摘 要

PTU即汽车分动器，当车辆在冰雪路面或无路情况下行驶时，增加车辆的驱动轮数目可以充分利用车与路面间附着力，从而提高行驶稳定性。作为四轮驱动的核心，分动器的设计至关重要。而目前，随着生活水平的提高，人们开始追求驾驶乐趣，带有四驱模式的轿车。SUV开始大量普及，分动器的需求便随之增加。经过长期发展，分动器衍生出多种形式，目前市场上主要使用的分动器有两种，一种是全齿轮驱动，另一种是行星齿轮和链传动相结合。本次设计以博格华纳1371型分动器为主要构架，基于哈弗H5的基本参数，对主要零部件如轴、行星齿轮机构、链条链轮进行相关的设计和校核。并根据汽车理论，机械设计等参考资料对所设计分动器进行检验，最终设计了一种多片离合器式分动器。此外，还使用了CATIA、CAD等软件进行建模和仿真设计，并完成二维图的绘制。

关键词：分动器，行星齿轮，链传动

ABSTRACT

PTU, that is, a car separator, can increase the number of driving wheels when the vehicle is running on ice snow road or without road, which can make full use of the adhesion between the vehicle and the road surface, thereby improving the driving stability. As the core of the four wheel drive, the design of the actuator is of great importance. At present, with the improvement of living standards, people began to pursue driving fun, with four-wheel drive sedan. As SUV began to gain widespread popularity, the demand for actuators increased. After a long period of development, there are many kinds of actuators. At present, there are two main types of actuators used in the market, one is full gear drive, and the other is planetary gear and chain drive. This design takes the Warner Berg 1371 type movement as the main frame, based on the basic parameters of the Harvard H5, the main components such as shaft, planetary gear mechanism, chain, sprocket, related design and verification. According to the reference data of automobile theory and mechanical design, the designed actuator is tested. Finally, a multi clutch type actuator is designed. In addition, we use CATIA, CAD and other software for modeling and simulation design, and to complete the two-dimensional drawing.

Key Words：Clutch, planetary gear, chain drive

目录

摘要 3

ABSTRACT 4

第一章 绪论 7

1.1选题背景、目的和意义 7

1.2分动器介绍 7

1.3课题研究内容及预期目标 7

第二章 分动器设计的总体方案 9

2.1分动器结构方案的选择 9

2.1.1 传动机构布置方案分析 9

2.1.2主要零部件结构方案分析 9

2.2分动器基本参数确定 11

2.2.1 设计参数选取 11

2.2.2挡数的确定 12

2.2.3传动比的确定 12

第三章 行星齿轮机构的设计 14

3.1行星齿轮传动的配齿计算 14

3.2行星齿轮材料及性能 15

3.3初步计算齿轮主要参数 16

3.4行星齿轮的强度设计算及强度校核 19

3.5行星齿轮架组合件设计 23

3.5.1行星架的设计： 23

3.5.2行星轴的设计： 23

3.5.3 行星轴承设计 23

第四章 轴的设计计算 24

4.1.输入轴的设计 24

4.1.1选择轴的材料 24

4.1.2输入轴的装配方案： 24

4.1.3轴径的初步估算 24

4.1.4各轴段直径和长度的确定 25

4.1.5轴的结构工艺性 25

4.1.6轴的校核 25

4.2 后桥输出轴设计 26

4.2.1后桥输出轴的结构简图： 26

4.2.2后桥输出轴结构： 26

4.2.3 径向尺寸设计： 26

4.2.4键的选择： 26

4.2.5轴承的选取： 27

4.2.6轴向尺寸设计： 27

4.2.7轴的强度校核： 27

4.3 前桥输出轴设计 28

4.3.1确定设计原始数据 28

4.3.2初步确定轴的最小直径 29

4.3.3轴的结构设计 29

4.4 花键强度的校核 32

4.4.1后桥输出轴花键校核 33

4.5 轴承寿命校核 33

4.5.1 输入轴轴承校核 33

4.5.2 后桥输出轴轴承校核 33

4.5.3 前桥输出轴轴承校核 34

第五章 链传动设计 35

5.1 链传动选型 35

5.1.1 链传动介绍 35

5.1.2 链型种类及选取 35

5.2 链传动的设计计算 35

5.2.1 确定齿形链传动设计参数 35

5.2.2 选定链传动的工况系数f1 36

5.2.3 计算设计功率 36

5.2.4 初步选择链条节距 36

5.2.5 选择链轮齿数 37

5.2.6 确定链条宽度 37

5.2.7 计算链条长度 37

5.2.8 链条的线速度v 38

5.2.9 紧边张力F 38

5.3链板的设计 38

5.4 导板的设计 39

5.5链轮的基本参数及主要尺寸计算 39

5.5.1径向尺寸 40

5.5.2 角度参数 40

5.5.3 齿廓尺寸 41

第六章 换挡机构及其他结构设计 42

6.1 换挡原理简介 42

6.1.1接合套换挡机构 42

6.1.2多片离合器换挡机构 42

6.2 操纵机构的设计 42

6.3 分动器壳体的设计 43

结论 44

参考文献 45

致谢 46

第一章 绪论

1.1选题背景、目的和意义

汽车自诞生到今天，已经走过了一百多年的历史。从卡尔本茨的三轮汽车到当今驰骋赛道的暴力猛兽，每一辆都代表着机械制造行业的最高水准。而作为当代人类最为重要的交通工具之一，人们对其赋予了越来越多的要求。在如今飞速发展的社会状况下，动力、安全已不再是唯一标准，人们愈发追求便捷和完美。尤其在欧美，完善的交通系统，丰厚的汽车文化使得各种多功能性汽车得到普及。近年来，随着我国人均经济水平的提升，汽车行业的不断发展，汽车已不再是简简单单的代步工具，追求时尚的人们开始尝试丛林穿越，沙地越野，朝九晚五的上班族也开始选择自驾游。因此，四驱汽车便受到大部分关注并迅速普及，以至于出现国内目前惊人的SUV热。而四驱汽车的核心即是将发动机动力合理、高效的分配到前后驱动桥。无论是越野爱好者所崇尚的硬派全时四驱，还是目前流行的城市SUV的分时四驱，其核心都是一个----即分动器。分动器作为四驱驱动的核心部件，从汽车的诞生就已经出现，经过百年来的发展已经衍生出多种形式，作为四驱汽车最关键的部分，其工作性能至关重要。对于个人来说本次设计完全覆盖大学四年所学知识，可以说是对大学所学专业课的一次集中检验。在巩固基础知识的同时我们还可以借此查阅跟多相关书籍，了解更多课本上没有学到的专业知识，提升自主学习能力。故本次课题针对所选车型设计出符合要求的、性能良好且具有一定创新性的分动器。

1.2分动器介绍

目前，分动器普遍分为分时四驱、全时四驱和适时四驱三种形式。分时四驱即驾驶者可以再二驱和四驱间手动选择的四轮驱动系统，由驾驶者根据路面情况来选取，这也是一般越野车最常见的形式。全时四驱不需要人来操作，前后车轮永远维持四驱模式，优点是驾驶操纵性和行驶循迹性良好，缺点是费油，经济型不好。而适时四驱通过电脑来控制选择当下符合情况的驱动模式。在正常路面下使用前驱或后驱行驶，行驶经济性高，当路面情况复杂时，电脑会自动控制分动器转换为四驱模式，实现动力分配，这种模式在城市SUV中已经被大量使用，也是目前流行的分动器结构。

1.3课题研究内容及预期目标

⑴查阅资料，分析各种类型分动器的优缺点，并确定所设计分动器的类型。

⑵设计紧凑型SUV分动器