礦用半掛車分動器設(shè)計(jì)【含9張CAD圖紙+PDF圖】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目：礦用半掛車分動器設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
20012年12月25日
一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況。
1、課題研究背景和意義
1.1、分動器的作用：分動器是裝于多橋驅(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，兼作副變速器使用的機(jī)構(gòu)。分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到各驅(qū)動橋，并且進(jìn)一步增大扭矩，是汽車傳動系中不可缺少的傳動部件，它的前部與汽車變速箱連接，將其輸出的動力經(jīng)適當(dāng)變速后同時(shí)傳給汽車的前橋和后橋，分動器的作用是根據(jù)需要將變速器傳來的動力分配給各驅(qū)動橋, 實(shí)現(xiàn)多橋驅(qū)動, 以增大附著力, 增強(qiáng)驅(qū)動力, 提高汽車的通過性; 同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大傳動系所傳遞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍, 以適應(yīng)汽車復(fù)雜、多變的行駛條件的需要。
1.2、分動器的原理：分動器的各個(gè)軸均用兩個(gè)圓錐滾子軸承支持，其軸承松緊度用相應(yīng)的調(diào)整墊調(diào)整。
2、分動器的分類和類型。
（1）分類：分動器從結(jié)構(gòu)類型和功能上來說可以分成一般齒輪式分動器和帶軸間差速器的分動器兩種。
1).一般齒輪式分動器有兩軸式和三軸式兩種，三軸式齒輪式分動器運(yùn)用比較廣泛。一般齒輪式分動器都帶有驅(qū)動前、后橋的兩根輸出軸在接合前驅(qū)動嚙合套為剛性連接。這類分動器結(jié)構(gòu)簡單,其缺點(diǎn)是不能保證前、后輪的地面速度相等,在行駛過程中不可避免地要產(chǎn)生功率循環(huán)現(xiàn)象,這將使驅(qū)動輪載荷大幅度增加,輪胎及機(jī)件磨損加劇,燃油經(jīng)濟(jì)性下降。因此,需要在分動器中另設(shè)分離前橋驅(qū)動的裝置,使汽車在通過滑溜路段時(shí)可以接合前橋。另外,一般齒輪式分動器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例是變化的(隨此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的驅(qū)動橋的驅(qū)動力,但可能使該橋因超載而損壞。因此,目前采用這類分動器的汽車越來越少。
2).帶軸間差速器的分動器在前、后輸出軸之間有一個(gè)行星齒輪式軸間差速器。它正好克服了上述一般齒輪式分動器的缺點(diǎn),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,既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動狀態(tài),又可保證各車輪運(yùn)動協(xié)調(diào),所以不需另設(shè)接、離前橋驅(qū)動的裝置。在選用帶軸間差速器的分動器時(shí),盡量使前、后橋轉(zhuǎn)矩分配接近于軸的載荷分配,并使任一橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩不超過該橋的允許輸入轉(zhuǎn)矩。為了避免在某一橋的車輪打滑時(shí)完全喪失驅(qū)動力，這類分動器需設(shè)軸間差速鎖,以便在某一橋車輪出現(xiàn)打滑的情況下將分動器的前、后輸出軸鎖為一體,以便提高汽車的通過性。帶軸間差速器的分動器中一般設(shè)置單排行星機(jī)構(gòu)差速器,可進(jìn)行運(yùn)動分解(差速)和合成；并使分動器具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、工作平穩(wěn)、噪聲小、壽命長的特點(diǎn)。分動器中的軸間差速器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)二自由度的差動輪系,其中以行星架為主動件,而中心輪及齒圈為從動件,分別與前、后驅(qū)動橋的輸出軸相連。兩從動件受到一定的外界條件(如阻力轉(zhuǎn)矩)的約束,從而使行星排可靠地傳動。
（2）類型：分時(shí)四驅(qū)、全時(shí)四驅(qū)、適時(shí)驅(qū)動。
1).分時(shí)四驅(qū)(Part－time 4WD)
這是一種可以在兩驅(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(diǎn)是可根據(jù)實(shí)際情況來選取驅(qū)動模式，比較經(jīng)濟(jì)。
2).全時(shí)四驅(qū)(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(yuǎn)維持四輪驅(qū)動模式，行駛時(shí)將發(fā)動機(jī)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(shí)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(shí)四驅(qū)系統(tǒng)，就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點(diǎn)也很明顯，那就是比較廢油，經(jīng)濟(jì)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(gè)輪胎離開地面，往往會使車輛停滯在那里，不能前進(jìn)。
3).適時(shí)驅(qū)動(Real－time 4WD)
采用適時(shí)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(jī)輸出扭矩分配給前排的兩個(gè)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。但電腦與人腦相比，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。
3、我國分動器技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
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)，但已改為全斜齒輪傳動，單換檔軸操作，鋁合金殼體。因而，在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)具備汽車在行進(jìn)中換檔的功能。第四代分動器的重大變化在于采用了連體結(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。1996年6月北京先后舉辦了兩個(gè)國際汽車展覽會, 眾多國內(nèi)外廠商展出多臺汽車分動器, 其中國外展臺展出的型分動器的一個(gè)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是前輸出軸傳導(dǎo)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(diǎn)有傳動平穩(wěn), 噪聲小, 效率高, 中心距誤差要求低, 軸承負(fù)荷較小及防止共振等。
二、 本課題研究的主要內(nèi)容和研究方法或措施。
1、 主要內(nèi)容：
（1）了解礦用半掛車，以及礦用半掛車的載重，常見礦用半掛車的分動器基本原理和基本結(jié)構(gòu)的型式。
（2）了解雙后橋驅(qū)動原理及分動器的原理和功能。
（3）確定分動器的設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
（4）完成該分動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
（5）應(yīng)用軟件繪制所設(shè)計(jì)分動器的裝配圖。
2、分動器結(jié)構(gòu)方案的選擇
(1)礦用半掛車
半掛車是車軸置于車輛重心（當(dāng)車輛均勻受載時(shí)）后面，并且裝有可將水平或垂直力傳遞到牽引車的聯(lián)結(jié)裝置的掛車。礦用半掛車屬于非公路運(yùn)輸用的重型和超重型自卸掛車主要承擔(dān)大型礦山、工程等運(yùn)輸任務(wù)，工程方面，比一般載重車更耐用，工作環(huán)境惡劣、負(fù)載重、勞動強(qiáng)度高。
(2)常見的分動器及工作原理
1.一般齒輪式分動器：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(shí)為剛性連接。其缺點(diǎn)是不能保證前、后輪的地面速度相等，在行駛過程中不可避免地要產(chǎn)生功率循環(huán)現(xiàn)象，這將使驅(qū)動輪載荷大幅度增加，輪胎及機(jī)件磨損加劇，燃油經(jīng)濟(jì)性下降。另外，一般齒輪式分動器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例不定(隨此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、后輸出軸和之間有一個(gè)行星齒輪式軸間差速器。它正好克服了上述缺點(diǎn)，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，既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動狀態(tài)，又可保證各車輪運(yùn)動協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動的裝置。特點(diǎn)是 承載能力大、工作平穩(wěn)、噪聲小、壽命長。
綜上比較，分動器選擇帶軸間差速器的分動器。
帶軸間差速器的分動器
如圖帶軸間差速器的分動器（A）(B)所示數(shù)字所帶表的意思：1.輸入軸 2.高低擋嚙合套 3.后輸出軸 4.前輸出軸 5.軸間差速器 6.軸間差速鎖。圖（A）（B）在前后輸出軸4和3之間有一個(gè)行星輪式軸間差速器5。它克服了一般齒輪式分動器的缺點(diǎn)，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，即可以使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動狀態(tài)，又可保證各車輪運(yùn)動協(xié)調(diào)。為了避免打滑時(shí)完全喪失驅(qū)動力，分動器加軸間差速鎖7，以便在車輪打滑的情況下將分動器的前、后輸出軸鎖為一體，提高通過性。
3、分動器設(shè)計(jì)特點(diǎn)
( 1) 分動器帶有主減錐齒輪的輸出軸, 直接作為主減驅(qū)動軸使用; 為便于自身裝配, 分動器齒輪箱采用分體式結(jié)構(gòu), 且箱體由螺栓與主減橋殼相連, 直接固定安裝在主減橋殼上, 這樣結(jié)構(gòu)緊湊、安裝定位都很方便。
( 2) 中間軸裝有自潤滑油泵, 對分動器箱體內(nèi)上部、中部的齒輪和軸承進(jìn)行良好潤滑。
( 3) 兩驅(qū)動橋?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)安裝, 分動器效果更穩(wěn)定和諧。相對前驅(qū)動橋安裝分動器, 在后驅(qū)動橋安裝與分動器結(jié)構(gòu)一樣的同步減速器(除無分動輸出外其余與分動器完全一樣), 保證雙后橋驅(qū)動轉(zhuǎn)速一致。
4、重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期做了哪些工作。
本課題研究的重點(diǎn)：在于分動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
難點(diǎn)：確定分動器的主要零部件設(shè)計(jì)參數(shù)，確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸。
前期已開展工作：調(diào)研，查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，熟悉課題，撰寫開題報(bào)告，準(zhǔn)備開題答辯。
三、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）。
1～3周：調(diào)研并收集資料；
4～6周：確定設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
7～11周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；
12～15周：完成分動器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總裝配圖；
16～18周：完成論文撰寫，準(zhǔn)備答辯。
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量要求:畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一篇，不少于10000字。
（1） 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）：2周；
（2） 圖紙（幅面和張數(shù)）：A0圖紙（折合）2張 ；
（3） 其他要求：外文翻譯不少于3000字，參考文獻(xiàn)不少于15篇。
五、指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
六、所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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