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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)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(jì)
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(jì)技術(shù)也經(jīng)歷了由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展到以科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的的設(shè)計(jì)階段。20世紀(jì)60年代中期，在設(shè)計(jì)中引入電子計(jì)算機(jī)后又形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD Computer Aided Design POR/E）等新方法，使設(shè)計(jì)逐步實(shí)現(xiàn)半自動化和自動化。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是以已有產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，運(yùn)用一些帶有經(jīng)驗(yàn)常數(shù)或安全系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的一種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)由于缺乏精確的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和科學(xué)的計(jì)算方法，使所設(shè)計(jì)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(jì)—試制—實(shí)驗(yàn)—改進(jìn)設(shè)計(jì)—試制—實(shí)驗(yàn)等二次或多次循環(huán)。反復(fù)修改圖紙，完善設(shè)計(jì)后才能定型，設(shè)計(jì)周期長，質(zhì)量差，消耗大。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和在工程設(shè)計(jì)中的推廣應(yīng)用，使汽車設(shè)計(jì)技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計(jì)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(qiáng)度核算與壽命預(yù)測。產(chǎn)品有關(guān)方面的模擬計(jì)算或仿真分析，都在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。這種利用計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法，統(tǒng)稱計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
20世紀(jì)50年代在美國誕生第一臺計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)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(jìn)了CAD技術(shù)的發(fā)展。80年代，隨著強(qiáng)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(jìn)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制聯(lián)成一體的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)；固化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多處理機(jī)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(qiáng)，設(shè)計(jì)過程更自動化?，F(xiàn)在，CAD已在電子和電氣、科學(xué)研究、機(jī)械設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、機(jī)器人、服裝業(yè)、出版社、工廠自動化、土木建筑、地質(zhì)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
本課題運(yùn)用CAD為輔助工具對東風(fēng)系列EQ1092F型越野汽車分動器進(jìn)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(fù)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(fù)擔(dān)這一任務(wù)的機(jī)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(jì)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(jìn)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(jī)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(diǎn)是扭矩分配，進(jìn)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(yuǎn)維持四輪驅(qū)動模式，行駛時將發(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；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(jī)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)说呐袛嗪褪謩硬僮鳎瑧?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(diǎn)，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(diǎn)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(yùn)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(diǎn)，這些優(yōu)缺點(diǎn)隨著主觀和客觀條件的變化而變化。因此在設(shè)計(jì)過程中我們應(yīng)深入實(shí)際，收集資料，調(diào)查研究，對結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)后開發(fā)的車型。提高了軍用汽車的戰(zhàn)術(shù)性能，進(jìn)而提高部隊(duì)的戰(zhàn)斗力本車型的分動器選用機(jī)械式分動器。機(jī)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(diǎn)，在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。
二、設(shè)計(jì)（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(jì)參數(shù)，并對關(guān)鍵部位進(jìn)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(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算。
（2）分動器殼等其他零部件的參數(shù)計(jì)算。
3 確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸。
對各個零件尺寸進(jìn)行計(jì)算強(qiáng)度校核完成后，對個別尺寸進(jìn)行修改。
4 使用CAD完成工程圖紙。
5 編寫設(shè)計(jì)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(jì)方案
編寫設(shè)計(jì)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(jì)算
軸承參數(shù)的計(jì)算
各結(jié)構(gòu)元件的計(jì)算
操縱機(jī)構(gòu)的計(jì)算
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報(bào)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(jì)計(jì)算 第6、7周 （4月8日～4月21日）
（4）完成設(shè)計(jì)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(jì)（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(jì)（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(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日