毕业论文-汽车差速器设计

毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 -汽车差速器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 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 I 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 II 目 录 目 录 摘 要 .................................................................... I 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 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ..................................................... 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 ....................................................... 83.1.2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 .................................. 错误～未定义书签。14 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 .................................... 错误～未定义书签。14 3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计 ...................................... 错误～未定义书签。14 3.2.3行星齿轮轴的材料 .......................................... 错误～未定义书签。14 3.3差速器垫圈的设计计算 ........................................ 错误～未定义书签。14 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 .................................. 错误～未定义书签。15 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 ................................ 错误～未定义书签。15 第四章 差速器标准零件的选用 ............................................. 15 4.1螺栓的选用和螺栓的材料 ........................................................ 15 4.2螺母的选用何螺母的材料 ........................................................ 15 4.3差速器轴承的选用 .............................................................. 15 第五章差速器总成的装复和调整 ............................................. 16 5.1差速器总成的装复 .............................................................. 16 5.2差速器的零部件的调整 .......................................................... 16 小结 ................................................... 错误～未定义书签。18 致 谢 ................................................................... 17 参考文献 ................................................................. 18 - I - 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 - 1 - 襄樊学院学士学位论文 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R和R不同，行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于12 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 - 2 - 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 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=3.704，第低档的传动比为1.00，变速器传动效率η=0.96; f 4.主减速器传动比i=5.91; 0 5.半轴杆部直径为φ50mm。 - 3 - 襄樊学院学士学位论文 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 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。 差速器的工作原理 图2-2 差速器差速原理图 - 4 - 差速器的设计方案 差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。 普通差速器的结构及工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)和差速器壳等组。 左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓(或铆钉)固定在差速器壳右半部8的凸缘上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承(衬套)的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半轴相连。与差速器壳一起转动(公转)的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转，实现对两侧车轮的差速驱动。行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面，均做成球面，这样作能增加行星齿轮轴孔长度，有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。 在传力过程中，行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力，为减少齿轮和差速器壳之间的磨损，在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。 差速器构造零件的分解 差速器的润滑是和主减速器一起进行的。为了使润滑油进入差速器内，往往在差速器壳体上开有窗口。为保证润滑油能顺利到达行星齿轮和行星齿轮轴轴颈之间，在行星齿轮轴轴颈上铣出一平面，并在行星齿轮的齿间钻出径向油孔。 在中级以下的汽车上，由于驱动车轮的转矩不大，差速器内多用两个行星齿轮。相应的行星齿轮轴相为一根直销轴，差速器壳可以制成开有大窗孔的整体式壳，通过大窗孔，可以进行拆装行星齿轮和半轴齿轮的操作。 普通齿轮式差速器的两个特性 对称式锥齿轮差速器中的运动特性关系式 所示为普通对称式锥齿轮差速器简图。差速器壳3作为差速器中的主动件，与主减速器的从动齿轮6和行星齿轮轴5连成一体。半轴齿轮1和2为差速器中的从动件。行星齿轮即可随行星齿轮轴一起绕差速器旋转轴线公转，又可以绕行星齿轮轴轴线自转。设在一段时间内，差速器壳转了N0圈，半轴齿轮1和2 分别转了N1圈和N2(N0、N1 和N2不一定是整数)圈，则当行星齿轮只绕差速器旋转轴线公转而不自转时，行星齿轮拨动半轴齿轮1和2同步转动，则有: N1 ,N2 ,N0 当行星齿轮在公转的同时，又绕行星齿轮轴轴线自转时，由于行星齿轮自转所引起一侧半轴齿轮1比差速器壳多转的圈数(N4)必然等于另一侧半轴齿轮2比差速器壳少转的圈数。 于是有: N1 ,N0 ，N4 和 N2 ,N0 ,N4 以上两种情况，N1 、N2 与N0之间都有以下关系式: N1 ，N2,2N0 若用角速度表示，应有: ω 1 ，ω 2,2ω 0 其中 ω 1 、ω 2和ω 0分别为左、右半轴和差速器壳的转动角速度。 上式表明，左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，这就是两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性关系式。 B 对称式锥齿轮差速器中的转矩分配关系式 - 5 - 襄樊学院学士学位论文 在以上差速器中，设输入差速器壳的转矩为M0 ，输出给左、右两半轴齿轮的转矩为M1和M2。当与差速器壳连在一起的行星齿轮轴带动行星齿轮转动时，行星齿轮相当于一根横向杆，其中点被行星齿轮轴推动， 左右两端带动半轴齿轮转动，作用在行星齿轮上的推动力必然平均分配到两个半轴齿轮之上。又因为两个半轴齿轮半径也是相等的。所以当行星齿轮没有自转趋势时，差速器总是将转矩M0平均分配给左、右两半轴齿轮，即M1,M2,0.5 M0。 当两半轴齿轮以不同转速朝相同方向转动时，设左半轴转速nl大于右半轴转速n2，则行星齿轮将按 实线箭头n4的方向绕行星齿轮轴轴颈5自转，此时行星齿轮孔与行星齿轮轴轴颈间以及行星齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦，半轴齿轮背部与差速器壳之间也产生摩擦 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 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。(如图) - 6 - 差速器的设计方案 - 7 - 襄樊学院学士学位论文 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以及节锥距A的计算 B0 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: 3RB,KBTmm (3-1) 上式中: K——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B 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; - 8 - 差速器非标准零件的设计 R——为球面半径。 B 转矩的计算 rnrpi=0.3770viamaxgh (3-2) 上式中: r——为车轮的滚动半径， 取r=0.398m; rr i——变速器量高档传动比。i =1 ghgh 根据所选定的主减速比i值，就可基本上确定主减速器的减速型式(单级、双级等0 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=5200r/n ;v=140km/h ; r=0.398m ; i=1代入(3-2)中 namaxrgh 计算出 i=5.91; o 从动锥齿轮计算转矩Tce ,kkiiiTemaxd1f0,Tcen (3-3) 上式中: Tce——计算转矩，Nm; T——发动机最大转矩;T =158 Nm emaxemax n——为驱动桥数，取1; i——为变速器传动比，i=3.704; ff i——为主减速器传动比，i=5.91; 00 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——为由于猛接离合器而产生的动载系数，k=1; d d i——为变速器最低挡传动比，i=1; 11 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 33320..4RB=2.7=40mm RB而行星齿轮节锥距A为:A=(0.98~0.99)=(0.98~0.99)40=40mm 00 0所以预选其节锥距A=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应该取少一些，但Z一般不少于10。半轴齿轮的11 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比Z/Z在1.5,212 2.0的范围内。 - 9 - 襄樊学院学士学位论文 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、Z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2L2R 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: z，z2L2R,In (3-4) 上式中: Z、Z ——为左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说，2L2R Z=Z; 2L2R n ——为行星齿轮数目; I ——任意整数。 根据上述可在此Z=12;Z=20 ， 满足以上要求。 12 (2)差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 ,,12 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，; z110,,arctan1arctanz,,21812 = =90?-? (3-5) zz12将=12，=20代入上述式子中可求得 ,,12 =30.96? ;=59.04? 第二步再按下式求出圆锥齿轮的大端端面模数m AA2，40.272020sin1sin2,,sin30.96:zz1212 m====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: d1,mz1,4，12 ; d=mz=4×20=80mm 22 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及其深度L , 行星齿轮的安装孔的直径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: L,1.1, (3-6) - 10 - 差速器非标准零件的设计 3T10，0,,,,1.1,cnl (3-7) 3010T，2,,1.1L,,,,,c，nl (3-8) T0上面式中:——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 l点处平均直径的一半即是 ?0.5 d’， d’为半轴齿轮齿面宽中点处22 的直径，而d’=0.8 d; 22 ,,,c ——为支承面的许用挤压应力，在此取69 MPa l根据上式有 d’=0.8×80=64mm ; =0.5×64=32mm 2 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 表3-1 差速器几何计算图表 序号 名称 计算公式 计算结果 =12 z1 行星齿轮齿数 ?10，应尽量取最小值 z11 =20 2 半轴齿轮齿数 =14,25，且需满足式(1-4) zz22 3 模数 =4mm mm 04 齿面宽 b=(0.25,0.30)A;b?10m 20mm hg,1.6m hg=6.4mm 5 工作齿高 h,1.788m，0.051 7.203 6 全齿高 22.5? ,7 压力角 , =90? 8 轴交角 d1,48 d2,80 9 节圆直径 d1,mz1; d2,mz2 1z,2,59.03:10 节锥角 ,1=30.96?， ,2,90:,,11， ,arctan,2z 12A0=40mm dd11 节锥距 0A,, 2sin,12sin,2 =3.1416 =12.56mm tmt12 周节 - 11 - 襄樊学院学士学位论文 =4.14mm ha113 齿顶高 ，， ,,=2.25mm ha20.37,,ha1,hg,ha2;ha0.43m 2,，2,,z2,,,,,,1z,,,,，， hf1hf1=1.788-; =3.012mm; ha1m14 齿根高 hf2hf2=1.788- =4.9mm ha2m hg=-=0.188+0.051 =0.803mm hcmc15 径向间隙 =4.32?; =6.98? 2,2,1hh1ff16 齿根角 =;2 ,1arctan,,arctan00AA 17 面锥角 ,o1,,1，,2; =35.28?;=66.01? ,o1,o2 ,o2,,2，,1 =26.64?=52.05? ,R1,R218 根锥角 ,R1,,1,,1,R2,,2,,2; mm d01,55.119 外圆直径 do1,d1，2ha1cos,1; mm d2,82.23d02,d2，2ha2cos,2 ,01,39.68mm d220 节圆顶点至齿' 011,,,hsin,12,02,23.72mm 轮外缘距离 d1' 02,,hsin2,,22 s1,t,s2=5.92 mm s121 理论弧齿厚 t=6.63 mm s2'' ，，s,,h,htan,,,m2122 B=0.250mm B22 齿侧间隙 =0.245,0.330 mm 3S,1=5.269mm 23 弦齿厚 sBi ,,,Ssii,2S,2=6.49mm 26di 2h,1=4.29mm 24 弦齿高 scos,'iih,h， ii,h,2=2.32mm 4di 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 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 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。轮齿弯曲强度为: ,w - 12 - 差速器非标准零件的设计 2Tkk3sm,,，10 w MPa (3-9) kmbdJvn22 T0.60，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T, n 在此将T取为498.06N?m; ——为差速器的行星齿轮数; n bd——分别为半轴齿轮齿宽及其大端分度圆直径mm; 2、2 ——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， Ks m444s,KsK, 当,时，，在此,0.629; ,1.625.425.4 ——为载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，,1.00,KmKm 1.1;其他方式支承时取1.10,1.25。支承刚度大时取最小值。 ——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Kv 跳动精度高时，可取1.0; ——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。 J 当T=min,Tce,Tcs,时，[]=980 Mpa;当T= T时，[]=210Mpa。 ,w,wcf 图3-2 弯曲计算用综合系数 根据上式(3——9)可得: 32，10，498.06，1.1，0.629==478.6MPa〈980 MPa ,w20，20，80，0.225 所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。 - 13 - 襄樊学院学士学位论文 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 - 14 - 【一级标题】 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。 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.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. - 15 - 襄樊学院学士学位论文 第五章差速器总成的装复和调整 5.1差速器总成的装复 设计完差速器的组成部件就要对差速器进行装配。工业上装配步骤如下: (1) 用压力机将轴承的内圈压入左右差速器的轴颈上; (2) 把左差速器壳放在工作台上，在与行星齿轮38，半轴齿轮相配合的工作面上 涂抹机油，将半轴齿轮平面垫圈连同半轴齿轮一起装入，将已装好行星齿轮和球面 垫圈的的十字轴装入左差速器壳的十字槽中，并使行星齿轮与半轴齿轮啮合。 行星齿轮上装上右边的半轴齿轮、平面垫圈，将差速器右壳合到左壳上，注意 对准壳体上的合件标记，从右向左插入螺栓，在螺栓左端套上锁片，用螺母紧固， 半轴齿轮支承端面与支承垫圈间的间隙应不大于0.5mm。 (3) 将从动齿锥齿轮装到差速器左壳上，用螺栓锁紧。 5.2差速器的零部件的调整 齿轮啮合间隙的调整:正确的齿轮啮合间隙范围为0.15~0.40 mm，而一对齿轮的齿轮间隙变动范围为0.15 mm。如:一对齿轮的最小齿轮间隙为0.15 mm，则最大间隙只能为0.30 mm，若最大齿轮间隙为0.40 mm，则最小齿轮间隙为0.25 mm等。齿轮的啮合间隙的调整可用移动差速器轴承的调整螺母来达到。由于差速器轴承的预紧度已经预先调好，因此调整啮合间隙时，一侧的调整螺母松或紧多少。另一侧的调整螺母也要松或紧多少，以便差速器轴承的预紧度保持不变。 - 16 - 致 谢 致 谢 此次论文历时一个多月，能够顺利完成并非我一个人的努力，论文从开始选题到现在的顺利完成，首先我要感谢我的指导老师程金铭，在他的身上我学到了对待知识和学习的态度，他给了我很多帮助，也在我失去信心的时候给了我克服困难的条件，为我的论文的顺利完成指出了很好的方向;还要感谢和我分在一组的同学的帮助，感谢他们在给我提供资料的同时也给了我撰写论文的意见和建议。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我获得很多的专业知识，这也是论文得以完成的基础。也要感谢学校提供和创造很多让我们顺利完成论文的实验条件。 在此还要郑重地感谢我的父母，给我创造上大学的条件，让我不断地进步与成熟。让我拥有更多的资本去完成和完善我以后的人生。 - 17 - 附 录 参考文献 [1] 陈家瑞～张建文(汽车构造.北京:机械工业出版社～ 2003年 [2] 王望予、张建文.汽车设计 .北京:机械工业出版社～ 2003年 [3] 顾任安.东风EQ140---1载货汽车修理图册～ 1997年 [4] 张洪欣.汽车设计.北京:机械工业出版社～1996年 北京:机械工业出版社～2001年 [5] 余志生.汽车理论. [6] 陈作模等.机械原理.高等教育出版社～2006年 [7] 濮良贵.机械设计.高等教育出版社～2006年 ] 吴宗泽等.机械设计手册.高等教育出版社～2006年 [8 [9] 周凤云.工程材料.华中科技大学出版社～2002年 [10] 吴植民.汽车构造.机械工业出版社～1990年 [11] 常明.汽车底盘构造.国防工业出版社～2005年 [12] 第二汽车制造厂.东风载重汽车配件目录.人民交通出版社～1984年 [13] 李维谔.东风汽车使用问答.湖北人民出版社～1989年 [14] 吴宗泽.机械设计实用手册. 北京:机械工业出版社～2004年 - 18 - 附 录 - 19 - 附 录 - 20 - 附 录 - 21 -