礦用半掛車(chē)分動(dòng)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(kāi)題報(bào)告
題目：礦用半掛車(chē)分動(dòng)器設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
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(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況。
1、課題研究背景和意義
1.1、分動(dòng)器的作用：分動(dòng)器是裝于多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的變速器之后，用于傳遞和分配動(dòng)力至各驅(qū)動(dòng)橋，兼作副變速器使用的機(jī)構(gòu)。分動(dòng)器的功用就是將變速器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，并且進(jìn)一步增大扭矩，是汽車(chē)傳動(dòng)系中不可缺少的傳動(dòng)部件，它的前部與汽車(chē)變速箱連接，將其輸出的動(dòng)力經(jīng)適當(dāng)變速后同時(shí)傳給汽車(chē)的前橋和后橋，分動(dòng)器的作用是根據(jù)需要將變速器傳來(lái)的動(dòng)力分配給各驅(qū)動(dòng)橋, 實(shí)現(xiàn)多橋驅(qū)動(dòng), 以增大附著力, 增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力, 提高汽車(chē)的通過(guò)性; 同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大傳動(dòng)系所傳遞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍, 以適應(yīng)汽車(chē)復(fù)雜、多變的行駛條件的需要。
1.2、分動(dòng)器的原理：分動(dòng)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(dòng)器的分類(lèi)和類(lèi)型。
（1）分類(lèi)：分動(dòng)器從結(jié)構(gòu)類(lèi)型和功能上來(lái)說(shuō)可以分成一般齒輪式分動(dòng)器和帶軸間差速器的分動(dòng)器兩種。
1).一般齒輪式分動(dòng)器有兩軸式和三軸式兩種，三軸式齒輪式分動(dòng)器運(yùn)用比較廣泛。一般齒輪式分動(dòng)器都帶有驅(qū)動(dòng)前、后橋的兩根輸出軸在接合前驅(qū)動(dòng)嚙合套為剛性連接。這類(lèi)分動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其缺點(diǎn)是不能保證前、后輪的地面速度相等,在行駛過(guò)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(dòng)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(dòng)器中另設(shè)分離前橋驅(qū)動(dòng)的裝置,使汽車(chē)在通過(guò)滑溜路段時(shí)可以接合前橋。另外,一般齒輪式分動(dòng)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(huì)增加附著條件較好的驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)力,但可能使該橋因超載而損壞。因此,目前采用這類(lèi)分動(dòng)器的汽車(chē)越來(lái)越少。
2).帶軸間差速器的分動(dòng)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(dòng)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(dòng)橋,既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài),又可保證各車(chē)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),所以不需另設(shè)接、離前橋驅(qū)動(dòng)的裝置。在選用帶軸間差速器的分動(dòng)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(guò)該橋的允許輸入轉(zhuǎn)矩。為了避免在某一橋的車(chē)輪打滑時(shí)完全喪失驅(qū)動(dòng)力，這類(lèi)分動(dòng)器需設(shè)軸間差速鎖,以便在某一橋車(chē)輪出現(xiàn)打滑的情況下將分動(dòng)器的前、后輸出軸鎖為一體,以便提高汽車(chē)的通過(guò)性。帶軸間差速器的分動(dòng)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(dòng)分解(差速)和合成；并使分動(dòng)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(zhǎng)的特點(diǎn)。分動(dòng)器中的軸間差速器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)二自由度的差動(dòng)輪系,其中以行星架為主動(dòng)件,而中心輪及齒圈為從動(dòng)件,分別與前、后驅(qū)動(dòng)橋的輸出軸相連。兩從動(dòng)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(dòng)。
（2）類(lèi)型：分時(shí)四驅(qū)、全時(shí)四驅(qū)、適時(shí)驅(qū)動(dòng)。
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(dòng)選擇的四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過(guò)接通或斷開(kāi)分動(dòng)器來(lái)變化兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)模式，這也是一般越野車(chē)或四驅(qū)SUV最常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)模式。最顯著的優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選取驅(qū)動(dòng)模式，比較經(jīng)濟(jì)。
2).全時(shí)四驅(qū)(Full－time 4WD)
這種傳動(dòng)系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作，前后車(chē)輪永遠(yuǎn)維持四輪驅(qū)動(dòng)模式，行駛時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩按50：50設(shè)定在前后輪上，使前后排車(chē)輪保持等量的扭矩。全時(shí)驅(qū)動(dòng)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(chē)輛沒(méi)有任何裝置來(lái)控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異，一旦一個(gè)輪胎離開(kāi)地面，往往會(huì)使車(chē)輛停滯在那里，不能前進(jìn)。
3).適時(shí)驅(qū)動(dòng)(Real－time 4WD)
采用適時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車(chē)輛可以通過(guò)電腦來(lái)控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動(dòng)模式。在正常的路面，車(chē)輛一般會(huì)采用后輪驅(qū)動(dòng)的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)動(dòng)輪打滑的情況，電腦會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并立即將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩分配給前排的兩個(gè)車(chē)輪，自然切換到 四輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩?dòng)操作，應(yīng)用更加簡(jiǎn)單。但電腦與人腦相比，反應(yīng)畢竟較慢，而且這樣一來(lái)，也缺少了那種一切盡在掌握的征服感和駕駛樂(lè)趣。
3、我國(guó)分動(dòng)器技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。
第一代的分動(dòng)器基本上為分體結(jié)構(gòu)，直齒輪傳動(dòng)，雙換檔軸操作，鑄鐵殼體。第二代分動(dòng)器雖然也是分體結(jié)構(gòu)，但已改為全斜齒輪傳動(dòng)，單換檔軸操作，鋁合金殼體。因而，在一定程度上提高了傳動(dòng)效率 、簡(jiǎn)便了換檔、降低了噪音與油耗。第三代分動(dòng)器在上代的基礎(chǔ)上增加了同步器，使四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備汽車(chē)在行進(jìn)中換檔的功能。第四代分動(dòng)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(dòng)，從而優(yōu)化了換檔及大大提高了傳動(dòng)效率和性能。1996年6月北京先后舉辦了兩個(gè)國(guó)際汽車(chē)展覽會(huì), 眾多國(guó)內(nèi)外廠商展出多臺(tái)汽車(chē)分動(dòng)器, 其中國(guó)外展臺(tái)展出的型分動(dòng)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(dòng)。鏈傳動(dòng)相對(duì)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有傳動(dòng)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(chē)，以及礦用半掛車(chē)的載重，常見(jiàn)礦用半掛車(chē)的分動(dòng)器基本原理和基本結(jié)構(gòu)的型式。
（2）了解雙后橋驅(qū)動(dòng)原理及分動(dòng)器的原理和功能。
（3）確定分動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
（4）完成該分動(dòng)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(dòng)器的裝配圖。
2、分動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案的選擇
(1)礦用半掛車(chē)
半掛車(chē)是車(chē)軸置于車(chē)輛重心（當(dāng)車(chē)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(chē)的聯(lián)結(jié)裝置的掛車(chē)。礦用半掛車(chē)屬于非公路運(yùn)輸用的重型和超重型自卸掛車(chē)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(chē)更耐用，工作環(huán)境惡劣、負(fù)載重、勞動(dòng)強(qiáng)度高。
(2)常見(jiàn)的分動(dòng)器及工作原理
1.一般齒輪式分動(dòng)器：一般齒輪式分動(dòng)器驅(qū)動(dòng)前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅(qū)動(dòng)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(guò)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(dòng)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(dòng)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(huì)增加附著條件較好驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)力，但可能使該橋因超載而損壞。
2.帶軸間差速器的分動(dòng)器：帶軸間差速器的分動(dòng)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(dòng)橋，既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，又可保證各車(chē)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動(dòng)的裝置。特點(diǎn)是 承載能力大、工作平穩(wěn)、噪聲小、壽命長(zhǎng)。
綜上比較，分動(dòng)器選擇帶軸間差速器的分動(dòng)器。
帶軸間差速器的分動(dòng)器
如圖帶軸間差速器的分動(dòng)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(dòng)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(dòng)橋，即可以使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，又可保證各車(chē)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。為了避免打滑時(shí)完全喪失驅(qū)動(dòng)力，分動(dòng)器加軸間差速鎖7，以便在車(chē)輪打滑的情況下將分動(dòng)器的前、后輸出軸鎖為一體，提高通過(guò)性。
3、分動(dòng)器設(shè)計(jì)特點(diǎn)
( 1) 分動(dòng)器帶有主減錐齒輪的輸出軸, 直接作為主減驅(qū)動(dòng)軸使用; 為便于自身裝配, 分動(dòng)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(rùn)滑油泵, 對(duì)分動(dòng)器箱體內(nèi)上部、中部的齒輪和軸承進(jìn)行良好潤(rùn)滑。
( 3) 兩驅(qū)動(dòng)橋?qū)ΨQ(chēng)結(jié)構(gòu)安裝, 分動(dòng)器效果更穩(wěn)定和諧。相對(duì)前驅(qū)動(dòng)橋安裝分動(dòng)器, 在后驅(qū)動(dòng)橋安裝與分動(dòng)器結(jié)構(gòu)一樣的同步減速器(除無(wú)分動(dòng)輸出外其余與分動(dòng)器完全一樣), 保證雙后橋驅(qū)動(dòng)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(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
難點(diǎn)：確定分動(dòng)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(kāi)展工作：調(diào)研，查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，熟悉課題，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備開(kāi)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(xiě)）。
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(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總裝配圖；
16～18周：完成論文撰寫(xiě)，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(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
六、所在系審查意見(jiàn)：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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