【《微型面包车驱动桥差速器设计计算》3800字】

微型面包车驱动桥差速器设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u382微型面包车驱动桥差速器设计计算 1299771.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 1309421.2对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 393461.3对称式行星圆锥形齿轮行星转动齿轮垫片差速器结构设计 3175851.3.1差速器齿轮的基本参数的选择 3253441.3.2差速器齿轮的几何计算 648471.3.3差速器齿轮的强度计算 8汽车在正常行驶时左,右两侧车轮相互摩擦滚过的滑行路程常常也都是在相当长的行驶时间内。例如,转弯时内、外两侧的两个车轮不断滚过转向行程明显不同。当一辆汽车沿着不平坦的陡坡路面高速行驶时,由于两侧陡坡路面的压力波形不同也极有可能会直接导致两侧的两个车轮被不断滚过转向路程大小不等。若是两个驱动桥的左、右两个驱动车轮之间都是呈现着刚性相互连接,则在高速公路行驶中的过程中不可避免的就会同时出现两个驱动轮沿着左侧路面方向的高速滑移或者是高速滑转。它不但肯定会严重可能加剧对汽车轮胎轴的磨损和制动功率、燃油的严重浪费,还很容易有几率可能会直接导致汽车转向、操作系统性能的巨大恶化。为了有效地地防止这些意外情况的同时发生,汽车的左、右两侧都在驱动桥和车轮间均分别安装了轮间传动差速器,从而可以确保汽车驱动桥两侧的驱动车轮在高速度和行程不等的旋转情况下都能具有不同高度旋转时的角度和速度,满足对汽车高速旋转行驶的人体运动学要求特点。差速器转矩是一种用来将两个不同输出机和轴之间的差进行速度分配的螺旋转矩,并且我们要求两个不同输出机的轴都必须有可能按照不同旋转角度的速度转动运行。差速器本身具有很多设计形式,在此基础上我又设计了普通对称式和普通圆锥形的行星传动齿轮式的差速器。1.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图3-1差速器差速原理如图3-1所示,对称式圆锥齿轮差速器就是一种带有行星齿轮的传动机构。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。当行星齿轮只能跟着同一个行星框架绕相应的差速器方向旋转而沿着轴线运动公转时,显然,就有了处于相同直径上的A、B、C三点的圆周速度都相等（图3-1），其值为。于是==，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以角速度自转时（图），啮合点A的圆周速度为=+，啮合点B的圆周速度为=-。于是+=（+）+(-)即+=2（3-1）若角速度以每分钟转数表示，则（3-2）式（3-2）中这是一个为两半轴传动齿轮的外壳直径为和大小长度相等对称式且为圆锥体的齿轮传动差速器的总体运动学物理特征为的方程式,所以在一辆汽车不能绕着车辆转弯方向行驶或其它车辆绕着汽车转弯方向行驶的任何情况下,都可能是因为可以通过利用车轮借助一个类似行星状的齿轮按照车体相应的方向转速滚动进行车轮自转,使两侧齿轮驱动的行星车轮按照不同的方向转速沿着一个地面进行滚动而没有车体发生任何滑动。有式(3-2)还由此公式可以简单方便地计算得知:①其中当任意一侧半轴高速齿轮的制动转速设定均值为零时,另一个两侧半轴高速齿轮的制动转速设定均值为采用差速器驱动机壳齿轮转速的两倍。1.2对称式圆锥行星齿轮差速器的结构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。如图3-2所示。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3-2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；7-半轴齿轮传动垫片齿轮；8-对称行星齿轮传动垫片齿轮轴；9-对称行星齿轮传动垫片齿轮；10-行对称行星式锥形齿轮传动垫片；11-行星差速器的齿轮右壳1.3对称式行星圆锥形齿轮行星转动齿轮垫片差速器结构设计由于这个差速器是在外壳上面分别配有一个类型主从动减速器的从动轮和齿轮,所以我们在进行设计和制造确定这个类型主从动减速器的从动轮和齿轮直径大小时,应该充分地地考虑到这个差速器的类型选择。差速器的轴承轮廓尺寸大小和轴承尺寸高度受到了基于主动式减速器的从动式减速齿轮系统轴承传递支撑座和主动式减速齿轮轴承传递系统轴承座的高度约束。1.3.1差速器齿轮的基本参数的选择1.行星齿轮数目的选择微型面包车采用2个行星齿轮。2.行星齿轮球面半径的确定圆锥半球行星传动齿轮就是差速器的一个整体运动结构和安装尺寸,通常都主要取决于一个圆锥半球行星传动齿轮的背面和装在球面上的长度。球面半径可按如下的经验公式确定：mm(3-3)式中：——行星齿轮球面半径系数，可取2.52～2.99，对于有2个行星齿轮的轿车以及所有的越野车和矿用汽车取大值；这里取2.9T——计算转矩，取tce和tcs的较小值分别为2211.28nm.根据上式=2.9=37.8mmRB确定后，即可根据下式预选其节锥距：A0=(0.98～0.99)RB=(0.98～0.99)×37.8=37～37.422mm此设计选用值37mm所以预选其节锥距A=37mm1.行星齿轮与半轴齿轮的选择为了不仅能够使其获得更大的模数从而同时能够保证使采用行星式的齿轮减速具备更高的气动力学性能,应该将选用的行星齿轮的动力传动扭矩系数尽可能地将其减小。然而,但是通常不少于10。半轴齿轮传动轴数齿轮的减速齿数一般主要采用14~25,大多数通用电动汽车的半轴齿轮传动轴数齿轮与采用行星减速齿轮的传动齿数速度之比/在1.5~2.0的半轴传动齿轮速率速度范围内。差速器的各个半轴圆锥形的行星传动齿轮与两个半轴圆锥传动行星齿轮之间必须是同时互相传动啮合的,因此,在我们需要确定这两种圆锥传动行星齿轮的装配齿数时,应该首先充分考虑它们之间的平均传动齿轮装配齿数关系,在任何一个半轴圆锥形的地球行星椭圆齿轮式传动差速器中,左右两半轴圆锥传动行星齿轮的平均传动装配齿数,之和必须都尽可能被整个行星齿轮传动每颗齿轮的中心位置和传动数目所完全加以整体消除,以便于整个行星齿轮传动器的齿轮尽可能均匀地完全分布在半轴圆锥传动行星齿轮的各个轴线周围,否则,差速器将不再那么需要对它进行传动安装,即根据相应条件要求其必须具备的传动安装条件要求及其条件描述如下:（3-4）式中：，——左右半轴对称式齿轮的传动齿数,对于一个双轴对称式的圆锥齿轮差速器来说=——行星齿轮数目；——任意整数。在此=10，=18满足以上要求。4.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初步要求出行星齿轮和半轴传动齿轮之间的可调节圆锥夹角,，==29.05°=90°-=60.95°再按照以下方法初步计算得到的圆锥齿轮在其中最大端端面模量mm====1.3由于强度的要求在此取m=1.5mm得=35mm=1.5×18=63mm5.压力角α目前,汽车自动差速器系统中的各个制动齿轮大都用的是直接采用22º30′的制动压力系数夹角,齿高度的制动压力系数一般固定为0.8。最小传动齿数一般认为可以将其减少至10,并且同时当这种小齿轮(或我们称之为行星式的小齿轮)的末端齿顶传动部分角度不变尖时,还有可能通过利用切向传动纠偏技术来进行修正，修正可以增大半轴式小齿轮的末端传动齿齿牙厚,从而可以促进不同行星式的小齿轮。半轴式齿的传动齿轮牙可以更好地趋于相同的传动强度。由于该模量类型中各种轮齿的最低压力齿数偏移相对于最低压力齿数偏移的夹角为20°,因此我们发现可以通过大量使用较大的模量齿数来大幅提高各类型中轮齿的动力传动强度。在此特别注意挑选22º30′的一个主要压力点。6.行星齿轮安装孔的直径及其深度L行星传动齿轮的一个安装支承孔径和直径与所需要选择的一个行星传动齿轮轴的支承尺寸相同,而一个安装行星传动齿轮，一个安装支承孔直径深度也可能就是所需要选择的一个行星传动齿轮在其支承轴上的一个安装支承孔的长度,通常我们可以任意选取:（3-5）式中：——差速器传递的转矩，N·m；在此取2211.28N·m——行星齿轮的数目；在此为2——行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，mm，≈0.5d，d为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而d≈0.8；——在支承面的允许用挤压应力,在此可以取98mpa根据上式=50.4mm=0.5×50.4=21.76mm≈20.79mm≈22.87mm1.3.2差速器齿轮的几何计算表3-1汽车差速器垂直齿锥式传动轴的几何大小尺寸方法计算使用表序号项目计算公式计算结果1行星齿轮齿数的径向系数≥10，应尽量取最小值=102半轴转动齿轮的高速传动要求齿数=14～25，且需满足式（3-4）=183模数=1.5mm4齿面宽b=(0.25～0.30)A;b≤10m10mm5工作齿高=5.28mm6全齿高5.95147压力角22º30′8轴交角=90°90º9节圆直径；10节锥角，=29.05°，11节锥距=31.97mm12周节=1.1416=10.367mm13齿顶高;=1.484mm=1.796mm14齿根高=1.788-;=1.788-=2.4164mm;=4.1044mm15径向间隙=-=0.188+0.051=0.6714mm16齿根角=;=4.065°;=6.883°17面锥角；=35.94°=65.02°18根锥角；=22.1716°=55.0624°19外圆直径；mmmm20节圆顶点至齿轮外缘距离mmmm21理论弧齿厚=7.79mm=4.86mm22齿侧间隙=0.245～0.330mm=0.143mm23弦齿厚=7.648mm=4.782mm24弦齿高=1.886mm=1.844mm1.3.3差速器齿轮的强度计算差速器驱动齿轮的重量大小和车体尺寸是因为它们受到了车体结构上的很大限制,而且所要求它承受的内部负重比较大,它们并不会完全像一些传统的齿轮主动式减速器驱动齿轮那样常常自动地与它处于相互平行啮合的运动状态,只有在一些汽车车辆发生紧急转弯或者左右两轮之间相互行驶不同一段路程的特殊情况下,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=MPa(3-6)式中：——差速器一个行星齿轮传递给一个半轴驱动齿轮的旋转矩,其为公式，在此为514.09N·m；