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差速器的设计论文

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摘要

摘要

在去年金融危机的影响下,汽车产业结构的重组给汽车的发展带来了新的机遇,与汽车相关的各行各业更加注重汽车的质量。差速器作为汽车必不可少的组成部分之一也在汽车市场上产生了激烈的竞争。此次就是针对汽车差速器这一零件进行设计的。本次设计主要对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件设计计算,同时也介绍了差速器的发展现状和差速器的种类。对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献,因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解。再设计出合理适用的差速器的同时也对差速器相关的行业有了一定得认识。通过绘制差速器的组件图也让我在学习方面得到了提高。

关键词:半轴、差速器、齿轮结构

Abstract

Abstract

In the last year under the impact of financial crisis, automotive industrial restructuring brought about by the development of motor vehicles to new opportunities, and automotive related businesses pay more attention to the quality of cars.Differential as an integral part of car, one of the automotive market also resulted in fierce competition.The differential is the spare parts for motor vehicles designed.The design of the main drivers on the installation of the bridge in between the two axle differential design, mainly related to the differential struct -ure of non-standard parts such as gear parts and standards for design and calculation, but also introduced the development of differential status and the type of differential.For differential selection and the principle of the program have also made a brief note. Reference in the desi -gn of a large amount of literature on the role of differential structure and have a more thoro -ugh understanding. Re-engineering the application of a reasonable differential at the same time also has been related industries must be aware of. Differential through the mapping component map also let me in the field of learning has been improved.

Keywords: Axle, differential, gear structure

目录

摘要.................................................................... I Abstract ................................................................. II 目录.................................................................... I 第一章概述.. (1)

1.1汽车差速器的发展现状 (1)

1.2汽车差速器的功用及其分类 (2)

1.3课题设计初始数据的来源与依据 (3)

第二章差速器的设计方案 (4)

2.1差速器的方案选择及结构分析 (4)

2.2差速器的工作原理 (4)

第三章差速器非标准零件的设计 (8)

3.1对称式行星齿轮设计计算 (8)

3.1.1对称式行星齿轮参数确定 (8)

3.1.2差速器齿轮几何计算图表 (11)

3.1.3差速器齿轮的材料 (12)

3.1.4差速器齿轮强度的计算 (12)

3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (14)

3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (14)

3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计 (14)

3.2.3行星齿轮轴的材料 (14)

3.3差速器垫圈的设计计算 (14)

3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (15)

3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (15)

第四章差速器标准零件的选用 (16)

4.1螺栓的选用和螺栓的材料 (16)

4.2螺母的选用何螺母的材料 (16)

4.3差速器轴承的选用 (16)

第五章差速器总成的装复和调整 (17)

5.1差速器总成的装复 (17)

5.2差速器的零部件的调整 (17)

小结 (18)

致谢 (19)

参考文献 (20)

汽车差速器的概述

第一章概述

1.1汽车差速器的发展现状

在汽车行业发展初期,法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器,汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。如图1-1所示普通差速器的结构分解图。

本世纪六七十年代,世界经济发展进入了一个高速增长期,而去年开始的全球金融危机又让汽车产业在危机中有了发展的机遇,在世界各处都有广阔的市场。从目前来看,我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变,正处于由大到强的发展阶段。由小到大是一个量变的过程,科学发展观对它的影响或许仅限于速度和时间,但是由大到强却是一个质变的过程,能否顺利完成这一个蜕变,科学发展观起着至关重要的作用。然而在这个转型和调整的关键时刻,提高汽车车辆、石油化工、电力通讯差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。

近几年中国汽车差速器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高技术产品方向发展,国企企业新增投资项目逐渐增多。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切,这就使得汽车差速器行业的发展需求增大。差速器的种类趋于多元化,功用趋于完整化,目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器,还有现在各种各样的功能多样的差速器,如:轮间差速器、防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器。其中的托森差速器是一种新型差速器机构,它能解决在其他差速器内差动转矩较小时不能起差速作用的问题和转矩较大时不能自动将差速

器锁死的问题。下面图1-1为普通差速器的结构分解图。这次设计的轮边差速器主要是为克服轮间差速器安装调整不方便,还有因为要布置差速器也使从动齿轮的尺寸受到限制等缺点来设计的。轮边差速器是安装在驱动轮的轮毂内,差速器壳通过行星齿轮轴固定行星齿轮.行星齿轮与半轴齿轮齿合. 绝对直线行驶时.差速器壳和行星齿轮(行星齿轮与半轴齿轮不发生相对转动)一同随减速器被动齿轮转动.称为公转. 行星齿轮饶自身轴线转动称之自转.将两轮悬空.自转方向相反,转速相同. 在转弯时,行星齿轮自转的同时还和差速器壳一起公转.实现两边不等速。

这里我们着重介绍一下一种新型差速器为LMC常互锁差速器:LMC常互锁差速器是由湖北力鸣汽车差速器公司投资5000万元生产的新型差速器预计2009年批量生产,2010年达到验收。LMC常互锁差速器用于0.5---1.5吨级车辆,它能有效地提高车辆的通过性、越野性、可靠性、安全性和经济性,能够满足很多不同条件和不同情况下的车辆要求。这种纯机械、非液压、非液粘、非电控的中央差速分动装置,已申报了美、英、日、韩、俄罗斯等19个国家的专利保护,这一技术不仅仅是一项中国发明,也是一项世界发明。LMC常互锁差速器是由多种类的齿轮系统及相应的轴、壳体组成,具备传统汽车的前轮和后轮轮间差速器、前后桥轴间差速器。LMC常互锁差速分动器通过四支传动轴和轮边减速器带动四个车轮,实现每个车轮独立驱动,在有两个车轮打滑的情况下仍能正常行驶,在冰雪路面、泥泞路面、无路路面上有其独特优势,可以彻底解决

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传统四驱汽车的不足:如不能高速行驶;车轮打滑不能正常行驶;不能实现轴间差速;高油耗问题、功率循环问题;四驱转换麻烦等…。装有LMC常互锁差速分动器的车辆具有以下优点:

(1)提高车辆的通过性:具有混合差速,LMC常互锁差速分动器可实现轮间、轴间、对角任意混合差速和锁止,任何情况下单个车轮、对角线双轮不会发生滑转,即使单个车轮悬空,车辆仍有驱动力而能正常行驶。

(2)提高汽车的传动系的寿命和可靠性:因实现了任意差速,消除了功率循环,克服了分时四驱在四驱状态下传动系统因内耗而产生的差速器、传动轴、分动器等机件磨损,甚至于致命性的损坏,延长了传动系统的使用寿命。

(3)提高车辆的安全性:行车安全、转弯容易、加速性好、制动稳定、操纵轻便安全,无需增加操纵机构。

(4)具有良好的经济性:功能领先、制造成本低,维修简便、节油,经济环保,产品适用性广。

LMC常互锁差速分动器的研发是在经济刺激的影响下产生的产品,符合我国国情的需要。

1.2汽车差速器的功用及其分类

差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的角速度滚动,以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动。

图1-1 汽车转弯时驱动轮运动示意图

汽车行驶时,左右轮在同一时间内所滚动的路程往往不等。如图1-1所示,在转弯时内、外两侧车轮转弯半径R1和R2不同,行程显然不同,即外侧车轮滚过的距离大于内测车轮;汽车在不平的路面行驶时,由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等;即使在平直的路面行驶,由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响,也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行驶不等。如果驱动桥的左、右车轮钢性连接,则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或是滑转。这样不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗。而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生,汽车就要安装差速器,从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度,满足了汽车行驶运动学的要求。而为了方便安装和调

汽车差速器的概述

试差速器,还解决现在差速器的从动齿轮尺寸不受限制所以设计了安装在轮毂的差速器称为轮边差速器,在两轴间分配转矩,保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。使汽车行驶时能作纯滚动运动,提高了车辆的通过性。

差速器按其结构不同可以分为以下几种形式:

1. 齿轮式汽车上广泛采用的是对称锥齿轮式差速器,它具有结构简单、

质量小等优点。它又分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强锁止式差速器等。

2. 凸轮式现在常见的是滑块凸轮式差速器,它是一种高摩擦自锁差速器,结构紧凑、质量小、但是结构较复杂。

3. 蜗轮式蜗轮式差速器也是一种高摩擦自锁差速器,这种差速器结构复杂,制造精度要求高,因而限制了它的应用。

4. 牙嵌式牙嵌式自由轮差速器是自锁式差速器的一种,该差速器工作可靠,使用寿命长,锁紧性能稳定,制造加工也不复杂。

1.3课题设计初始数据的来源与依据

本次设计从学校现有设备和实验便捷程度来考虑,选用的是二汽生产的东风EQ1090载货汽车作为课题设计的原始数据的来源和依据。二汽集团应广大东风汽车客户的各种改进意见建议,从EQ1090开始投产就在不断的改进和提高技术性能、节源性能和稳定性能,到现在EQ1090载货汽车全面完成了向一个新的高质量水平、高性能水平的过渡和转换。汽车载重量是汽车最基本、最重要的技术参数之一,是汽车整体设计的基本依据,在汽车可靠性和经济性上,载重量都将起主导作用。EQ1090型汽车规定的载重量为5000千克。参考的数据有:

1.发动机额定功率为99kw(当发动机转速为3000r/min);

2.发动机额定扭矩为353Nm,最大转矩158Nm(当发动机转速为1200~1400r/min);

3.变速器的传动比为i f=3.704,第低档的传动比为1.00,变速器传动效率η=0.96;

4.主减速器传动比i0=

5.91;

4.半轴杆部直径为φ50mm。

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第二章差速器的设计方案

2.1差速器的方案选择及结构分析

根据东风EQ1090载货汽车的类型,初步选定差速器的种类为对称式行星锥齿轮差速器,安装在驱动桥的两个半轴之间,通过两个半轴把动力传给车轮。现设计简图如下:

图2-1差速器结构方案图

如图2-1,对称式行星锥齿轮主要是差速器左右壳1和4,两个半轴齿轮2、四个行星齿轮3、十字轴5。动力传输到差速器壳1,差速器壳带动十字轴5转动。十字轴又带动安装在它四个轴颈上的行星齿轮3转动,行星齿轮与半轴齿轮相互啮合,所以又将转矩传递给半轴齿轮,半轴齿轮与半轴相连,半轴又将动力传给驱动轮,完成汽车的行驶。其具有结构简单、工作平稳、制造方便、安装方便、调试简单等优点。

差速器的结构分析

(1)行星齿轮3的背面大都做成球面,与差速器壳1配合,保证行星齿轮具有良好的对中性,以利于和两个半轴齿轮2正确地啮合;

(2)由于行星齿轮3和半轴齿轮2是锥齿轮传动,在传递转矩时,沿行星齿轮和半轴齿轮的轴线有很大的轴向作用力,而齿轮和差速器壳之间又有相对运动。为减少齿轮和差速器壳之间的磨损,在半轴齿轮背面与差速器壳相应的摩擦面之间装有平垫圈,而在行星齿轮和差速器壳之间装有球面垫圈。当汽车行驶一定得里程。垫圈磨损后可以通过更换垫圈来调整齿轮的啮合间隙,以提高差速器的寿命。

(3)在中、重型汽车上由于需要传递的转矩较大,所以要安装四个行星齿轮,行星齿轮轴也要用十字轴。

(4)为了保证行星齿轮和十字轴之间有良好的润滑,在十字轴的轴颈铣出了一个平面,以储存润滑油润滑齿轮背面。

2.2差速器的工作原理

差速器的设计方案

差速器采用对称式锥齿轮结构,其原理如下图2-2所示。

图2-2 差速器差速原理图

差速器壳3与行星齿轮5连成一体,形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起,故为主动件,设其角速度为ωo;半轴齿轮1和2为从动件,其角速度为ω1和ω2.A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C,A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。

当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时,显然,处在同一半径r上的A 、B、C三点的圆周速度都相等,其值为ωor.于是,ω1=ω2=ωo,即差速器不起差速作用,而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。

行星齿轮在公转的同时也在进行自传,如图当行星齿轮4除公转外,还绕本身的轴5以角速度ω4自转时,啮合点A的圆周速度为ω1r=ωor+ω4r4,啮合点B的圆周速度为ω

2r=ωor--ω4r4.于是有

ω1r+ω2r=(ωor+ω4r4)+(ωor--ω4r4)

即ω1+ω2=2ωo

若角速度以每分钟转数n表示,则

n1+n2=2no (2-1)

式(2-1)为两半轴齿轮直径相等的对称式齿轮差速器的运动性方程式。它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍,而与行星齿轮转速无关。因此,在汽车转弯行驶或其他行驶情况下,都可以借行星齿轮以相应转速自转,使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。

由式(1--1)可得知:①当任何一侧半轴齿轮的转速为零时,另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍;②当差速器壳转速为零时,若一侧半轴齿轮受到其他外来力矩而转动,则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。

对称式锥齿轮差速器的转矩分配MO:由主减速器传来的转矩,经由差速器壳、行星齿轮轴和行星齿轮传给半轴齿轮。行星齿轮相当于一个等臂杠杆,而两个半轴齿轮的半径也是相等的。因此,当行星齿轮没有自转时,总是将转矩MO平均分配给左、右两半轴齿轮,即M1=M2=M0/2。

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当两半轴齿轮以不同的转速朝相同的方向转动时,设左半轴转速n1大于右半轴转速n2,则行星齿轮将按顺时针的方向绕行星齿轮轴自转。此时行星齿轮孔与行星齿轮轴轴颈间以及齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦。行星齿轮所受的摩擦力矩Mr方向与行星齿轮的转向相反,此摩擦力矩使行星齿轮分别对左、右半轴齿轮附加作用了大小相等而方向相反的两个圆周力,因此当左、右驱动车轮存在转速差时,M1=(M0--Mr)/2,M2=(M0+Mr)/2.左、右车轮上的转矩之差等于差速器的内摩擦力矩Mr。

为了衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性,常以锁紧系数K表示

K=(M2--M1)/M0=Mr/M0

差速器内摩擦力矩Mr和其输入转矩M0(差速器壳体上的力矩)之比定义为差速器锁紧系数K。快慢半轴的转矩之比M2/M1定义为转矩比,以

Kb=M2/M1=(1+K) /(1-K)

目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小,其锁紧系数K=0.05~0.15,转矩比Kb为1.1~1.4.可以认为,无论左、右驱动车轮转速是否相等,其转矩基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于汽车在好的路面上直线或转弯行驶时,都是令人满意。但是当汽车在坏的路面行驶时,却严重影响了通过能力。例如,当汽车的一个驱动车轮接触到泥泞或冰雪路面的时候,在泥泞路面上的车轮原地滑转,而在好路面上的车轮静止不动。这是因为在泥泞路面上车轮与路面上车轮与路面之间附着力很小,路面只能对半轴作用很小的反作用很小的反作用转矩,虽然另一车轮与好路面间的附着力较大,但因对称式锥齿轮差速器具有转矩平均分配的特性,使这一个车轮分配到的转矩只能与传到滑转的驱动车轮上的很小的转矩相等,致使总的驱动力不足以克服行驶阻力,汽车便不能前进。

在图2-3容易看出汽车在直线行驶时候两半轴的转速相等和在转弯行驶时实现两半轴转速不等:

图2-3 差速器工作时转矩变化图

差速器的设计方案

当汽车在直线行驶时,此时行星齿轮轴将转距平均分配两半轴齿轮,两半轴齿轮转速恒等于差速器壳的转速,传递给左右车轮的转矩也是相等的。此时左右车轮的转速时相等的。

而当汽车转弯行驶时,其中一个半轴转动一个角,两半轴的转矩就得不到平均分配,必然出现一个转速大,一个转速小,此时汽车就平稳地完成了转弯行驶。

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第三章差速器非标准零件的设计

由于差速器壳上装着主减速器的从动齿轮,所以差速器的从动锥齿轮尺寸受到主减速器从动齿轮轴承支承座以及主动齿轮导向轴承座的限制。而因为此次设计的是安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器,所以尺寸受到轴承座的限制。轮边差速器的非标准零主要有从动锥齿轮(对称式锥齿轮)、行星齿轮轴(十字轴)等等。

3.1对称式行星齿轮设计计算

对于安装在半轴之间的差速器它的尺寸受到轴承座的限制,而影响差速器尺寸的主要就是齿轮的尺寸,所以如何把齿轮设计得更加优化就显得更加重要。如下图3-1为行星齿轮初步方案图。

图3-1行星齿轮的方案图

3.1.1对称式行星齿轮参数确定

1.行星齿轮齿数目n的确定

行星齿轮数目需要根据承载情况来选择,在承载不大的情况下可以取两个,反之就取四个。而东风EQ1090载货汽车选择的是两个行星齿轮即n=4。

2.行星齿轮球面半径的确定R B以及节锥距A0的计算

行星齿轮差速器的结构尺寸,通常取决于行星齿轮的背面的球面半径,它就是行星齿轮的安装尺寸,实际上代表了差速器锥齿轮的节锥距,因此在一定程度上也反映了差速器锥齿轮节锥距的大小和承载能力即是强度。

球面半径可按照如下公式确定:

3T

R B

K

B mm (3-1)

上式中:K B——为行星齿轮球面半径系数。可取2.52~2.99,对于有2个行星齿轮的载货汽车取小值;对于有四个行星齿轮的乘用车和矿用车取最大

值;

T——为差速器计算转矩(N.m),T=min[Tce, Tcs];取Tce和Tcs的较小值;

差速器非标准零件的设计

R B ——为球面半径。

转矩的计算 r p 0am ax gh r n i =0.377v i (3-2)

上式中: r r ——为车轮的滚动半径, 取r r =0.398m ;

i gh ——变速器量高档传动比。i gh =1

根据所选定的主减速比i 0值,就可基本上确定主减速器的减速型式(单级、双级等以及是否需要轮边减速器),并使之与汽车总布置所要求的离地间隙相适应。

把n n =5200r/n ;v amax =140km/h ; r r =0.398m ; i gh =1代入(3-2)中

计算出 i o =5.91;

从动锥齿轮计算转矩Tce

n i i i k T k T f e d ce η01max = (3-3)

上式中: Tce ——计算转矩,Nm ;

T emax ——发动机最大转矩;T emax =158 Nm

n ——为驱动桥数,取1;

i f ——为变速器传动比,i f =3.704;

i 0——为主减速器传动比,i 0=5.91;

η——为变速器传动效率,η=0.96;

k ——为液力变矩器变矩系数,k =1;

k d ——为由于猛接离合器而产生的动载系数,k d =1;

i 1——为变速器最低挡传动比,i 1=1;

代入式(3——3)中,有:

Tce=3320.4 Nm

主动锥齿轮计算转矩Tcs =8960.4Nm.T 取较小值,即有T= Tce=3320.4 Nm ;

将以上数据代入式(3-1)有

B R =2.734..3320=40mm

而行星齿轮节锥距A 0为:A 0=(0.98~0.99)B R =(0.98~0.99)40=40mm

所以预选其节锥距A 0=40mm

3.行星齿轮与半轴齿轮齿数计算

(1)行星齿轮和半轴齿轮齿数的确定

为了使轮齿获得较高的强度,希望取得较大的模数,但是尺寸会增大影响差速器的安装,于是又要求行星齿轮的齿数Z 1应该取少一些,但Z 1一般不少于10。半轴齿轮的齿数一般采用14~25之间,大多数汽车的行星齿轮与半轴齿轮的齿数Z 2比Z 1/Z 2在1.5~2.0的范围内。

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差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的,因此,在确定这两种齿轮齿数时,应考虑它们之间的装配关系,在任何圆锥行星齿轮式差速器中,左右两半轴齿轮的齿数Z 2L 、Z 2R 之和必须能被行星齿轮的数目所整除,以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围,否则,差速器将无法安装,即应满足的安装条件为:

I n z z R

L =+22 (3-4)

上式中: Z 2L 、Z 2R ——为左右半轴齿轮的齿数,对于对称式圆锥齿轮差速器来说,

Z 2L =Z 2R ;

n ——为行星齿轮数目;

I ——任意整数。

根据上述可在此Z 1=12;Z 2=20 , 满足以上要求。

(2)差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定

首先可以根据下面公式求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角1γ,2γ;

211a r c t a n z z

=γ=1810

arctan 1γ=90°-2γ° (3-5)

将1z =12,2z =20代入上述式子中可求得

1γ=30.96° ;2γ=59.04°

第二步再按下式求出圆锥齿轮的大端端面模数m

m=110

sin 2γz A =220sin 2γz A =??96.30sin 1227.402=3.35

查阅相关文献可取m=4mm

最后而根据齿轮设计计算公式即有:

12411?==mz d ; d 2=mz 2=4×20=80mm

4.压力角α

目前,汽车差速器的齿轮大都采用22.5°的压力角,齿高系数为0.8。最小齿数可减少到10,并且在小齿轮(行星齿轮)齿顶不变尖的条件下,还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚,从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。由于这种齿形的最小齿数比压力角为20°的少,在此选22.5°的压力角。某些总质量较大的商用车采用25°压力角以提高齿轮强度。

5.行星齿轮安装孔的直径φ及其深度L

行星齿轮的安装孔的直径φ与行星齿轮轴的名义尺寸相同,而行星齿轮的安装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度,通常取:

φ1.1=L (3-6)

差速器非标准零件的设计

[]nl T c σφ1.1103

0?=

(3-7) []nl T L c ??==σφφ30210

1.1 (3-8)

上面式中:——0T 为差速器传递的转矩,N ·m ;在此取3320.4N ·m

——n 为行星齿轮的数目;在此取为4

——l 为行星齿轮支承面中点至锥顶的距离,mm ,约为半轴齿轮齿宽中

点处平均直径的一半即是 l ≈0.5 d 2’, d 2’为半轴齿轮齿面宽中点处

的直径,而d 2’=0.8 d 2;

——[]c σ为支承面的许用挤压应力,在此取69 MPa

根据上式有 d 2’=0.8×80=64mm ; l =0.5×64=32mm

将上述计算出的结果代入到式(3-6)和(3-7)中即可得

φ≈28mm ; L=20.24≈20mm

3.1.2差速器齿轮几何计算图表

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3.1.3差速器齿轮的材料

差速器齿轮和主减速器齿轮一样,基本上都是用渗碳合金钢制造,目前用于制造差速器锥齿轮的材料为20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齿轮轮齿要求的精度较低,所以精锻差速器齿轮工艺已被广泛应用。要考虑齿轮的许用应力和弯曲强度,此次选用的齿轮材料为20CrMnTi。查阅《工程材料》相关资料可知此材料的许用应力为[210 MPa ~980MPa]。

3.1.4差速器齿轮强度的计算

差速器齿轮的尺寸受结构限制,而且承受的载荷较大,它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态,只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时,或一侧车轮打滑而滑转时,差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动。因此对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度校核。轮齿弯曲强度wσ为:

差速器非标准零件的设计

322210s m w v n Tk k k m b d J σ=? MPa (3-9)

上式中: T ——为差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩,其计算式n T T 6

.00?=在此将T 取为498.06N ·m ;

n ——为差速器的行星齿轮数;

b 2、d 2——分别为半轴齿轮齿宽及其大端分度圆直径mm ;

s K ——为尺寸系数,反映材料的不均匀性,与齿轮尺寸和热处理有关, 当m6.1≥时,44.25m

K s =,在此44.254

=s K =0.629;

m K ——为载荷分配系数,当两个齿轮均用骑马式支承型式时,m K =1.00~

1.1;其他方式支承时取1.10~1.25。支承刚度大时取最小值。

v K ——为质量系数,对于汽车驱动桥齿轮,当齿轮接触良好,周节及径向

跳动精度高时,可取1.0;

J ——为计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数,参照图3-2可取

J =0.225。

当T=min [Tce,Tcs ]时,[w σ]=980 Mpa ;当T= T cf 时,[w σ]=210Mpa 。

图3-2 弯曲计算用综合系数

根据上式(3——9)可得:

w σ=225.0802020629

.01.106.4981023???????=478.6MPa 〈980 MPa

所以,差速器齿轮满足弯曲强度要求。

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3.2差速器行星齿轮轴的设计计算

3.2.1行星齿轮轴的分类及选用

行星齿轮的种类有很多,而差速器齿轮轴的种类也很多,最常见的是一字轴和

十字轴,在小型汽车上由于转矩不大,所以要用一字轴,而载货的大质量的汽车传

递的转矩较大,为了轴的使用寿命以及提高轴的承载能力,常用十字轴,由四个轴

轴颈来分配转矩。可以有效的提高轴的使用寿命。

此次设计主要参考东风EQ1090载货汽车,所以选用的是行星齿轮十字轴。如图3-3所示:

图3-3十字轴的结构方案图

3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计

由行星齿轮的支承长度为4.

L≈20mm,根据安装时候的方便选择轴颈的长

=

18

1.1?

度为L1为45 mm;而行星齿轮安装孔的直径d1为28mm,所以轴颈的直径d2预选为28mm。

3.2.3行星齿轮轴的材料

轴的选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。

轴的常用材料主要有碳素钢和合金钢。碳素钢价廉,对应力集中敏感性比合金钢低,应用较为广泛,对重要或者承受较大的轴,宜选用35、40、45和50等优质碳素钢,其中以45钢最常用。所以此次选用的轴的材料为45钢。

3.3差速器垫圈的设计计算

垫圈是垫在连接件与螺母之间的零件,一般为扁平形的金属环,用来保护被接件的表面不受螺母擦伤,分散螺母对被接件的压力。垫圈的种类有:弹簧垫圈、平垫圈、密封垫圈、球面垫圈等。垫圈的材料通常是软钢、青铜、尼龙、聚甲醛塑料。

差速器非标准零件的设计

在差速器传递转矩的时候。行星齿轮和半轴齿轮要受到很大的轴向力,而齿轮和差速器壳之间又有相对运动,所以要用垫圈以减少磨损。差速器要用到两个垫圈,一个垫圈是半轴齿轮支承垫圈为圆形平垫圈,连接件一个是软质地的,一个是硬质地较脆的,其主要作用是增大接触面积,分散压力,防止把质地远的压坏。另外一个是差速器行星齿轮支承垫圈为球面垫圈。球面垫圈将行星齿轮和行星十字轴固定在一起传递转矩。3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计

如下图3-4所示:为平垫圈的结构方案简图。

图3-4 平垫圈

参考东风EQ1090载货汽车的半轴直径的数据为50mm,如图3-4(a)所示,按照装配关系可选择半轴齿轮平垫圈的安装孔直径D要大于50 mm,初步预选安装孔直径D2为50.5mm,由图3-4(b)根据安装简易程度选取垫圈的厚度h为1.6mm.选用的材料是聚甲醛塑料。

3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计

图3-5 球面垫圈

由十字轴轴颈的直径为28mm,根据装配关系选择球形垫圈的安装孔直径D2为28 mm,厚度h为1.1mm,选用的材料是聚甲醛塑料。

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第四章差速器标准零件的选用

4.1螺栓的选用和螺栓的材料

螺栓的种类很多,随着机械及其他相关行业的发展,对螺栓的要求也越来越高,既要要求螺栓具有较高的强度又要其精密度高。目前常见的螺栓有六角头螺栓(全螺纹)、六角头铰制孔用螺栓、六角头螺杆带孔螺栓等。

而东风EQ1090载货车在1984年以前的连接后桥从动锥齿轮和左差速器壳的12个M12×1.5的螺栓改为M14×1.5的螺栓。1984年以前的连接螺栓拧紧后容易发热松动,松动的原因为大齿轮与差速器左壳之间没有传动销,螺栓的拧紧力矩不足[仅为

784~98Nm],拧紧力矩所造成的从动齿轮与差速器左壳贴合面之间的摩擦力矩,不足以承受由于汽车行驶工况经常变化,所导致的交变载荷,造成贴合面间的松动。因此,从动齿轮与差速器左壳之间的连接螺栓要有足够大的拧紧力矩,大的拧紧力矩要求较大直径的连接螺栓。因此,在生产条件的允许下,将连接螺栓加大为M14×1.5,拧紧力矩加大为137.2~156.8 Nm,使情况有了较大的改善,而现在使用的是六角头螺栓,尺寸为M14×1.5,细牙螺纹。即为GB/T 5782 M14×1.5.

现在生产螺栓的原材料一般是碳素钢、不锈钢、铜三种,为了加强螺栓的强度,此次选用的是碳素钢。

4.2螺母的选用何螺母的材料

我们课本上所学的螺母有六角薄螺母、六角开槽螺母。在机械行业、汽车行业以及相关行业经过几年的发展,螺母的种类和型号也越来越齐全。根据差速器已选定的尺寸为M14×1.5的螺栓,所以由装配关系选择差速器螺母应该为M14的,性能等级为8

级的,不经过表面处理、A及的I型六角螺母:即是GB/T6170 M14.符合东风EQ1090载货汽车的螺栓要求。

现在一般生产地螺母原材料一般是碳素钢、不锈钢、铜三种,为了加强螺栓的强度,此次选用的是碳素钢。

4.3差速器轴承的选用

轴承是支撑着轴的零件。可以引导轴的旋转,也可以承受轴上空转的零件。根据装配关系和连接零件的形状选用的轴承为圆锥滚子轴承。由差速器和半轴的计算数据可取差速器轴承外径为140 mm左右,内径为80 mm左右。参考《机械设计课程设计手册》选取的圆锥滚子轴承的型号是30216 GB/T 297---1994.

差速器开题报告

山东科技大学 本科毕业设计(论文)开题报告 题目 学院名称机械电子工程学院 专业班级机械设计制造及其自动化07-4 学生姓名魏循中 学号 200703021225 指导教师李学艺 填表时间: 2011年 3月 21 日 填表说明 1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式,用a4纸打印。 4.参考文献不少于8篇,其中应有适当的外文资料(一般不少于2篇)。 5.开题报告作为毕业设计(论文)资料,与毕业设计(论文)一同存档。篇二:汽车差速器毕业设计开题报告 轻型载货汽车的差速器设计 2. 课题研究背景和意义 目前国内轻型货车乃至重型货车的差速器产品的技术基本来源于美国、德国、日本等几个传统的工业国家,我国现有的技术基本上是引进国外技术而发展的,在目前看来有了一定的成果和规模,但是们目前我国的差速器没有自己的核心技术产品,开发能力依然很弱、影响了整车新车的开发成本,所以在差速器开发的技术开发上还有很长的路要走。 在汽车行业发展初期,法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器,汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。汽车差速器是汽车传动中的最重要的部件之一,它有三大作用:首先是将发动机输出的动力传输到车轮上;其次,将主减速器已经增加的扭矩一分为二的分配给左右两根半轴;然后,它担任汽车主减速齿轮,在动力传输至车轮前将传动系的转速减下来,将动力传到车轮上,同时允许两侧车轮以不同的轮速转动。差速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用,是汽车设计的重点之一。 3. 1国内外发展动态 从目前来看,我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变,正处于由大到强的发展阶段。由小到大是一个量变的过程,科学发展观对它的影响或许仅限于速度和时间,但由大到强却是一个质变的过程,能否顺利完成这一蜕变,科学发展观起着至关重要的作用。然而,在这个转型和调整的关键时刻,提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。近年来年中国汽车差速器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切,这使得汽车差速器行业的发展需求增大。对国外而言,国外的那些差速器生产企业的研究水平已经很高,而且还在不断地进步,年销售额达到18亿美金的伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商,主要产品包括发动机气体管理部分及动力控制系统,其中属于动力控制系统的差速器类产品年销售量达250万只,在同类产品居领导地位。国内的差速器起步较晚,目前的发展主要靠引进消化国外产品来满足需求。 3.2差速器的发展趋势 差速器作为车辆上必不可少的重要传动零件,要使车辆的舒适性以及通过性有所提高,

差速器毕业设计

目录 摘要 .............................................................................................................................................. I Abstract........................................................................................................................................... II 1 引言 (3) 1.1 差速器的作用 (3) 1.2 差速器的工作原理 (3) 1.3 差速器的方案选择及结构分析 (7) 1.3.1 差速器的方案选择 (7) 1.3.2差速器的结构分析 (7) 2 差速器的设计 (8) 2.1 差速器设计初始数据的来源与依据 (8) 2.2 差速器齿轮的基本参数的选择 (8) 2.3 差速器齿轮的几何尺寸计算 (12) 2.3.1 差速器直齿锥齿轮的几何参数 (12) 2.3.2 差速器齿轮的材料选用 (13) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (14) 3 差速器行星齿轮轴的设计计算 (15) 3.1 行星齿轮轴的分类及选用 (15) 3.2 行星齿轮轴的尺寸设计 (16) 3.3 行星齿轮轴材料的选择 (16) 3.4 差速器垫圈的设计计算 (16) 3.4.1 半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (17) 3.4.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (17) 4 差速器标准零件的选用 (17) 4.1 螺栓的选用和螺栓的材料 (17) 4.2 螺母的选用和螺母的材料 (18) 4.3 差速器轴承的选用 (18) 4.4 十字轴键的选用 (18) 5 半轴的设计 (18) 5.1 半轴的选型 (18) 5.2 半轴的设计计算 (19) 5.2.1 半轴的受力分析 (19) 5.2.2 半轴计算载荷的确定 (20) 5.2.3 半轴杆部直径初选 (21) 5.2.4 半轴的强度计算 (21) 5.2.5 半轴的材料 (22) 6 差速器总成的装配和调整 (23) 6.1 差速器总成的装配 (23) 6.2 差速器总成的装配 (23)

汽车差速器与主减速器设计毕业设计

摘要 本文介绍了轿车差速器与主减速器的设计建模过程,论述了轿车差速器与主减速器的结构和工作原理,通过对轿车主要参数的分析与计算对差速器和主减速器进行设计,并使用Pro/E对差速器与主减速器进行3D建模,生成2D工程图。完成装配后,对主减速器、差速器进行运动仿真,以论证差速器的差速器原理。 关键词:建模,差速器,主减速器,分析

Abstract This paper discusses the automobile differential design and modeling process of the final drive, and the structure and the principle of automobile differential and the final drive.the car After the analysis and calculation of final drive and differential,to use Pro/E to complete make 3D model of the final drive and differential, then to produce 2D drawings.There is going to analysis the final drive to prove the principle after finishing the composing. Keywords: Modeling, Differential,Final drive,Analysis

目录 摘要........................................................ I Abstract ................................................... II 目录...................................................... III 1绪论 (1) 1.1课题来源 (1) 1.2课题研究现状 (1) 1.2.1国内外汽车行业CAD研究与应用情况 (1) 1.3主减速器的研究现状 (1) 1.4 差速器的研究现状 (2) 1.5 课题研究的主要内容 (3) 2QY7180概念轿车主减速器与差速器总体设计 (4) 2.1QY7180概念轿车主要参数与主减速器、差速器结构选型 (4) 2.1.1QY7180概念轿车的主要参数 (4) 2.1.2QY7180概念轿车主减速器与差速器结构选型 (4) 2.2主减速器与差速器的结构与工作原理 (5) 2.3QY7180概念轿车主减速器主减速比i0的确定 (6) 3主减速器和差速器主要参数选择与计算 (7) 3.1主减速器齿轮计算载荷的确定 (7) 3.1.1按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动齿轮的计算转 矩Tce (7) 3.1.2按驱动车轮打滑转矩确定从动齿轮的计算转矩Tcs (7) 3.1.3按日常平均使用转矩来确定从动齿轮的计算转矩 (8) 3.2主减速器齿轮传动设计 (8) 3.2.1按齿面接触强度设计 (8)

汽车差速器的设计与分析

摘要 本次毕业设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算,同时也介绍了差速器的发展现状和差速器的种类,对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献,因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解,通过利用CATIA软件对差速器进行建模工作,也让我在学习方面得到了提高。 关键词:半轴,差速器,齿轮结构

目录 1.引言 (1) 1.1汽车差速器研究的背景及意义 (1) 1.2汽车差速器国内外研究现状 (1) 1.2.1国外差速器生产企业的研究现状 (1) 1.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状 (2) 1.3汽车差速器的功用及其分类 (3) 1.4毕业设计初始数据的来源与依据 (4) 1.5本章小结 (5) 2.差速器的设计方案 (6) 2.1差速器的方案选择及结构分析 (6) 2.2差速器的工作原理 (7) 2.3本章小结 (9) 3.差速器非标准零件的设计 (10) 3.1对称式行星齿轮的设计计算 (10) 3.1.1对称式差速器齿轮参数的确定 (10) 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表 (15) 3.1.3差速器齿轮的强度计算 (17) 3.1.4差速器齿轮材料的选择 (18) 3.1.5差速器齿轮的设计方案 (19) 3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (19) 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (19) 3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计 (20) 3.2.3行星齿轮轴材料的选择 (20) 3.3差速器垫圈的设计计算 (20) 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (21) 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (21) 3.4本章小结 (21) 4.差速器标准零件的选用 (22)

普通锥齿轮差速器设计

第一章绪论 汽车行驶时,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如,转弯时内、外两侧车轮行程显然不同,即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮;汽车在不平路面上行驶时,由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等;即使在平直路面上行驶,由于轮胎气压、轮胎符合、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响,也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右、车轮刚性连接,则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗,而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生,汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器,从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度,满足了汽车行驶运动学的要求;在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器,以提高通过性,同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷,使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩,并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器按其结构特征不同,分为齿轮、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 本次设计选择的是对称锥齿轮式差速器中的普通锥齿轮式差速器。

第二章 普通锥齿轮差速器基本原理 普通锥齿轮差速器由于结构简单、工作平稳可靠,一直广泛用于一般使用条件下的汽车驱动桥中。图2-1为其示意图,图中ω0为差速器壳的角速度; ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速 度;To 为差速器壳接受的转矩;T r 为 差速器的内摩擦力矩;T 1、T 2分别为左、右两半轴对差速器的 反转矩。 图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图 根据运动分析可得 ω1+ω2=2ω0 (2 - 1) 显然,当一侧半轴不转时,另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转;当差速器壳体不转时,左右半轴将等速反向旋转。 根据力矩平衡可得 T0 T2T1T0T1-T2{ =+= (2 - 2) 差速器性能常以锁紧系数k 是来表征,定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比,由下式确定 K=r T /0T (2 - 3) 结合式(5—24)可得 k ) -0.5T0(1T1k ) 0.5T0(1T2{ =+= (2 - 4) 定义快慢转半轴的转矩比kb=T2/T1,则kb 与k 之间有

文献综述-汽车差速器的设计

汽车差速器的设计 摘要:本文阐述了汽车差速器的历史、现状以及未来的发展趋势,通过对差速器的结构、作用和工作原理进行分析,最后确定研究课题使用差速器类型为对称式圆锥行星齿轮差速器。 关键词:汽车; 差速器; 对称式圆锥行星齿轮

引言 当汽车转弯时,由于外侧轮有滑脱现象,内侧轮有滑转现象,两个驱动轮就会产生两个方向相反的附加力,由于“最小能耗原理”,必然导致两边车轮的转速不同,从而破坏了三者的平衡关系,并通过半轴反映到半轴齿轮上,迫使行星齿轮自转,使外侧半轴转速加快,内侧半轴转速减慢,从而实现两边车轮转速的差异,这就是差速器的原理。这里涉及到“最小耗能原理”,也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个完内,豆子就会自动停留在这个碗的碗底,它自动选择静止(动能最小)而不会不断运动[1]。同样的,车轮在转弯时也会自动趋向最低耗能状态,自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。 1汽车差速器的发展历史 汽车自上个世纪末诞生以来,已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度,跑到现在,竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年,汽车发展的速度是如此惊人!同时,汽车工业也造就了多位巨人,他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。在我国,随着长春第一生产汽车厂的建成投产,1955年生产了61辆汽车,才结束了我国一直不能生产汽车的历史。经过几十年的努力,目前我国建立了自己的汽车工业[2]。在汽车行业发展初期,法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器,它作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。 汽车行驶时,左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如,转弯时内、外两侧车轮行程显然不同,即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮;即使在平直路面上行驶,由于轮胎气压、轮胎负载、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响,也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接,则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗,而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生,汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器,从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度,满足了汽车行驶运动学的要求;在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器,以提高通过性,同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷,使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等等[3]。基于以上事实,

差速器设计3.31分析

差速器设计 在车辆行驶过程中,会碰到多种情形的车况,导致左右车轮的行走的里程不同,即左右车轮会以不同的速度行驶,即会有左右车轮的转速不同。例如: (1)汽车在进行转弯时,外侧的车轮要经过更多的路程,速度要比内侧车轮速度大; (2)当车辆上的货物装的左右不均匀时,两侧车轮也会产生速度差; (3)当两侧车轮的气压不相等时,会导致车轮外径大小不同,导致速度差; (4)当一侧车轮碰到有阻碍,另一侧没有阻碍或是两侧车轮都碰到阻碍,但阻碍的情况不同时,也会有速度差; (5)当两侧车轮的磨损状况不同时,也会导致车轮大小不同,或者是受到的摩檫力矩大小不同,产生速度差; 所以从上述列出的几种情况中可以得出这样一个结论,即使是在直线道路上行驶,左右车轮也会不可避免地出现速度差。如果此时两侧车轮是由一根驱动轴驱动,那么传给两侧车轮的转速一样,那么无论是在什么路况下行驶,必然会发生车轮的滑移或者滑转现象。在这种情况下,轮胎的损耗将比正常情况下的损耗剧烈,同时也使得发动机的功率得不到充分的发挥。另一方面也会使得车辆不能按照预订的要求行驶,可能造成危险。为了使车轮相对地面的滑磨尽量减少,因此在驱动桥中安装有差速器,并通过两侧半轴驱动车轮,使得两侧的车轮可以以不同的速度行驶,使车轮接近纯滚动。 差速器按结构可分为齿轮式、凸轮式、涡轮式和牙嵌式等多种型式。在一般用途的汽车上,差速器常选择对称锥齿轮式差速器。它的特点是,左右两个半轴齿轮大小相同,然后将转矩分配给左右两个驱动轮。因此此次设计选用对称式锥齿轮式差速器。 差速器结构: P147图 差速器壳由左右两半组成,用螺栓固定在一起整个壳体的两端以锥形滚柱轴承支承在主传动壳体的支座内,上面用螺钉固定着轴承盖。两轴承的外端装有调整圈,用以调整轴承的紧度。并能配合主动齿轮轴轴承壳与壳体之间的调整垫片,调整主动,从动锥齿轮的啮合间隙和啮合印痕。为了防止松动,在调整圈外缘齿间装有锁片,锁片用螺钉固定在轴承盖上。 十字轴的4个轴颈分别装在差速器壳的轴孔内,其中心线与差速器的分界面重合。从动齿轮固定在差速器壳体上,当从动齿轮转动时,便带动差速器壳体和十字轴一起转动。 4个行星齿轮分别活动地装在十字轴轴颈上,两个半轴齿轮分别装在十字轴的左右两侧,与4个行星齿轮常啮合,半轴齿轮的延长套内表面制有花键,与半轴内端部用花键连接,这样就把十字轴传来的动力经4个行星齿轮和2个半轴齿轮分别传给两个半轴。行星齿轮背面做成球面,以保证更好地使半轴齿轮正确啮和以及定中心。 行星齿轮和半轴齿轮在转动时,其背面和差速器壳体会造成相互磨损,为减少磨损,在它们之间要装有止推垫片,那么就可用垫片的磨损来减少差速器和半轴的磨损,当磨损到一定程度时,只需更换垫片即可,这样既延长了主要零件的使用寿命,又便于维修。另外,差速器工作时,齿轮又和各轴颈及支座之间有相对的转动,为保证它们之间的润滑,在十字轴上铣有平面,并在齿轮的齿间钻有小孔,供润滑油循环进行润滑。在差速器壳上还制有窗孔,以确保壳中的润滑油能进出差速器。 差速器工作原理 P148

差速器毕业设计-论文

目录 摘要.................................... I Abstract .................................... II 1 引言 (3) 1.1 差速器的作用. (3) 1.2 差速器的工作原理. (3) 1.3 差速器的方案选择及结构分析. (7) 1.3.1 差速器的方案选择. (7) 1.3.2 差速器的结构分析 (7) 2 差速器的设计. (8) 2.1 差速器设计初始数据的来源与依据. (8) 2.2 差速器齿轮的基本参数的选择. (8) 2.3 差速器齿轮的几何尺寸计算. (12) 2.3.1 差速器直齿锥齿轮的几何参数. (12) 2.3.2 差速器齿轮的材料选用. (13) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算. (14) 3 差速器行星齿轮轴的设计计算. (15) 3.1 行星齿轮轴的分类及选用. (15) 3.2 行星齿轮轴的尺寸设计. (16) 3.3 行星齿轮轴材料的选择. (16) 3.4 差速器垫圈的设计计算. (16) 3.4.1 半轴齿轮平垫圈的尺寸设计. (17) 3.4.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计. (17) 4 差速器标准零件的选用. (17) 4.1 螺栓的选用和螺栓的材料. (17) 4.2 螺母的选用和螺母的材料. (18) 4.3 差速器轴承的选用. (18) 4.4 十字轴键的选用. (18) 5 半轴的设计. (18) 5.1 半轴的选型. (18) 5.2 半轴的设计计算. (19) 5.2.1 半轴的受力分析. (19) 5.2.2 半轴计算载荷的确定. (20) 5.2.3 半轴杆部直径初选. (21) 5.2.4 半轴的强度计算. (21) 5.2.5 半轴的材料. (22) 6 差速器总成的装配和调整. (23) 6.1 差速器总成的装配. (23) 6.2 差速器总成的装配. (23)

汽车差速器三维建模设计

差速器设计 汽车在行驶过程中,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的,如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短;左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等;左右两轮接触的路面条件不同,行驶阻力不等等。这样,如果驱动桥的左、右车轮刚性连接,则不论转弯行驶或直线行驶,均会引起车轮在路面上的滑移或滑转,一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗,另一方面会使转向沉重,通过性和操纵稳定性变坏。为此,在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器,以提高通过性,同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩,并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 一、差速器结构形式选择 (一)齿轮式差速器 汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器,具有结构简单、质量较小等优点,应用广泛。他又可分为普通 锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器 和强制锁止式差速器等 1.普通锥齿轮式差速器 由于普通锥齿轮式差速器结 构简单、工作平稳可靠,所以广泛 应用于一般使用条件的汽车驱动 桥中。图5—19为其示意图,图中 ω0为差速器壳的角速度;ω1、ω 2分别为左、右两半轴的角速度; To为差速器壳接受的转矩;T r为差速器的内摩擦力矩;T1、T2分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。 根据运动分析可得 ω1+ω2=2ω0 (5—23) 显然,当一侧半轴不转时,另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转;当

机械毕业设计英文外文翻译402驱动桥和差速器 (2)

附录 附录A Drive axle/differential All vehicles have some type of drive axle/differential assembly incorporated into the driveline. Whether it is front, rear or four wheel drive, differentials are necessary for the smooth application of engine power to the road. Powerflow The drive axle must transmit power through a 90° angle. The flow of power in conventional front engine/rear wheel drive vehicles moves from the engine to the drive axle in approximately a straight line. However, at the drive axle, the power must be turned at right angles (from the line of the driveshaft) and directed to the drive wheels. This is accomplished by a pinion drive gear, which turns a circular ring gear. The ring gear is attached to a differential housing, containing a set of smaller gears that are splined to the inner end of each axle shaft. As the housing is rotated, the internal differential gears turn the axle shafts, which are also attached to the drive wheels.

差速器设计说明书

学号成绩 汽车专业综合实践说明书 设计名称:汽车差速器设计 设计时间 2012年 6月 系别机电工程系 专业汽车服务工程 班级 姓名 指导教师 2012 年 06 月 18日

目 录 任务设计书 已知条件:(1)假设地面的附着系数足够大; (2)发动机到主传动主动齿轮的传动效率96.0=w η; (3)车速度允许误差为±3%; (4)工作情况:每天工作16小时,连续运转,载荷较平稳; (5)工作环境:湿度和粉尘含量设为正常状态,环境最高温度为30 度; (6)要求齿轮使用寿命为17年(每年按300天计,每天平均10小时); (7)生产批量:中等。 (8)半轴齿轮、行星齿轮齿数,可参考同类车型选定,也可自己设计。 (9)主传动比、转矩比参数选择不得雷同。 差速器的功用类型及组成 差速器——能使同一驱动桥的左右车轮或两驱动桥之间以不同角速度旋转,并传递转矩的机构。起轮间差速作用的称为轮间差速器,起桥间作用的称桥间(轴间)差速器。轮间差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右驱动轮以不同的转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动。 1.齿轮式差速器 齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。 按两侧的输出转矩是否相等,齿轮差速器有对称式(等转矩式)和不对称式(不等转矩式)。目前汽车上广泛采用的是对称式锥齿轮差速器,具有结构简单、质量较小等优点,应用广泛。它又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。其结构见下图:

2.滑块凸轮式差速器 图二—2为双排径向滑块凸轮式差速器。 差速器的主动件是与差速器壳1连接在一起的套,套上有两排径向孔,滑块2装于孔中并可作径向滑动。滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴用花键连接。当差速器传递动力时,主动套带动滑块并通过滑块带动内、外凸轮旋转,同时允许内、外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺线,为加工简单起见,可用圆弧曲线代替。

机械毕业设计(论文)-汽车差速器设计与分析【全套图纸】

机械毕业设计(论文)-汽车差速器设计与分析【全套图纸】

摘要 摘要 在去年金融危机的影响下,汽车产业结构的重组给汽车的发展带来了新的机遇,与汽车相关的各行各业更加注重汽车的质量。差速器作为汽车必不可少的组成部分之一也在汽车市场上产生了激烈的竞争。此次就是针对汽车差速器这一零件进行设计的。本次设计主要对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件设计计算,同时也介绍了差速器的发展现状和差速器的种类。对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献,因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解。再设计出合理适用的差速器的同时也对差速器相关的行业有了一定得认识。通过绘制差速器的组件图也让我在学习方面得到了提高。 关键词:差速器、齿轮结构、设计计算 全套图纸,加153893706

Abstract Abstract In the last year under the impact of financial crisis, automotive industrial restructuring brought about by the development of motor vehicles to new opportunities, and automotive related businesses pay more attention to the quality of cars.Differential as an integral part of car, one of the automotive market also resulted in fierce competition.The differential is the spare parts for motor vehicles designed.The design of the main drivers on the installation of the bridge in between the two axle differential design, mainly related to the differential struct -ure of non-standard parts such as gear parts and standards for design and calculation, but also introduced the development of differential status and the type of differential. For differential selection and the principle of the program have also made a brief note. Reference in the desi -gn of a large amount of literature on the role of differential structure and have a more thoro -ugh understanding. Re-engineering the application of a reasonable differential at the same time also has been related industries must be aware of. Differential through the mapping component map also let me in the field of learning has been improved. Keywords:differential, gear structure,design

托森差速器的设计说明书(可编辑)

托森差速器的设计说明书(可编辑)本科毕业设计(论文)通过答辩 目录 一 . 托森差速器的简介 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 二 . 托森差速器的工作原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 三 . 蜗轮、蜗杆设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 四 . 蜗杆前、后轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 五 . 空心轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 六 . 直齿圆柱齿轮设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1 七 . 蜗轮轴设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4 八 . 差速器外壳的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 6 九 . 参考车型相关数据 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7 十 . 设计心得 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7

汽车差速器的设计与分析毕业论文

本次毕业设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算,同时也介绍了 差速器的发展现状和差速器的种类,对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献,因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解,通过利用CATIA软件对差速器进行建模工作,也让我在学习方面得到了提高。 关键词:半轴,差速器,齿轮结构

1. 引言 (1) 1.1汽车差速器研究的背景及意义 (1) 1.2汽车差速器国内外研究现状 (1) 1.2.1国外差速器生产企业的研究现状 (1) 1.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状 (2) 1.3汽车差速器的功用及其分类 (4) 1.4毕业设计初始数据的来源与依据 (5) 1.5本章小结 (6) 2. 差速器的设计方案 (7) 2.1差速器的方案选择及结构分析 (7) 2.2差速器的工作原理 (8) 2.3本章小结 (11) 3. 差速器非标准零件的设计 (12) 3.1 对称式行星齿轮的设计计算 (12) 3.1.1对称式差速器齿轮参数的确定 (12) 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表 (17) 3.1.3差速器齿轮的强度计算 (19) 3.1.4差速器齿轮材料的选择 (20) 3.1.5差速器齿轮的设计方案 (21) 3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (21) 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (21)

322行星齿轮轴的尺寸设计 (22) 323行星齿轮轴材料的选择 (22) 3.3差速器垫圈的设计计算 (22) 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (23) 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (23) 3.4本章小结 (24) 4. 差速器标准零件的选用 (25) 4.1螺栓的选用和螺栓的材料 (25) 4.2螺母的选用和螺母的材料 (25) 4.3差速器轴承的选用 (26) 4.4十字轴键的选用 (26) 4.5本章小结 (26) 5. 差速器总成的装配和调整 (27) 5.1差速器总成的装配 (27) 5.2差速器零部件的调整 (27) 5.3本章小结 (27) 附图 (29) 参考文献 (30) 致谢 (32)

汽车差速器设计(1)

1 绪论 1.1 课题国内外研究背景 汽车行业发展初期,汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一被汽车专家誉为“小零件大功用”。当汽车转弯行驶时,内、外两侧车轮在同一时间内要移动不同的距离,外轮移动的距离比内轮大。差速器的功用就是把主减速器传过来的动力再传给左、右两个半轴,并且在转弯过程中允许左、右两个半轴以不同转速来旋转。在本世纪六七十年代,当世界经济进入一个高速增长期,但是2008年爆发的全球金融危机又让汽车产业在危机过程中有了发展的机遇。 当前我们国家的重型汽车的差速器产品技术基本上都是来自美国、德国、日本等几个传统的工业强国,目前我国现有技术几乎是在引进国外技术的基础上发展起来的,并且已经具备了一定的规模。然而目前我国的差速器没有自己的核心技术产品,创新能力仍然很弱,影响了整个汽车行业的发展。在差速器的发展上还有很长的路要走。 1.1.1 差速器目前发展态势 当前汽车基本上是在朝着经济性和动力性的方向发展,但是怎样能够使尽可能提高自己产品燃油经济性以及动力性是每个汽车厂家一直在攻克的课题。具体说来,汽车身上的每个零件都在不停地变化。差速器也是一样的。国外有些差速器生产企业的研究水平已经很高。伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商之一,在牵引力控制、安全排放控制、发动机以及变速箱等领域居全球领先地位。当前国内差速器起步算是较晚,所以目前发展最主要是靠引进国外产品来满足自身的需求。 当然了,我们还是要努力抓住市场机遇,在保证现有差速器生产和改进的基础上,还是要充分认识到发展与改革的关系,特别是要认识到创新对发展的巨大推动作用。我们要紧随世界潮流,才能让我们的产品向高技术含量,智能化等方向发展,才能开发出适合我国自身国情,具有自主知识产权的新型的差速器。 当前国内外主要差速器典型结构类型

最新差速器设计

差速器设计

第四节差速器设计 汽车在行驶过程中,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的,如转弯} 内侧车轮行程比外侧车轮短;左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷 不均匀而引起车轮滚动半径不相等;左右两轮接触的路面条件不同,行驶阻力不等等。这 样,如果驱动桥的左、右车轮刚性连接,则不论转弯行驶或直线行驶,均会引起车轮在路面 上的滑移或滑转,一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗,另一方面会使转向沉重,通过 性和操纵稳定性变坏。为此,在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽 车上还常装有轴间差速器,以提高通过性,同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的 附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩,并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。差速器 按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 一、差速器结构形式选择 (一)对称锥齿轮式差速器

汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器,具有结构简单、质量较小等优点,应 用广泛。它又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。 1.普通锥齿轮式差速器 由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平 稳可靠,所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱 动桥中。图5-19为其示意图,图中0w 为差速 器壳的角速度;1w 、2w 分别为左、右两半轴的 角速度;0T 为差速器壳接受的转矩;r T 为差速 器的内摩擦力矩;1T 、2T 分别为左、右两半轴 对差速器的反转矩。 根据运动分析可得 0212w w w =+ (5-23) 显然,当一侧半轴不转时,另一侧半轴将以 图5—19 普通锥齿轮式差速器示意图 两倍的差速器壳体角速度旋转;当差速器壳体不转时,左右半轴将等速反向旋转。

机械毕业设计英文外文翻译585主减速器和差速器

附录A 英文文献 Final drive\Differential All vehicles have some type of drive axle/differential assembly incorporated into the driveline. Whether it is front, rear or four wheel drive, differentials are necessary for the smooth application of engine power to the road. Powerflow The drive axle must transmit power through a 90° angle. The flow of power in conventional front engine/rear wheel drive vehicles moves from the engine to the drive axle in approximately a straight line. However, at the drive axle, the power must be turned at right angles (from the line of the driveshaft) and directed to the drive wheels. This is accomplished by a pinion drive gear,which turns a circular ring gear. The ring gear is attached to a differential housing, containing a set of smaller gears that are splined to the inner end of each axle shaft. As the housing is rotated, the internal differential gears turn the axle shafts, which are also attached to the drive wheels.

普通锥齿轮式汽车差速器的设计_车辆工程_带CAD图纸

设计题目:差速器设计及驱动半轴设计 目录 1 基本数据 (3) 2 普通圆锥齿轮差速器设计 (3) 2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (3) 2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (4) 2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (4) 2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (4) 2.3.2 差速器齿轮的几何计算 (7) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (9) 2.3.4差速器齿轮的材料 (10) 3 驱动半轴的设计 (10) 3.1 结构形式分析 (10) 3.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (10) 3.3 半轴花键的强度计算 (12) 3.4 半轴其他主要参数的选择 (12) 3.5 半轴的结构设计及材料与热处理 (13) 4.参考文献 (13)

差速器设计及驱动半轴设计 1.所设计车辆基本参数 参数名称数值单位 车辆前后轴距2620 mm 前轮距1455 mm 后轮距1430 mm 总质量2100 Kg 最大功率76.0 Kw 最大扭矩158 Nm 最高车速140 Km/h 2.普通圆锥齿轮差速器设计 汽车在行驶过程中,左右车轮在同一时间所滚过的路程往往不等。例如,在转弯时外两侧车轮行程显然不同,即外侧的车轮滚过的路程大于侧车轮;汽车在不平的路面上行驶,由于轮胎气压,轮胎负荷,胎面磨损程度不同以及制造误差等影响,也会引起左右车轮因滚动半径的不同而使左右车轮行程不等。如果驱动桥的左右车轮刚性连接,则行驶时不可避免的会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗,而且可能导致操纵性能恶化。为防止这类现象发生,汽车在左右驱动轮间装有轮间差速器,从而保证驱动桥两侧车轮在行程不等的情况下具有不同角速度,满足了汽车行驶时的运动要求。 差速器用来在两轴之间分配转矩,保证两输出轴有可能以不同角速度转动。 差速器有多种形式,在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。 2.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 图2-1 差速器差速原理 如图2-1所示,对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体,形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在 ω;半轴齿轮1和2为从动件,其角速度一起,固为主动件,设其角速度为0 为1ω和2ω。A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C,A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。

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