汽车差速器设计.doc

汽车差速器设计【大众途观SUV车型】【三维proe】【6张CAD图纸+论文】【原创资料】

收藏

资源目录
跳过导航链接。
汽车差速器设计【三维proe】【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】.rar
【最终】YC473-汽车差速器设计
汽车差速器设计.doc---(点击预览)
3D-Proe
banzhouchilun.prt.3
chasuqi.asm.3
m5x50.prt.1
shizizhou.prt.2
xinxingchilun.prt.3
youke.prt.3
zuoke.prt.3
图纸-CAD
十字轴-A3.dwg
半轴齿轮-A3.dwg
差速器壳(右)-A3.dwg
差速器壳(左)-A3.dwg
差速器装配图-A2.dwg
行星齿轮-A4.dwg
图纸-CAXA
十字轴-A3.exb
半轴齿轮-A3.exb
差速器壳(右)-A3.exb
差速器壳(左)-A3.exb
差速器装配图-A2.exb
行星齿轮-A4.exb
压缩包内文档预览:(预览前10页/共35页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号:461982    类型:共享资源    大小:3.33MB    格式:RAR    上传时间:2015-07-28 上传人:好资料QQ****51605 IP属地:江苏
100
积分
关 键 词:
汽车 差速器 设计 三维 proe 全套 cad 图纸 毕业论文 原创 资料
资源描述:

【温馨提示】 购买原稿文件请充值后自助下载。

以下预览截图到的都有源文件,图纸是CAD,文档是WORD,下载后即可获得。


预览截图请勿抄袭,原稿文件完整清晰,无水印,可编辑。

有疑问可以咨询QQ:414951605或1304139763



目 录

摘 要III

AbstractIV

第一章 绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2差速器的功用2

1.3差速器的结构2

1.3.1差速器的类型2

1.3.2对称式圆锥齿轮差速器结构3

1.4差速器差速原理4

1.5设计参数和要求5

第二章 差速器总体方案设计6

2.1设计要求分析6

2.2方案选择6

2.3结构分析7

第三章 差速器齿轮及行星齿轮轴设计8

3.1基本参数确定8

3.1.1行星齿轮数n8

3.1.2行星齿轮球面半径8

3.1.3齿轮齿数Z1和Z29

3.1.4齿轮节锥角γ1、γ2及节锥距半径A010

3.1.5齿轮模数m10

3.1.6压力角α10

3.1.7齿轮几何尺寸计算10

3.2齿轮材料选择11

3.3齿轮强度计算12

3.4行星齿轮轴的设计12

3.4.1行星齿轮轴的分类及选用12

3.4.2行星齿轮轴的尺寸设计13

3.4.3行星齿轮轴的材料13

3.5差速器垫圈的设计计算13

3.5.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计14

3.5.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计14

第四章 差速器壳设计及螺栓的选择15

4.1结构及几何尺寸15

4.2材料的选择16

4.3结构设计工艺性要求16

4.4加工工艺规程设计17

4.3.1基准面的选择17

4.4.2毛坯的制造形式17

4.4.3制订工艺路线17

4.5螺栓螺母的选择与校核19

4.5.1螺栓类型选择19

4.5.2螺栓的选用19

4.5.3螺母的选用19

4.5.4螺栓组的布置20

4.5.5螺栓的强度校核21

第五章 差速器基于Pro/E的三维设计22

5.1 Pro/E三维设计软件概述22

5.2三维设计24

5.2.1半轴齿轮24

5.2.2行星齿轮24

5.2.3行星齿轮轴25

5.2.4差速器壳25

5.2.5三维装配26

结 论28

参考文献29

致 谢30

摘 要

汽车差速器是个差速传动机构,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,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与地面间打滑。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。本次设计的为对称式圆锥齿轮差速,其主要由差速器壳、行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴和螺栓组等组成。

本次设计主要针对汽车差速器进行设计。首先,通过对差速器结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了差速器的结构方案;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过AutoCAD制图软件绘制了差速器装配图及主要零部件图,并通过Pro/E三维设计软件建立了差速器的三维模型。

通过本次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件、Pro/E三维设计软件,对今后的工作于生活具有极大意义。


关键词:差速器,行星齿轮,行星齿轮轴,设计


Abstract

Automobile differential mechanism is a differential gear for the torque distribution between the two output shafts, and to ensure that the two output shafts may rotate at different angular velocities, to ensure that all the power transmission wheels under various conditions of movement, avoid slipping between the tire and the ground. Differential characteristics of its structure can be divided into gear, cam, turbo-wheeled freedom and jaw and other forms. The symmetrical design style bevel gear differential, which is mainly composed of the differential housing, planetary gears, axle gears, planetary gear shaft and bolts and other components.

The design is mainly for automotive differential design. First, by making the structure and principle of differential analysis, based on the analysis in this structural scheme proposed differential; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and school nuclear; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw a differential assembly drawing and major components diagram and by the Pro/E design software to build a three-dimensional model of the differential.

Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software , Pro / E three-dimensional design software, for the future work of great significance in life.

Keywords: Differential, Planetary gear, Pinion Shaft design


第一章 绪 论

1.1研究背景及意义

差速器的作用就是使两侧车轮转速不同。当汽车转弯时,例如左转弯,弯心在左侧,在相同的时间内右侧车轮要比左侧车轮走过的轨迹要长,所以右侧车轮转的要更快一些。要达到这个效果,就得通过差速器来调节。差速器由差速器壳、行星齿轮、行星齿轮轴和半轴齿轮等机械零件组成。

发动机的动力经变速器从动轴进入差速器后,直接驱动差速器壳,再传递到行星齿轮,带动左、右半轴齿轮,进而驱动车轮,左右半轴的转速之和等于差速器壳转速的两倍。当汽车直线行驶时,行星齿轮,左、右半轴齿轮和驱动车轮三者转速相同。当转弯时,由于汽车受力情况发生变化,反馈在左右半轴上,进而破坏差速器原有的平衡,这时转速重新分配,导致内侧车轮转速减小,外侧车轮转速增加,重新达到平衡状态,同时,汽车完成转弯动作。

差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置,允许转向时输出两种不同的转速。

差速器有三大功用:把发动机发出的动力传输到车轮上;充当汽车主减速齿轮,在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来;将动力传到车轮上,同时,允许两轮以不同的轮速转动。

当汽车转向时,车轮以不同的速度旋转。在转弯时,每个车轮驶过的距离不相等,即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间,所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。

汽车在行使过程中,左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的,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,行使阻力不等等。这样,如果驱动桥的左、右车轮刚性连接,则不论转弯行使或直线行使,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。

差速器是个差速传动机构,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,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与地面间打滑。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。


内容简介:
XXXXXXX 毕 业 设 计 (论 文 ) 汽车差速器 设计 系 名: 专业班级: 学生姓名: 学 号: 指导教师姓名: 指导教师职称: 年 月 nts I 目 录 摘 要 . III ABSTRACT . IV 第一章 绪论 . 1 1.1 研究背景及意义 . 1 1.2 差速器的功用 . 2 1.3 差速器的结构 . 2 1.3.1 差速器的类型 . 2 1.3.2 对称式圆锥齿轮差速器结构 . 3 1.4 差速器差速原理 . 4 1.5 设计参数和要求 . 5 第二章 差速器总体方案设计 . 6 2.1 设计要求分析 . 6 2.2 方案选择 . 6 2.3 结构分析 . 7 第三章 差速器齿轮及行星齿轮轴设计 . 8 3.1 基本参数确定 . 8 3.1.1 行星齿轮数 n . 8 3.1.2 行星齿轮球面半径 BR . 8 3.1.3 齿轮齿数 Z1 和 Z2 . 9 3.1.4 齿轮节锥角 1、 2及节锥距半径 A0 . 10 3.1.5 齿轮模数 m . 10 3.1.6 压力角 . 10 3.1.7 齿轮几何尺寸计算 . 10 3.2 齿轮材料选择 . 11 3.3 齿轮强度计算 . 12 3.4 行星齿轮轴的设计 . 12 3.4.1 行星齿轮轴的分类及选用 . 12 nts II 3.4.2 行星齿轮轴的尺寸设计 . 13 3.4.3 行星齿轮轴的材料 . 13 3.5 差速器垫圈的设计计算 . 13 3.5.1 半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 . 14 3.5.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 . 14 第四章 差速器壳设计及螺栓的选择 . 15 4.1 结构及几何尺寸 . 15 4.2 材料的选择 . 16 4.3 结构设计工艺性要求 . 16 4.4 加工工艺规程设计 . 17 4.3.1 基准面的选择 . 17 4.4.2 毛坯的制造形式 . 17 4.4.3 制订工艺路线 . 17 4.5 螺栓螺母的选择与校核 . 19 4.5.1 螺栓类型选择 . 19 4.5.2 螺栓的选用 . 19 4.5.3 螺母的选用 . 19 4.5.4 螺栓组的布置 . 20 4.5.5 螺栓的强度校核 . 21 第五章 差速器基于 PRO/E 的三维设计 . 22 5.1 PRO/E 三维设计软件概述 . 22 5.2 三维设计 . 24 5.2.1 半轴齿轮 . 24 5.2.2 行星齿轮 . 24 5.2.3 行星齿轮轴 . 25 5.2.4 差速器壳 . 25 5.2.5 三维装配 . 26 结 论 . 28 参考文献 . 29 致 谢 . 30 nts III 摘 要 汽车 差速器是个差速传动机构,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,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动 力传递,避免轮胎与地面间打滑。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。 本次设计的为 对称式圆锥齿轮差速 ,其主要由 差速器壳、行星齿轮、半轴齿轮、 行星齿轮轴和 螺栓组 等组成。 本次设计主要针对 汽车 差速器 进行设计。首先,通过对 差速器 结构及原理进行分析,在此分析基础上提出了 差速器 的结构方案;接着,对主要技术参数进行了计算选择;然后,对各主要零部件进行了设计与校核;最后,通过 AutoCAD 制图软件绘制了 差速器 装配图及主要零部件图,并通过 Pro/E 三维设计软件建立了 差速器 的三维模型。 通过本 次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 制图软件 、 Pro/E 三维设计软件 ,对今后的工作于生活具有极大意义。 关键词: 差速器 , 行星齿轮 , 行星齿轮轴 ,设计 nts IV Abstract Automobile differential mechanism is a differential gear for the torque distribution between the two output shafts, and to ensure that the two output shafts may rotate at different angular velocities, to ensure that all the power transmission wheels under various conditions of movement, avoid slipping between the tire and the ground. Differential characteristics of its structure can be divided into gear, cam, turbo-wheeled freedom and jaw and other forms. The symmetrical design style bevel gear differential, which is mainly composed of the differential housing, planetary gears, axle gears, planetary gear shaft and bolts and other components. The design is mainly for automotive differential design. First, by making the structure and principle of differential analysis, based on the analysis in this structural scheme proposed differential; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and school nuclear; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw a differential assembly drawing and major components diagram and by the Pro/E design software to build a three-dimensional model of the differential. Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software , Pro / E three-dimensional design software, for the future work of great significance in life. Keywords: Differential, Planetary gear, Pinion Shaft design nts汽车差速器 设计 1 第一章 绪 论 1.1 研究背景及意义 差速器的作用就是使两侧车轮转速不同。当汽车转弯时,例如左转弯,弯心在左侧,在相同的时间内右侧车轮要比左侧车轮走过的轨迹要长,所以右侧车轮转的要更快一些。要达到这个效果,就得通过差速器来调节。差速器由差速器壳、行星齿轮、行星齿轮轴和半轴齿轮等机械零件组成。 发动机的动力经变速器从动轴进入差速器后,直接驱动差速器壳,再传递到行星齿轮,带动左、右半轴齿轮, 进而驱动车轮,左右半轴的转速之和等于差速器壳转速的两倍。当汽车直线行驶时,行星齿轮,左、右半轴齿轮和驱动车轮三者转速相同。当转弯时,由于汽车受力情况发生变化,反馈在左右半轴上,进而破坏差速器原有的平衡,这时转速重新分配,导致内侧车轮转速减小,外侧车轮转速增加,重新达到平衡状态,同时,汽车完成转弯动作。 差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置,允许转向时输出两种不同的转速。 差速器有三大功用:把发动机发出的动力传输到车轮上;充当汽车主减速齿轮,在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来;将动力传到车轮上,同 时,允许两轮以不同的轮速转动。 当汽车转向时,车轮以不同的速度旋转。在转弯时,每个车轮驶过的距离不相等,即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间,所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。 汽车在行使过程中,左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的,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,行使阻力不等等。这样,如果驱动桥的左、右车轮刚性连接,则不论转弯行使或直线行使,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。 差速器是个差速传动机构,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,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与nts汽车差速器 设计 2 地面间打滑。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。 1.2 差速器的功用 汽车差速器是驱动轿的主件,简单说它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时,允许两边半轴以不同的转速旋转,满足两边车轮尽 可能以纯滚动的形式作不等距行驶,减少轮胎与地面的摩擦。汽车在直线行驶时,左右车轮转速几乎相同,而在转弯时,左右车轮转速不同,差速器能实现左右车轮转速的自动调节,允许左右车轮以不同的转速旋转。 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;最后,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 3。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。 1.3 差速器的结构 1.3.1 差速器的类型 ( 1) 开式差速器 开式差速器的结构,是典型的行星齿轮组结构,只不过太阳轮和外齿圈的齿数是一样的。在这套行星齿轮组里,主动轮是行星架,被动轮是两个太阳轮。通过行星齿轮组的传动特性我们知道,如果行星架作为主动轴,两个太阳轮的转速和转动方向是不确定的,甚至两个太阳轮的转动方向是相反的。 车辆直行状态下,这种差速器的特性就是,给两个半轴传递的扭矩相同。在一个驱动轮悬空情况下,如果传动轴是匀速转动,有附着力的驱动轮是没有驱动力的,如果传 动轴是加速转动,有附着力的驱动轮的驱动力等于悬空车轮的角加速度和转动惯量的乘积。 车辆转弯轮胎不打滑的状态下,差速器连接的两个半轴的扭矩方向是相反的,给车辆提供向前驱动力的,只有内侧的车轮,行星架和内侧的太阳轮之间由等速传动变成了减速传动,驾驶感觉就是弯道加速比直道加速更有力。 开式差速器的优点就是在铺装路面上转行行驶的效果最好。缺点就是在一个驱动nts汽车差速器 设计 3 轮丧失附着力的情况下,另外一个也没有驱动力。 开式差速器的适用范围是所有铺装路面行驶的车辆,前桥驱动和后桥驱动都可以安装。 ( 2) 限滑差速器 限滑差速器 用于部分弥补开式差速器在越野路面的传动缺陷,它是在开式差速器的机构上加以改进,在差速器壳的边齿轮之间增加摩擦片,对应于行星齿轮组来讲,就是在行星架和太阳轮之间增加了摩擦片,增加太阳轮与行星架自由转动的阻力力矩。 限滑差速器提供的附加扭矩,与摩擦片传递的动力和两驱动轮的转速差有关。 在开式差速器结构上改进产生的 LSD,不能做到 100的限滑,因为限滑系数越高,车辆的转向特性越差。 LSD 具备开式差速器的传动特性和机械结构。优点就是提供一定的限滑力矩,缺点是转向特性变差,摩擦片寿命有限。 LSD 的适用范围是 铺装路面和轻度越野路面。通常用于后驱车。前驱车一般不装,因为 LSD 会干涉转向,限滑系数越大,转向越困难。 1.3.2 对称式圆锥齿轮差速器结构 如图 1-1 所示 是 普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳,两个半轴齿轮,四个行星齿轮,行星齿轮轴,半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点,故广泛用于各类车辆上。 图 1-1 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器 1、 12-轴承; 2-螺母; 3、 14-锁止垫片; 4-差速器左壳; 5、 13-螺栓; 6-半轴齿轮垫片; nts汽车差速器 设计 4 7-半轴齿轮; 8-行星齿轮轴; 9-行星齿轮; 10-行星齿轮垫片; 11-差速器右壳 1.4 差速器差速原理 图 1-2 差速器差速原理 如图 1-2 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 固连在一起,固为主动件,设其角速度为 0 ;半轴齿轮 1 和 2 为从动件,其角速度为 1 和 2 。 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(图 1-2),其值为 0 r 。于是 1 = 2 = 0 ,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。 当行星齿轮 4 除公转外,还绕本身的轴 5 以角速度 4 自转时(图),啮合点 A 的圆周速度为 1 r = 0 r + 4 r ,啮合点 B 的圆周速度 为 2 r = 0 r - 4 r 。于是 1 r + 2 r =( 0 r + 4 r ) +( 0 r - 4 r ) 即 1 + 2 =2 0 ( 1-1) 若角速度以每分钟转数 n 表示,则 021 2nnn ( 1-2) 式( 1-2)为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式,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它行驶情况下,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。 nts汽车差速器 设计 5 有式 ( 1-2)还可以得知: 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; 当差速器壳的转速为零(例如中央制动器制动传动轴时),若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动,则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。 1.5 设计参数和要求 设计技术参数如下: ( 1)车的最大速度: 100km/h ( 2)输入功率: P=100kw ( 3)齿轮转速 n=1440r/min 其他相关参数选定如下: ( 3)主减速比: i0=3.526 ( 4)轮胎规格(前后) 175/65 R14 ( 5)变速器速比:( 3.545 1.8947 1.3103 0.9706 0.7436) nts汽车差速器 设计 6 第二章 差速器 总体方案设计 2.1 设计要求分析 已知 设计技术参数如下: ( 1)车的最大速度: 100km/h ( 2)输入功率: P=100kw ( 3)齿轮转速 n=1440r/min 从提供的设计参数来看,该汽车的最大车速为 100km/h,功率为 100KW,齿轮转速 1440r/min, 属于普通轿车。 2.2 方案选择 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。 普通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。普通齿轮式差速器的传动机构为齿轮式。齿轮差速器分圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种 10。 强制锁止式差速器就是在对称式锥齿轮差速器上设置差速锁。当一侧驱动轮滑转时,可利用差速锁使差速器不起差速作用。差速锁在军用汽车上应用较广。 对称式锥齿轮差速器结构简单,工作 平稳可靠,广泛应用于一般使用条件的汽车驱动桥上, 根据给定的参数可知本次设计的为普通轿车上的差速器 , 因此 初步选定差速器的种类为行星锥齿轮差速器,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。设计简图如下: 12345nts汽车差速器 设计 7 图 2-1 差速器结构方案图 1差速器左壳 2半轴齿轮 3行星齿轮 4差速器右壳 5十字轴 如上图 1-2 所示,对称式行星锥齿轮主要是由差速器左、右壳 1 和 4,两个半轴齿轮 2,四个行星齿轮 3,十字轴 5 组成。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,由于行星齿轮与半轴齿轮相互啮合,所以行星齿轮又将转矩传递给半轴齿轮,半轴齿轮又与半轴相连,于是传给半轴,半轴又将动力传送给驱动轮,驱动轮转动来完成汽车的行驶 11。 2.3 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。当汽车行驶到一定的里程,垫圈磨损后可以通过更换垫圈来调整齿轮的啮合间隙,以此来提高差速器的寿命。 ( 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 12。 nts汽车差速器 设计 8 第三章 差速器齿轮 及行星齿轮轴 设计 3.1 基本参 数确定 3.1.1 行星齿轮数 n 该车为小型轿车, 但为确保差速器稳定性, 行星轮数应该为 4. 3.1.2 行星齿轮球面半径 BR 圆锥行星齿轮差速器的尺寸通常取决于行星齿轮的背面的球面半径 BR ,它就是行星齿轮的安装尺寸,实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距,在一定程度上表征了差速器的强度 13。 球面半径 BR 可按如下的经验公式确定: 3cBB TKR ( 3-1) 式中: BK 行星齿轮球面半径系数,可取 2.5 2.99,对于有 4 个行星齿轮的 轿车取 较大 值; cT 计算转矩,取ceT和csT的较小值, Nm. 从动锥齿轮计算转矩ceTniikiTkT fedce01m a x ( 3-2) mmri rmGT 22cs ( 3-3) 式中:maxeT 发动机最大转矩;maxeT= 130Nm; 1i 变速器最低档传动比 545.31 i ; 0i 主减速一级传动比 3.5; fi 分动器传动比,在此无; 上述传动部分的效率,取 =0.9; dk 超载系数,对于一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车以及液力传动的nts汽车差速器 设计 9 各类汽车取 1dk; k 液力变矩器变矩系数,在此无; n 该车的驱动桥数目;该车采用发动机前置前驱为 1; 2G 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷,为 1870 9.8N 2m 负荷转移系数取 1.1; 轮胎对路面的附着系数,对于安装一般轮胎的公路用汽车,取 85.0 ;对越野汽车取 0.1 ;对于安装专门的肪滑 宽轮胎的高级轿车取25.1 ;货车为一般公路用车取 85.0 ; r 车轮的滚动半径, 0.2916m(轮胎型号: 175/65 R14) ; m , mi 分别为由所计算的主减速器从动齿轮到驱动轮之间的传动效 率和减速比(例如轮边减速器等) , m =0.98, mi =1。 代入式 ( 2-2)( 2-3) ,有: mN66.15061 98.0526.3354.3130 ceT mN64.4 9 2 398.01 2 9 1 6.085.01.18.91 8 7 022cs mmri rmGT 计算转矩cT的值取ceT和csT的较小 值,所以 66.1506cTNm。 根据式 ( 3-1) 可得到: mm25.3366.1 5 0 69.2 3 BR 圆整取: mmRB 34 若按照给定参数计算: mN2.663144010095509550C nPT则: mm3.252.6639.2 3 BR 为了满足车辆主要工况下负载,本次选定: mmRB 34 3.1.3 齿轮齿数 Z1 和 Z2 为了使轮齿有较高的强度, z1 一般不少于 10。半轴齿轮齿数 z2 在 14 25 选用。nts汽车差速器 设计 10 大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比 21zz 在 1.5 2.0 的范围内,且半轴齿轮齿数和必须能被行星齿轮齿数整除。 查阅资料,经方案论证,初定半轴齿轮与行星齿轮的齿数比 21zz =2,半轴齿轮齿数 z2=24,行星齿轮的齿数 z1=12。 3.1.4 齿轮节锥角 1、 2 及 节锥距半径 A0 行星齿轮和半轴齿轮节锥角 1、 2分别为 1= 12zarctanz2= 21zarctanz将各参数分别代入 上 式有: 1=26.56, 2=63.44 直齿锥齿轮节锥距半径 A0 为 A0=(0.98-0.99) RB =33.3233.66 3.1.5 齿轮 模数 m 锥齿轮大端模数 m 为 m= 0112A sinz ( 3-4) 将各参数代入式( 3-4),有: m=2.52 2.55 查阅文献 3,取模数 m=3 3.1.6 压力角 汽车差速齿轮大都采用压力角 =2230,齿高系数为 0.8 的齿形。 3.1.7 齿轮 几何尺寸计算 按照文献 3中的设计计算方法进行设计和计 算,结果见表 3-1。 表 3-1 半轴齿轮与行星齿轮参数 序号 名称 计算公式 计算结果 nts汽车差速器 设计 11 1 行星齿轮齿数 1z 10,应尽量取最小值 1z =12 2 半轴齿轮齿数 2z =14 25,且需满足式( 1-4) 2z =24 3 模数 m m =3mm 4 齿面宽 b=(0.25 0.30)A0 ;b10m 10mm 5 工作齿高 mhg 6.1 gh =4.8mm 6 全齿高 051.0788.1 mh 5.415 7 压力角 22.5 8 轴交角 =90 9 节圆直径 11 mzd ; 22 mzd d1=36, d2=72 10 节锥角 211 arctan zz , 12 90 1 =26.56, 1 =63.44 11 节锥距 22110 s in2s in2 ddA 0A =40mm 12 周节 t =3.1416m t =9.425mm 13 齿顶高 21 aga hhh ; mzzh a 212237.043.0 1ah =3.23mm 2ah =1.57mm 14 齿根高 1fh =1.788m - 1ah ; 2fh =1.788m - 2ah 1fh =2.13mm; 2fh =3.79mm 15 径向间隙 c =h - gh =0.188m +0.051 c =0.615mm 16 齿根角 1 =01arctan Ahf ;022 arctan Ahf 1 =3.05; 2 =5.41 17 面锥角 211 o ; 122 o 1o =31.97; 2o =66.49 18 根锥角 111 R ; 222 R 1R =23.512R =58.03 19 外圆直径 1111 c os2 ao hdd ;22202 c os2 ahdd do1=41.78 do1=73.4 3.2 齿轮材料 选择 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nts汽车差速器 设计 12 差速器锥齿轮的材料为 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。初选差速器齿轮材料为20CrMoTi。 3.3 齿轮强度计算 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传动状态,只有当汽车转弯或左、右轮行使不同的路程 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计算。轮齿弯曲应力 w( MPa)为 JmFzKKKTKvmsow 223102 = MPa ( 4-6) 式中: T 差速器一个行星齿轮给予一个半周齿轮的转矩, Nm;其计算公式为 T=nTj 6.0 jT 计算转矩,取 1506.66Nm; 2z 半轴齿轮数目 ; 24; n 行星齿轮数; 4; J 综合系数,取 0.223; F 计算齿轮的齿面宽, mm; 10mm; m 端面模数, 3mm; ks、 km、 kv 按照主减速器齿轮强度计算的有关转矩选取;分别为: 0.648,1,1 将各参数代入式( 4-6)中,有: w=334MPa 因为 , 差速器齿轮的 ww=980MPa,所以齿轮弯曲强度满足要求。 3.4 行星齿轮轴的设计 3.4.1 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nts汽车差速器 设计 13 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。 此次设计选用 十 字轴。 3.4.2 行星齿轮轴的尺寸设计 行星齿轮轴用直径 d( mm)为 d= dC nr.1110T 30 ( 4-5) 式中: T0 差速器传递的转矩, Nm; 1506.66Nm n 行星齿轮数; 4 rd 行星齿轮支承面中点到锥顶的距离 20mm; c 支承面许用挤压应力,取 69 MPa; 将各参数代入式( 4-5)中,有: d=16mm 3.4.3 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。 3.5 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。 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nts汽车差速器 设计 14 递转矩。 3.5.1 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 3-1 平垫圈 半轴直径的数据为 50mm,如图 4-1( 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。 3.5.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 图 3-2 球面垫圈
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:汽车差速器设计【大众途观SUV车型】【三维proe】【6张CAD图纸+论文】【原创资料】
链接地址:https://www.renrendoc.com/p-461982.html

官方联系方式

2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ:2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话:400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!