五例毕业设计第一例.doc

四例毕业设计一例 65马力差速器的设计 摘要：差速器是拖拉机传动系统中的一个重要部件，在拖拉机转弯时，它能保证左、右驱动轮以不同的转速转动。在本次设计中，首先分析了差速器的功用、分类、效率以及对牵引性能和操纵性的影响，参照其它同类机器的设计，最终确定选择有壳式圆锥齿轮差速器。齿轮设计是本次设计的重点。由于65马力拖拉机载荷较大，差速器采用四个行星齿轮。在齿轮材料的选择上，考虑到齿轮的工作条件、尺寸大小、毛坯成型方法以及热处理和制造工艺，行星齿轮和半轴齿轮的材料均选用20CrMoH。根据设计开始给出的参数初步确定齿轮的齿数、模数、齿形角和啮合角，并根据专业文献进行齿轮尺寸的有关计算和强度校核。最后进行的是差速器其它零件的设计，包括行星齿轮轴和行星齿轮垫片的设计及其校核。关键词：差速器；行星齿轮；半轴齿轮；行星齿轮Design of 65 horsepower differential deviceAbstract: The differential device is an important part in the engine drive system, when the tractor turns, it can guarantee the left and right driving wheels in the different rotational speed. In this design, first has described the differential device function, the classification, the efficiency as well as the initiate quality and the maneuverable influence, refers to the design of other similar machines, finally determined the housing- differential is the best choice.The gear design is the emphasis of this design. Because the loads of 65 horsepower tractor are big, the differential device uses four planet gears. In the gear material choice, considered the working condition, the measurement, the semi-finished materials formation method as well as the heat treatment and the manufacture craft, the planetary gear and the halfshaft gear material selects 20CrMoH. According to the parameter given in the beginning of this design, we can determine initially the gear the number of teeth, the modulus, the tooth-profile angle and the pressure angle, and carry on the related computation and the intensity examination according to the specialized literature. Finally carries on is the differential device other components design, including the design and examination of planetary gear shaft and planetary gear filling piece.Key words: Differential device planetary gear halfshaft gear planet gear shaft随着改革开放和市场经济的发展，建设社会主义新农村，农业正逐步实现机械化。现在国家对农业的支持力度越来越大，农民在购买大中型拖拉机的同时，国家给予补贴，这就刺激了农民的购买欲望。因此，大中型拖拉机受到了广大农民朋友的喜爱，市场前景广阔。 一、差速器简介 1、差速器的作用轮式拖拉机转向时，其内、外侧驱动轮驶过的距离不同。如果内、外侧驱动轮转速相同，则内侧轮相对路面滑转，外侧轮相对路面滑移，会形成很大的附加转向阻力矩，使拖拉机转向困难，并增加轮胎的磨损及发动机功率消耗。另外，由于内胎气压不可能完全相等，胎面磨损不同及驱动轮上垂直载荷不同等原因，左、右驱动轮的滚动半径也不会准确相等。为此，在左、右驱动轮间设置差速器。它在把动力传递给左右半轴时，允许左、右半轴及左、右驱动轮以不同的转速转动。2、差速器的分类根据差速器锁紧系数的大小，差速器可分为下列三类：简单齿轮差速器（包括锥齿轮差速器及圆柱齿轮差速器），其锁紧系数较小为1.11.35。高内摩擦力矩差速器（包括摩擦片式自锁差速器、凸轮差速器、蜗轮差速器等），其锁紧系数由其结构参数而定，可达28。自由轮差速器，其锁紧系数为无穷大。高内摩擦力矩差速器及自由轮差速器亦通称防滑差速器或自锁差速器。各种防滑差速器都能在不同程度弥补简单差速器造成拖拉机牵引性能下降的缺点。但在改善牵引性能的同时，却增加了拖拉机的转向附加阻力矩。二、差速器方案的选择 目前大多数轮式拖拉机采用圆锥齿轮差速器，它与中央传动大齿轮组成一个装配总成，在确定中央传动大圆柱齿轮尺寸时，应考虑差速器安装的可能性，而差速器外壳尺寸也须考虑大圆柱齿轮的需要。大圆柱齿轮齿圈与差速器壳体或行星轮架应有良好的对中性，并有螺栓或铆钉联接。大圆柱齿轮与差速器联接孔误差不大于0.5mm。圆锥齿轮差速器分无壳式及有壳式。无壳式结构比较简单，中央传动大齿轮装在固定在一长轴上的行星架上，钢度较差半轴齿轮与最终传动主动齿轮做成一体，齿轮加工不方便，如果最终传动齿轮损坏必须将半轴齿轮一起报废。无壳式锥齿轮差速器已很少采用。有壳式锥齿轮差速器根据载荷大小可采用两个行星轮或四个行星轮。本次设计的拖拉机为65马力型拖拉机，差速器载荷较大，因此本方案采用四个行星齿轮的差速器。四个行星齿轮的差速器为整体式；差速器壳要开有足够大的窗口，以便润滑油进入差速器。行星齿轮与差速器壳体接触端面一般做成球面，以保证重合。半轴齿轮、行星齿轮与差速器壳间均设有减摩垫片。为了保证行星齿轮内孔与行星齿轮轴间的润滑，行星齿轮齿间钻有油孔，行星齿轮轴铣有储油槽，油槽应铣在行星齿轮轴上不少压力的表面上。行星齿轮与行星齿轮轴的配合间隙为0.1mm左右，间隙太小会使两者咬死。三、差速器圆锥齿轮设计1、齿轮材料的选择 齿轮材料必须满足工作条件的要求，同时也应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。本次设计的差速器半轴齿轮与行星齿轮选用20CrMoH、大圆锥从动齿轮也选用20CrMoH。2、齿型设计半轴齿轮与行星齿轮的相对转速很低，行星齿轮主要起将作用力平分的作用，传动平稳性不是主要问题，因此，其啮合的精度和重合度可适当降低，为了保证差速器齿轮有足够的弯曲强度，所以应使齿轮的齿数少，模数大，并采用大啮合角的角变位圆锥齿轮，由于两对齿轮均采用正变位，所以齿轮的弯曲强度都有显著提高，并采用切向修正改变两齿轮的厚度，以达到等强度的目的。故差速器齿轮可采用短齿、大齿型角或大啮合角锥齿轮，提高其强度。3、齿轮主要参数的确定行星齿轮及半轴齿轮齿数 为了得到较大的模数，从而使齿轮有较高的弯曲强度，应使行星齿轮的齿数尽量少，一般行星齿轮齿数取10-12个，此处取 ，半轴齿轮齿数一般取14-24个，此处取，由机械设计手册上查得公式：半轴齿轮的分度圆直径 ，齿轮大端端面模数为 齿形角一般取，啮合角一般可在的范围内取值，为了使齿轮具有足够的弯曲强度，应采用较大的啮合角，此处取 由机械设计手册上查得以下相应公式：节锥角 当量齿轮齿数 变位系数和 变位系数的确定：利用当量齿轮封闭图选取变位系数，为避免行星齿轮根切，并考虑行星齿轮与半轴齿轮弯曲强度相等，所以取： 切向变位系数查机械设计手册知：，当量齿轮标准中心距 中心距变动系数 中心距变动系数比 齿高减小系数 当量齿轮啮合中心距 齿高系数根据经验取值 顶隙系数 齿顶高 齿根高 齿全高 当量分度圆直径 当量结圆直径 当量顶圆直径 当量根圆直径 外锥距 取齿宽系数 中点锥距 齿轮中点模数为 轴交角 齿根角 顶锥角 根锥角 顶圆直径 冠顶距 侧隙 一般取 切向变位系数由机械设计手册上查取 分度圆齿厚 分度圆弦齿厚 分度圆弦齿高 大端齿槽宽 齿宽 四、齿轮强度校核拖拉机直线行驶时行星齿轮没有自转，差速器中齿轮的啮合次数比传动系其他齿轮少得多，故极少因齿面点蚀而损坏，一般不必校核其接触强度。1、 行星齿轮弯曲疲劳强度校核 由机械设计手册上查得以下计算公式 作用在行星齿轮上的弯曲应力为 许用弯曲应力计算公式由机械设计手册上查得如下： 差速器行星齿轮的弯曲应力是小于其许用弯曲应力的，故其弯曲强度是满足要求的。2、半轴齿轮弯曲疲劳强度校核 由机械设计手册上查得计算公式 许用弯曲应力的计算公式由机械设计手册上查得如下 从以上计算可以看出，差速器半轴齿轮的弯曲应力是小于其许用弯曲应力的，故其弯曲强度是满足要求的。五、差速器其它零件的设计行星齿轮与行星齿轮轴之间的压应力计算公式为 小于许用应力,故其挤压强度也满足要求。星齿轮与差速器壳间止推垫片挤压应力 ；对于常用的尼龙垫片的许用值为2030 ，所以止推垫片合用。参考文献：1.机械工程手册编辑委员会.机械工程手册第70篇 拖拉机.北京：机械工业出版社，1978年。2.拖拉机编辑部. 拖拉机设计和计算. 上海：上海科学技术文献出版社，1980年。3.程悦荪. 拖拉机设计. 第二版 .北京：机械工业出版社，1992年。4.吉林工业大学汽车教研室.汽车设计.北京：机械工业出版社，1981。5.周纪良.拖拉机及类似车辆传动系.北京：机械工业出版社，1991年。6.刘惟信.驱动桥.北京：人民交通出版社，1987年。7.北京齿轮厂.螺旋锥齿轮.北京：科学出版社，1974年。8.洛阳拖拉机研究所.国外拖拉机参考资料轴承在机动车辆中的应用.1973年。9.徐曔等主编.机械设计手册.北京：机械工业出版社，2002年6月第二版。10.吉林工业大学、北京农机学院、洛阳农机学院、湖北农机学院、镇江农机学院、河北工学院合编.拖拉机底盘结构设计图册.北京：机械工业出版社，1976年12月。11.