪的強度計算 與其它機械設(shè)備用變速器比較，不同用途汽車的分動器齒輪使用條件是相似的。此外，汽車分動器齒輪用的材料、熱處理方法、加工方法、精度級別、支撐方式也基本一致。如汽車分動器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或磨齒精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級。因此，比用于通用齒輪強度公式更為簡化一些的計算公式來計算汽車齒輪，同樣可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。 3.7.1 輪齒的彎曲應(yīng)力 （1）直齒輪彎曲應(yīng)力公式為 (3.5) 式中：－彎曲應(yīng)力(MPa)； －圓周力(N)，； －計算載荷(N·m)； －節(jié)圓直徑(mm)； －應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取=1.65； －摩擦力影響系數(shù)，主、從動齒輪在嚙合點上的摩擦力方向不同，對彎曲應(yīng)力的影響也不同，主動齒輪=1.1，從動齒輪=0.9； －齒寬(mm)； －端面齒距(mm)，； －模數(shù)； －齒形系數(shù)，如圖3.1所示 圖3.1齒形系數(shù)圖 因為齒輪節(jié)圓直徑，式中為齒數(shù)，所以將上述有關(guān)參數(shù)代入式后得 (3.6) （2）斜齒輪的彎曲應(yīng)力公式為 (3.7) 式中：－圓周力()，； －計算載荷(N·m)； －節(jié)圓直徑(mm)，，－法向模數(shù)(mm)，－齒數(shù)，－斜齒輪螺旋角()； －應(yīng)力集中系數(shù)，； －齒面寬(mm)； －法向齒距(mm)，； －齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖4.1中查得； －重合度影響系數(shù)，。 將上述有關(guān)參數(shù)代入公式后，可得到斜齒輪的彎曲應(yīng)力公式為 (3.8) 當(dāng)計算載荷取作用到分動器輸入軸上的最大轉(zhuǎn)矩時，對乘用車常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180～350MPa范圍，對貨車為100～250MPa范圍。 當(dāng)掛上低速檔時傳遞的轉(zhuǎn)矩最大，因此只要校核低速檔時的彎曲應(yīng)力就可以了。 掛上低速檔時： 輸入軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 低速檔齒輪為斜齒輪，由齒輪的彎曲應(yīng)力公式為 式中：－齒形系數(shù)。由圖3.1得，。 通過以上的計算，把各個參數(shù)代入公式后得 =194MPa100～250MPa =165MPa100～250Mpa 所以高低速檔的齒輪的彎曲強度均合格。 3.7.2 輪齒接觸應(yīng)力 (3.9) 式中：－輪齒接觸應(yīng)力(MPa)； －齒面上的法向力(N)，，為圓周力()，，為計算載荷(N·m)，為節(jié)圓直徑(mm)，為節(jié)點處壓力角()，為齒輪螺旋角()； －齒輪材料的彈性模量(MPa)，MPa； －齒輪接觸的實際寬度(mm)，斜齒輪用代替； 、－主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑(mm)，直齒輪、，斜齒輪、，、主、從動齒輪節(jié)圓半徑(mm)。 將作用在分動器輸入軸上的載荷作為計算載荷時，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見表3.4。 表3.4 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 齒輪 /MPa 滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪 一擋和倒擋 1900～2000 950～1000 常嚙合齒輪和高擋 1300～1400 650～700 低檔時受力分析 低檔時輸入軸受力分析： 低檔時中間軸受力分析： 齒輪的接觸應(yīng)力公式為 將各參數(shù)代入公式后得 =1128.17MPa1900～2000MPa 高檔時受力分析： 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 高檔時輸入軸受力分析： 高檔時中間軸受力分析： 將各參數(shù)代入公式后得 =953.97MPa1300～1400MPa 所以高低檔齒輪的接觸強度都合格。 =168MPa100～250MPa =145MPa100～250Mpa 所以高低速檔的齒輪的彎曲強度均合格。 3.8 本章小結(jié) 本章主要是對齒輪的模數(shù)、齒形、壓力角及螺旋角的確定，根據(jù)中心距計算了齒輪的基本參數(shù)，確定了齒輪的齒數(shù)，在齒輪的計算中，需要對分動器全面考慮，最大平衡各方面關(guān)系，通過對齒輪的校核，完成了對齒輪的設(shè)計。 第4章 軸的設(shè)計 4.1軸的尺寸初選 分動器在工作時承受著轉(zhuǎn)矩及來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會引起彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，降低齒輪的強度、耐磨性及壽命。設(shè)計分動器軸時，其剛度大小應(yīng)以能保證齒輪能有正確的嚙合為前提條件。軸的徑向及軸向尺寸對其剛度影響很大，且軸長與軸徑應(yīng)協(xié)調(diào)。 分動器輸入軸與中間軸的最大直徑d可根據(jù)中心距按以下公式初選 (4.1) 在已經(jīng)確定了中心距A 后，輸入軸和中間軸中部直徑可以初步確定，d=0.45A=0.45×130mm=58.5mm。在草圖設(shè)計過程中，將最大直徑確定為如下數(shù)值：輸入軸dmax=60，中間軸dmax=60mm，輸出軸dmax=70mm。 4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、嚙合套及軸承等安裝、固定，并與工藝要求有密切關(guān)系。 本設(shè)計中，輸入軸和低速檔齒輪做成一體，前端通過矩形花鍵安裝半聯(lián)軸器，其后端通過滾針軸承安裝在后橋輸出軸齒輪內(nèi)腔里。高速檔齒輪通過普通平鍵固定在輸入軸上。 中間軸有旋轉(zhuǎn)式和固定式兩種，本設(shè)計中采用旋轉(zhuǎn)式中間軸。中間軸與嚙合套的齒座做成一體，兩端通過圓錐滾子軸承支撐。高、低速檔齒輪均用滾針軸承安裝在軸上，常嚙合齒輪通過花鍵固定在軸上。 后橋輸出軸與其上齒輪做成一體，齒輪做有內(nèi)腔以安裝輸入軸，齒輪懸臂布置，采用兩個圓錐滾子軸承支撐。 中橋輸出軸上的齒輪用平鍵固定在軸上，與前橋輸出軸對接處做有漸開線花鍵，通過嚙合套可以與前橋輸出軸上的漸開線花鍵聯(lián)接，用以接上、斷開前橋輸出。 各檔齒輪與軸之間有相對旋轉(zhuǎn)運動的，無論裝滾針軸承、襯套(滑動軸承)還是鋼件對鋼件直接接觸，軸的表面粗糙度均要求很高，不低于0.8，表面硬度不低于HRC58-63。各截面尺寸避免相差懸殊。 （1）輸入軸（圖4.1） 圖4.1 輸入軸 輸入軸的最小直徑在安裝聯(lián)軸器的花鍵處，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，取KA=1.3，則： （4.2） 查《機械設(shè)計綜合課程設(shè)計》手冊表6-97，選用YL11型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑為45mm，故取，，CD段裝有圓錐滾子軸承，查《機械設(shè)計綜合課程設(shè)計》表6-67選孔徑為50mm的30210型圓錐滾子軸承與之配合其尺寸為d×D×T×B×C×a=50mm×90mm×21.75mm×20mm×17mm×20mm，故取DE段固定齒輪，故取，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)取FG處是齒輪軸上的紙輪6，分度圓直徑GH段安裝滾針軸承，由于只承受彎矩故可取，滾針軸承尺寸d×D×C=40×45×27。 （2）后橋輸出軸（圖4.2） 為了防止兩軸研合到一起引起兩周對接卡死，輸入軸與后橋輸出軸間留有0.5mm的間隙，IK段是齒輪軸上的齒輪3，分度圓直徑KL段安裝軸承，查表取孔徑70mm的30214型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T×B×C×a=70mm×125mm×26.25mm×24mm×21mm×25.8mm，故，LM段根據(jù)端蓋結(jié)構(gòu)取，MN段安裝軸承，查表選取孔徑為65mm的30213型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T×B×C×a=65mm×120mm×24.75mm×23mm×20mm×23.8mm取NO段安裝輸出軸聯(lián)軸器，取。 圖4.2 后橋輸出軸 （3）中間軸（圖4.3） 圖4.3 中間軸 cd段是嚙合套外齒輪8，分度圓直徑，，嚙合套齒輪8與兩邊的齒輪7、2各留有0.5mm的間隙，齒輪7、2的總齒寬為45mm，齒輪2、4間留有間隙5mm，所以，ab、ef段安裝軸承，取孔徑為50mm的30210型圓錐滾子軸承，。 （4）中橋輸出軸（圖4.4） 圖4.4 中橋輸出軸 ef段安裝齒輪5，取，bc、fg段安裝軸承，取孔徑為60mm的30212型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T×B×C×a=60mm×110mm×23.75mm×22mm×19mm×22.3mm，，de、cd段根據(jù)結(jié)構(gòu)取，，ab段漸開線齒輪分度圓直徑，gh段安裝聯(lián)軸器，。 （5）前橋輸出軸（圖4.5） 圖4.5 前橋輸出軸 cd段齒輪分度圓直徑，bc段安裝一對圓錐滾子軸承，取孔徑為50mm的30210型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T×B×C×a=50mm×90mm×21.75mm×20mm×17mm×20mm，ab段安裝聯(lián)軸器，取。 4.3 花鍵的形式和尺寸 輸入軸的花鍵部分直徑可按下式初選，式中K為經(jīng)驗系數(shù)，K=4.0～4.6；Temax為最大輸入轉(zhuǎn)矩（Nm）。d=36.22～41.66mm，根據(jù)《機械設(shè)計綜合課程設(shè)計》表6-58，取輸入軸矩形花鍵尺寸： 。 其中N為鍵數(shù)，d為小徑，D為大徑，B為鍵寬 其他各花鍵的形式和尺寸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和尺寸確定，具體參數(shù)列為下。 后橋輸出軸矩形花鍵： ； 前橋輸出軸矩形花鍵： ； 中橋輸出軸矩形花鍵： 4.4 軸承的設(shè)計 分動器的軸經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)，常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸承等。軸承的選用受到結(jié)構(gòu)的限制，并隨所承受載荷的特點不同而不同，在此設(shè)計中選用圓錐滾子軸承裝于殼體上，軸承的直徑根據(jù)根據(jù)分動器中心距和軸的直徑確定，保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于6mm。 軸承的實際的載荷條件常與確定基本額定動載荷時不同。在進行軸承壽命計算時，必須將實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷時的載荷條件相一致的假想載荷，在其作用下的軸承壽命與其實際載荷作用下的相同，這一假想載荷成為當(dāng)量動載荷，用P表示，因此，軸承的壽命計算必須想求出當(dāng)量動載荷。 當(dāng)量動載荷的計算公式為 (4.3) 式中：，－徑向、軸向載荷系數(shù)；，。 －考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù)，對汽車來說，取1.2～1.8，在此取=1.4。 =3708.94N 對汽車軸承壽命的要求是轎車30萬Km，貨車和大客車25萬Km。則軸承的使用預(yù)期使用壽命可按汽車以平均車速行駛至大修前的總行駛里程S來計算 (4.4) 式中的汽車平均車速可取。 所以軸承失效前汽車行駛的時間為 而軸承壽命的計算公式為 式中：－壽命系數(shù)，對滾子軸承，； －軸承轉(zhuǎn)速。 將參數(shù)代入公式后得 =7394.44h 軸軸承的使用壽命符合要求。 4.5齒輪和軸上的受力計算 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 后橋輸出軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 輸入軸： 中間軸： 輸出軸： 4.6 軸的強度校核 由結(jié)構(gòu)可看出，后橋輸出軸強度最弱，因此首先對其校核。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a值。對于30214型圓錐滾子軸承，a=25.8mm，因此作為懸臂梁的軸長 L=15mm+10mm+24mm-25.8mm=23.2mm。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖4.6）。 （a） （b） （c） 圖4.6 軸的載荷分析 （d） （e） （f） 圖4.6軸的載荷分析（續(xù)） 由軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出支點處截面是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的次截面處的MH、MV及M的值列于表4.1。 表4.1 載荷計算 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F FNH=Ft=17959N FNV=Fr=6965N 彎矩M MH=356537.6N mm MV=138272N mm 總彎矩 扭矩T T=1377840N mm 作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直平面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面彎曲變形。在求取支點的垂直面和水平面內(nèi)的反力后，計算相應(yīng)的垂向彎矩、水平彎矩。則軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時作用下，其應(yīng)力為 式中:(MPa)； 為軸的直徑(mm)，花鍵處取內(nèi)徑； 為抗彎截面系數(shù)(mm3) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度，取α=0.6，軸的計算應(yīng)力 N 軸的材料為20Cr，滲碳淬火，由《機械設(shè)計》表15-1查得。因此，故安全。 4.7 本章小結(jié) 本章通過對機械式分動器的分析，設(shè)計出軸的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計出的軸選出了匹配的軸承，達到正確的裝配關(guān)系，在合理的裝配關(guān)系條件下還要進行強度的校核，滿足了設(shè)計、使用需要。 結(jié) 論 分動器現(xiàn)在已經(jīng)成為軍用車和越野車不可缺少的部分，其主要功能是把變速器輸出動力分配給各驅(qū)動橋。機械式分動器具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，在很多車上有這廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計東風(fēng)EQ1092F型汽車分動器，以東風(fēng)EQ1092F型汽車的整車參數(shù)為依據(jù)，綜合地考慮了使用、經(jīng)濟、工藝、安全性等方面的設(shè)計要求，完成了分動器輸入扭矩的計算，傳動方案的確定，殼體和操縱機構(gòu)的設(shè)計，分動器各擋傳動比分配的確定，齒形、、壓力角及螺旋角的確定，分動器齒輪參數(shù)的選擇，分動器各擋齒輪齒數(shù)分配，分動器齒輪的設(shè)計計算，分動器軸和軸承的設(shè)計計算，利用CAD畫裝配圖和零件圖等設(shè)計任務(wù)。  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. 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Modern manual transmissions-innovative solutions for a mature technology.[VDI-Berichte Nr.1943 Germany] 2006 [20]FriedrichEhrlinger.MANUFACTURING TECHNOLOGY & MACHINE TOOL , 2007 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在導(dǎo)師臧杰耐心指導(dǎo)下完成的，從課題的選擇到設(shè)計的最終完成，臧老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持，畢業(yè)設(shè)計的每一部分都傾注了臧老師大量的心血。除了敬佩臧杰師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也