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全时两档分动器可以为车辆提供更大扭矩和超慢速的输出速度,有很强的操控性和行驶循迹性,具有传递扭矩能力强、适用范围广的结构特点,可根据整车前后轴选择不同的分扭比,是重型越野汽车机械式分动器首选的结构形式,但由于分动器只有在停车状态下进行高低档切换,严重影响了越野汽车机动性能,制约了其在高机动性越野车上的发展。在全时两档分动器上应用双锥面同步器,目的是解决越野车用全时两档分动器换档困难和一次换档成功率低的难题,达到不停车低速工况下实现高低档快速换档切换的目的,同时采用铝合金材料实现分动器壳体轻量化设计的目标,因此,本文越野车用全时分动器关键技术的研究,对于提升整车机动性具有重要的实际意义。具体研究内容主要包括以下几个方面: ①根据整车输入参数的要求,通过对国内外分动器总体结构类型和驱动类型的对比分析,从系列化角度出发,设计一种用于越野车的带同步器的全时分动器。在满足设计原则、工艺条件和可行性的前提下,最终确定了越野车用全时分动器总成方案。 ②根据轻量化设计要求,全时分动器选用了高强度铝合金作为壳体材料,经过对壳体有限元分析校核,实现了分动器壳体的轻量化设计。利用SolidWorks建立了分动器壳体的三维实体模型,通过有限元软件分析分动器壳体的应力分布,基于分析结果对壳体结构进行进一步的改进,最终得到了符合设计要求的全时分动器壳体结构,实现了全时分动器的轻量化设计。 ③为实现在不停车状态下分动器档位的切换,选用了杭齿自主开发的双锥面同步器应用于越野车用全时分动器。通过理论分析,建立了同步器的模型,对同步器的同步性能和锁止性能进行了研究。分析了同步器零件的主要参数对同步性能和锁止性能的影响。根据全时分动器的输入参数,设计了应用于HCF1200分动器的双锥面同步器的结构参数。最后,制定了带同步器全时汽车分动器换档控制策略,实现了在不停车的状态实现分动器高低档切换。 ④根据分动器的使用性能和使用寿命要求,对高档位和低档位工况下,分动器主要零部件进行受力分析,对各关键部件及部位的强度以及寿命进行校核。设计了分动器台架试验,验证了所设计的带双锥面同步器的全时分动器在使用性能和寿命方面符合要求,试制产品各项指标均达到并超过汽车主机厂设计输入要求。