【《差速器的计算设计》2600字】

差速器的计算设计差速器的设计主要依据汽车整车参数从而对差速器进行选型和差速器锥齿轮的设计。通过对整车参数进行分析其性能要求确定差速器结构选型，根据性能和结构的要求对差速器齿轮重要参数进行设计，再依据锥齿轮的结构确定锥齿轮的具体结构参数，对锥齿轮进行校核。1.1整车参数在设计时，本次的设计依据给定的整车的各种参数进行设计，该参数如表2-1所示。表1.1某轿车整车参数1.2差速器的原理介绍与选型目前应用于汽车的差速器的种类繁多，通常差速器一般分为开放式差速器，限滑式差速器，托森差速器，锁止式差速器。差速器作为汽车的传动系统其中的重要一个组成部分，在车辆的高速行驶中，使得车轮具有合理的扭力和转矩进行分配，特别是在转弯的时候，通过差速器的差速作用使驱动车轮差速运转，即以不同的转速旋转。通过差速旋转使车轮始终处于纯滚动状态，以保证汽车正常转弯和减少内侧车轮的磨损，与此同时也增加了汽车操纵性和舒适性。转动车的差速器中有许许多多的零部件，但主要由以下几个部件来构成：左右半轴齿轮，行星齿轮，齿轮架。在这里，着重介绍一下对称式圆锥齿轮差速器。对称式锥齿轮差速器一般是由左右两个半轴，两个行星齿轮或四个行星齿轮，左右两个差速器壳，齿轮轴和垫片等组成。主减速器从动齿轮将转矩传递给差速器壳，再由差速器壳将转矩传递给行星齿轮轴，最后由行星齿轮轴传递给半轴齿轮，行星齿轮好比作为半轴齿轮的管家，来合理分配两侧的转矩。如果行星齿轮相对于半轴齿轮没有产生转动，那么两侧半轴的转矩是相等的，如果行星齿轮相对于半轴齿轮没有产生相对转动，此时齿轮啮合产生摩擦力，两侧分配的转矩就会不同。但由于没有差速锁，车轮打滑时，不能充分的利用扭矩。在国外汽车公司集团中，伊顿公司汽车企业集团所设计的锁式差速器相较于普通差速器来说，能够克服更多在不够良好的路面上所引发的扭矩问题，能够判断车轮是否打滑，如果发现打滑就可以锁定动力传递，从而更充分的利用扭矩。而在轿车以及载荷较轻的客运货运车的设计过程中多选择对称式圆锥齿轮差速器。而本次设计选择也是对称式圆锥齿轮差速器。锥齿轮按结构又分为分开式和整体式见图2-2、2-3。两种差速器结构形式的主要区别有以下几点：1.分开式差速器一共有四个行星齿轮，通过十字轴来进行连接，而整体式差速器则只有两个行星齿轮，通过一字轴来连接。；1.分开式差速器的壳体一般能够划分成为左和右这两个壳体，通常都由螺栓来连接这两个壳体，而这种整体式差速器的外壳则是一个二步制，前后各自设置了一个较大的小洞，用来安装和拆除行星齿轮和半轴传动齿轮由于结构上的有所差异，在性能上也就有所不同，分开式差速器由于有四个行星齿轮来传递转矩，可以来传递较大的转矩，因此通常用在大型货车，越野车或客车上。然而整体式差速器只有两个行星齿轮，传递的转矩相比较来说较小，所以一般应用于对转矩要求不大的轿车和小型货车客车等上。从结构上面来看，整体式差速器结构相比较来说更加的简单和便于制造生产，而且在公路上运行更加平稳。因此，相对来说它的制造成本会比较低，并且，从经济性上来说它的加工成本会更低，所以经济性更具有优势。因此，本次设计我所选用的差速器形式就是对称式锥齿轮差速器中的整体式差速器。图2-2分开式差速器结构图图2-3整体式差速器结构图1.3对称式圆锥行星齿轮差速器齿轮的设计计算1.3.1.行星齿轮数n的确定一般根据实际载荷情况来确定行星齿轮数。负载小的时候，可以取n=2，而负载较大的时候，可以取n=4。小客车负载较小，所以选择两个行星齿轮，即n=2。1.3.2行星齿轮球面半径RB的确定及节距A0的计算行星齿轮差速器的结构尺寸一般可由行星齿轮背面的球面半径来确定。球面半径通常可按照如下公式来确定：（2-1）主减速器传动比的计算（2-2）根据汽车设计汽车理论中各种主减速比中的i0值，就已经能够在最大控制限度内来初步确定各种类型主驱动减速器的具体减速布置类型(其中包括单级、双次的主减速比等以及我们是否认为有必要考虑采用新型轮边式主减速器)。Tce1.3.3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差速器的模量越大，其齿轮的强度也会增加，但是差速器的尺寸也会随之变大，安装空间又是有限的。受限于安装尺寸，通常来说行星式传动齿轮的齿数Z1和Z2要相对较少，但是Z1一般不可能低于10，半轴齿轮的齿数一般要选取在14到25之间，而半轴齿轮和行星传动齿轮的齿数比值Z1/Z2一般大多都在在1.5到1.0之间。差速器的模量越大，其齿轮的强度也会增加，但是差速器的尺寸也会随之变大，安装空间又是有限的。差速器下方的行星齿轮和两个半轴传动齿轮也可以同时进行啮合。因此,在设计和确定两种传动齿轮之间的传动齿数时,应该充分考虑其之间的传动装配。在任一圆锥齿轮的行星差速器中,左右半轴传动齿轮的转矩为Z2l和Z2r之比必须要尽可能被行星传动齿轮的转矩为一个齿数进行整除,这样才能使行星传动齿轮的转矩均匀地分布在半轴传动齿轮的轴线上,否则,差速器就不能够进行安装。即，安装条件如下(2-4) （2）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定1.3.4压力角α在汽车行业中汽车差速器大多都采用21.5°的压力角，部分载荷较大的汽车也会采用较大的压力角，一般取25°。此次设计的汽车载荷较小，因此，压力角α便选取21.5°。1.3.5行星齿轮安装孔的直径∅和深度L的确定行星齿轮的安装孔的直径∅等于行星齿轮轴的名义尺寸，而行星齿轮的安装孔的深L=1.1∅（2-6）∅=T0L∅=1.1根据上式可计算得出：1.4确定最终的设计方案通过以上一系列的设计计算，确定其他的设计参数，对设计结果进行总结归纳得到1.2中的设计结果。表1.2圆锥齿轮几何参数计算表续表1.2圆锥齿轮几何参数计算表1.5差速器齿轮的材料当前差速器齿轮采用的材料有许多，但大多全是渗碳合金钢，并且差速器齿轮并不需要很高的加工精度，因此，本文差速器齿轮选材需要考虑齿轮的许用应力以及弯曲强度，确定选用的齿轮材料为20CrMnTi。1.6差速器齿轮强度的计算差速器传动齿轮的大小和尺寸都是由于受到了结构上的限制，要承受更多的载荷。一般情况下两轮速度基本一致，差速器齿轮之间并不会出现相对啮合的情况，只有转向行驶时等两轮速度不一致的