关于分动箱作用简述

摘要：本文对分动箱的设计与作用进行阐述。

关键词：分动箱

中图分类号： S611 文献标识码： A

一、 换向分动箱的设计原则

满足特种车加工组装工艺的基本要求，使传动装置的可靠性及技术性能达到国内先进水平。 采用国内机械设计的先进技术和结构，借鉴现有的特种车分动箱使用情况和研究成果，并参照已有产品在特种车上的使用特点，并符合其有关要求。 尽量采用模块化设计，增强基础部件的通用性、互换性，以满足不同的用户的要求，提高产品的通用性。 设计贯彻“可靠、使用、经济”等原则，在满足特种车传动系统的使用性能的要求下，提高特种车传动系统的经济性能，降低购置、运行、维护成本。

二、 换向分动箱的参照设计标准

GB/T10082-1996 重型特种车技术条件

GB/T3480-1997 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法

GB/T283-1994 圆柱滚子轴承外型尺寸

GB/T294-1994 三点和四点接触球轴承外型尺寸

GB/T4604-1993 滚动轴承径向游隙.

GB/T6643-2005 滚动轴承四点接触球轴承轴向游隙

GB/T6391-2003 滚动轴承额定动载荷和额定寿命

三、换向分动箱的构造

分动箱位于特种车中部，通过安装座固定在特种车的车架上。分动箱的功率由一端输入、两端输出。输入法兰通过万向轴与变速箱相联，输出法兰通过万向轴与两车轴齿轮箱相联。

分动箱的箱体为整体式结构，箱体内部有四根轴：输入轴、换向轴、中间轴、输出轴。输入轴是一根花键轴, 它通过万向轴与动力机相连，输入轴上装有外齿离合器，由拨叉操纵分别与空套在输入轴上的正向齿轮与反向齿轮啮合，实现换向功能；换向轴尾端装有摆线泵，用以提供油；中间轴尾端预留了液压马达驱动接口；输出轴为两根半轴，通过差速器连接起来，采用差速器以均衡前后桥的差异，设差速器锁以满足单桥驱动的要求。

换向分动箱结构如图1 所示。

图 1 换向分动箱示意图

1-输入法兰；2-输入轴；3-拨叉机构；4-正向齿轮；5-外齿离合器；6-反向齿轮；7-发电机驱动机构；8-油泵；9-换向轴；10-换向轴齿轮；11-中间轴反向齿轮；12-中间轴；13-中间轴正向齿轮；14-箱体；15-后输出法兰；16-后输出半轴；17-底板；18-差速器；19-输出齿轮；20-油槽；21- 前输出半轴；22-前输出法兰

四、换向分动箱的作用

特种车动力机所发出的动力靠传动系统经变速箱、换向分动箱传递到驱动车轮。传动系统具有减速、倒车、中断动力和轴间差速等功能，与动力机配合工作，能保证特种车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。

特种车换向分动箱的基本功能就是将动力机发出的动力传给驱动车轮。它的首要任务就是与特种车动力机协同工作，以保证特种车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性，为此，特种车换向分动箱都具备以下的功能：

1 、实现特种车的起动

我们知道，只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对特种车的阻力时，特种车才能起步和正常行驶。由实验得知，即使特种车在平直的钢轨上以低速匀速行驶，也需要克服数值约相当于 0.3％特种车轴重的滚动阻力。为解决这个问题，必须使传动系统具有减速增距作用，亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应地驱动轮所得到的扭距则增大到动力机扭距的若干倍，此时换向分动箱与变速箱联合起来起到这个作用。

2 、实现特种车的正反向运行

特种车运行，不仅需要正向行驶，而且还经常需要反向行驶。然而，动力机是不能反向旋转的，故与动力机共同工作的换向分动箱必须保证在发动机选择方向不变的情况下，能够使驱动轮反向旋转。本设计的解决措施是在换向分动箱内加设一根换向轴，通过操纵拨叉调整套装在输入轴上的外齿离合器，分别与空套在输入轴上的正向齿轮与反向齿轮啮合，实现换向功能。

（1）分动箱正向扭矩的传递路线为： 输入轴 2外齿离合器 5正向齿轮 4中间轴正向齿轮 13输出齿轮 19差速器18前、后输出半轴 21、16前、后输出法兰 22、15。

（2）分动箱反向扭矩的传递路线为： 输入轴 2外齿离合器 5反向齿轮 6换向轴齿轮 10中间轴反向齿轮 11中间轴正向齿轮 13输出齿轮 19差速器 18前、后输出半轴 21、16前、后输出法兰 22、15。

3、 换向分动箱的空档 动力机只能在无负荷情况下起动，而且启动后的转速必须保持在最低稳定转速上，否则即可能熄火，所以在特种车起步之前，必须将动力机与车轴齿轮箱之间的传动路线切断，以便起动动力机。动力机进入正常怠速运转后，再逐渐地恢复传动系统的传动能力，即从零开始逐渐对动力机曲轴加载，同时加大节气门开度，以保证动力机不致熄灭，且特种车能平稳起步。同时，在特种车长时间停驻时，以及在发动机不停止运转情况下，使特种车暂时停驻，传动系统应能较长时间中断传动状态。为此，换向分动箱应设有空挡，即所有各档齿轮都能自动保持在脱离传动位置的档位。

4 、换向分动箱的差速作用

在分动箱的输出轴上装置具有差速作用的部件――差速器在换向分动箱前、后输出轴等速转动的情况下，差速器不起作用。由于车轮半径差异、轨面状况不同及特种车转弯行驶等原因，差速器将起作用。

柴油机的动力经变速箱由换向分动箱输入轴、换向轴、中间轴传入差速器后，直接驱动差速器壳，再传递到行星齿轮，带动左、右半轴齿轮，进而驱动前、后输出半轴。前、后输出半轴的转速之和等于差速器壳转速的 2 倍。差速器对于任意大小的前、后输出半轴的转速差，均有相对应的行星轮自转速度，可满足特种车前、后输出半轴的差速要求，以均衡特种车前、后轮对之间的转速差异。

五、换向分动箱的性能要求

1 、换向分动箱的操纵性能

1.1 静动换档力

换向分动箱装于试验台上，输入轴及输出轴均不转动。分别由空档挂入前进档位及由前进档位挂入空档；由空档挂入后退档位及由后退档位挂入空档。作用在换向分动箱输入轴花键滑轨上最大换档力小于 1200N；它们的最小换档力大于 15N。

1.2 互锁性能

换向分动箱锁止机构应保证按特种车行驶要求挂档，不乱档。

1.3 分动箱换档

换向分动箱总成（不包括换档联杆系统）换档应有清晰手感，不允许脱档。

2、 运转噪声

按《换向分动箱台架试验方法》中规定的测试条件，其最大允许噪声声压级为 91dB（A）。

3、 分动箱齿轮疲劳寿命

3.1 换向分动箱齿轮疲劳寿命

高档齿轮寿命指标：在输出轴循环次数达 4×105次后，齿轮不得产生下列缺陷：齿轮断裂、齿面严重点蚀（任一处点蚀面积超过 4mm2、深 0.5mm）。

3.2 换向分动箱轴承寿命

滚动轴承的设计寿命按 TB1386-1982《液力传动箱技术条件》第 2.3 条规定的计算工况，其寿命不得低于 8000h。

4、 换向分动箱总成静扭强度

总成静扭强度后备系数不小于 2.5。

5、 换档机构寿命

在换档 10000 次后，换档机构的零件不得有影响换档性能的损坏。

6、 传动效率

换向分动箱平均传动效率不小于 93.5%。

7、 换向分动箱油路封密性能

在换向分动箱不加油状态，将换向分动箱油路所有通口（打压孔除外）均以堵塞及密封装置密封，通压缩气 20～30kpa，10s 内不得有明显渗漏。

8、 温升

换向分动箱运转后产生油热效应,随着时间的推移,换向分动箱表面的温度不断地上升直至稳定。稳定的条件是在 3 个小时内前后温差不超过 2℃，此时测得导体表面的温度为此导体的最终温度，温度的单位为度（℃）。上升的温度中超过周围空气的温度（环境温度）的这一部分温度称为温升。换向分动箱的各部温度的高低还与外界条件有关,温升就是换向分动箱温度比周围环境温度高出的数值.装车运行中，各工况连续运转，整箱最高温升不大于 45℃。 平衡油温不超过 95℃，最高油温不超过 110℃。

参考文献：

[1]现代机械传动手册．北京：机械工业出版社，2002

[2]刘惟信．汽车车桥设计．北京:清华大学出版社，2004

[3]张洪欣．汽车设计．北京:机械工业出版社，1990