差速器設(shè)計(jì),差速器,設(shè)計(jì) 摘 要 在去年金融危機(jī)的影響下，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重組給汽車(chē)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，與汽車(chē)相關(guān)的各行各業(yè)更加注重汽車(chē)的質(zhì)量。差速器作為汽車(chē)必不可少的組成部分之一也在汽車(chē)市場(chǎng)上產(chǎn)生了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。此次就是針對(duì)汽車(chē)差速器這一零件進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本次設(shè)計(jì)主要對(duì)安裝在驅(qū)動(dòng)橋的兩個(gè)半軸之間的差速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要涉及到了差速器非標(biāo)準(zhǔn)零件如齒輪結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)也介紹了差速器的發(fā)展現(xiàn)狀和差速器的種類(lèi)。對(duì)于差速器的方案選擇和工作原理也作出了簡(jiǎn)略的說(shuō)明。在設(shè)計(jì)中參考了大量的文獻(xiàn)，因此對(duì)差速器的結(jié)構(gòu)和作用有了更透徹的了解。再設(shè)計(jì)出合理適用的差速器的同時(shí)也對(duì)差速器相關(guān)的行業(yè)有了一定得認(rèn)識(shí)。通過(guò)繪制差速器的組件圖也讓我在學(xué)習(xí)方面得到了提高。 關(guān)鍵詞：差速器、齒輪結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)計(jì)算 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:differential, gear structure,design 店長(zhǎng)鏈接：www.5201314cad.com 淘寶店鋪 5201314cad.taobao.com ；本小店也接代畫(huà)CAD、preo/e業(yè)務(wù)；難度視尺寸及標(biāo)注數(shù)量而定 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 I 第一章 概述 1 1.1汽車(chē)差速器的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2汽車(chē)差速器的功用及其分類(lèi) 2 1.3課題設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù)的來(lái)源與依據(jù) 6 第二章 差速器的設(shè)計(jì)方案 8 2.1差速器的方案選擇及結(jié)構(gòu)分析 8 2.2差速器的工作原理 9 第三章 差速器非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì) 12 3.1對(duì)稱式行星齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 12 3.1.1對(duì)稱式行星齒輪參數(shù)確定 12 3.1.2差速器齒輪幾何計(jì)算圖表 13 3.1.3差速器齒輪的材料 15 3.1.4差速器齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 15 3.2差速器行星齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 3.2.1行星齒輪軸的分類(lèi)及選用 16 3.2.2行星齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) 17 3.2.3行星齒輪軸的材料 17 3.3差速器墊圈的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3.3.1半軸齒輪平墊圈的尺寸設(shè)計(jì) 18 3.3.2行星齒輪球面墊圈的尺寸設(shè)計(jì) 18 第四章 差速器標(biāo)準(zhǔn)零件的選用 19 4.1螺栓的選用和螺栓的材料 19 4.2螺母的選用何螺母的材料 19 4.3差速器軸承的選用 19 第五章差速器總成的裝復(fù)和調(diào)整 21 5.1差速器總成的裝復(fù) 21 5.2差速器的零部件的調(diào)整 21 小結(jié) 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 24 - 27 - 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 概述 1.1汽車(chē)差速器的發(fā)展現(xiàn)狀 在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展初期，法國(guó)雷諾汽車(chē)公司的創(chuàng)始人雷諾發(fā)明了汽車(chē)差速器，汽車(chē)差速器作為汽車(chē)必不可少的部件之一曾被汽車(chē)專家譽(yù)為“小零件大功用”。如圖1-1所示普通差速器的結(jié)構(gòu)分解圖。 本世紀(jì)六七十年代，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)高速增長(zhǎng)期，而去年開(kāi)始的全球金融危機(jī)又讓汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在危機(jī)中有了發(fā)展的機(jī)遇，在世界各處都有廣闊的市場(chǎng)。從目前來(lái)看，我國(guó)差速器行業(yè)已經(jīng)順利完成了由小到大的轉(zhuǎn)變，正處于由大到強(qiáng)的發(fā)展階段。由小到大是一個(gè)量變的過(guò)程，科學(xué)發(fā)展觀對(duì)它的影響或許僅限于速度和時(shí)間，但是由大到強(qiáng)卻是一個(gè)質(zhì)變的過(guò)程，能否順利完成這一個(gè)蛻變，科學(xué)發(fā)展觀起著至關(guān)重要的作用。然而在這個(gè)轉(zhuǎn)型和調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)刻，提高汽車(chē)車(chē)輛、石油化工、電力通訊差速器的精度、可靠性是中國(guó)差速器行業(yè)的緊迫任務(wù)。 近幾年中國(guó)汽車(chē)差速器市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)汽車(chē)差速器產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)企企業(yè)新增投資項(xiàng)目逐漸增多。投資者對(duì)汽車(chē)差速器行業(yè)的關(guān)注越來(lái)越密切，這就使得汽車(chē)差速器行業(yè)的發(fā)展需求增大。差速器的種類(lèi)趨于多元化，功用趨于完整化，目前汽車(chē)上最常用的是對(duì)稱式錐齒輪差速器，還有現(xiàn)在各種各樣的功能多樣的差速器，如：輪間差速器、防滑差速器、強(qiáng)制鎖止式差速器、高摩擦自鎖式差速器、托森差速器。其中的托森差速器是一種新型差速器機(jī)構(gòu)，它能解決在其他差速器內(nèi)差動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小時(shí)不能起差速作用的問(wèn)題和轉(zhuǎn)矩較大時(shí)不能自動(dòng)將差速器鎖死的問(wèn)題。下面圖1-1為普通差速器的結(jié)構(gòu)分解圖。這次設(shè)計(jì)的輪邊差速器主要是為克服輪間差速器安裝調(diào)整不方便，還有因?yàn)橐贾貌钏倨饕彩箯膭?dòng)齒輪的尺寸受到限制等缺點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的。輪邊差速器是安裝在驅(qū)動(dòng)輪的輪轂內(nèi)，差速器殼通過(guò)行星齒輪軸固定行星齒輪.行星齒輪與半軸齒輪齒合. 絕對(duì)直線行駛時(shí).差速器殼和行星齒輪(行星齒輪與半軸齒輪不發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng))一同隨減速器被動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng).稱為公轉(zhuǎn). 行星齒輪饒自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)稱之自轉(zhuǎn).將兩輪懸空.自轉(zhuǎn)方向相反,轉(zhuǎn)速相同. 在轉(zhuǎn)彎時(shí),行星齒輪自轉(zhuǎn)的同時(shí)還和差速器殼一起公轉(zhuǎn).實(shí)現(xiàn)兩邊不等速。 這里我們著重介紹一下一種新型差速器為L(zhǎng)MC?；ユi差速器：LMC?；ユi差速器是由湖北力鳴汽車(chē)差速器公司投資5000萬(wàn)元生產(chǎn)的新型差速器預(yù)計(jì)2009年批量生產(chǎn)，2010年達(dá)到驗(yàn)收。LMC?；ユi差速器用于0.5---1.5噸級(jí)車(chē)輛，它能有效地提高車(chē)輛的通過(guò)性、越野性、可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，能夠滿足很多不同條件和不同情況下的車(chē)輛要求。這種純機(jī)械、非液壓、非液粘、非電控的中央差速分動(dòng)裝置，已申報(bào)了美、英、日、韓、俄羅斯等19個(gè)國(guó)家的專利保護(hù)，這一技術(shù)不僅僅是一項(xiàng)中國(guó)發(fā)明，也是一項(xiàng)世界發(fā)明。LMC常互鎖差速器是由多種類(lèi)的齒輪系統(tǒng)及相應(yīng)的軸、殼體組成，具備傳統(tǒng)汽車(chē)的前輪和后輪輪間差速器、前后橋軸間差速器。LMC?；ユi差速分動(dòng)器通過(guò)四支傳動(dòng)軸和輪邊減速器帶動(dòng)四個(gè)車(chē)輪，實(shí)現(xiàn)每個(gè)車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，在有兩個(gè)車(chē)輪打滑的情況下仍能正常行駛，在冰雪路面、泥濘路面、無(wú)路路面上有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以徹底解決傳統(tǒng)四驅(qū)汽車(chē)的不足：如不能高速行駛；車(chē)輪打滑不能正常行駛；不能實(shí)現(xiàn)軸間差速；高油耗問(wèn)題、功率循環(huán)問(wèn)題；四驅(qū)轉(zhuǎn)換麻煩等。裝有LMC常互鎖差速分動(dòng)器的車(chē)輛具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）提高車(chē)輛的通過(guò)性：具有混合差速，LMC?；ユi差速分動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)輪間、軸間、對(duì)角任意混合差速和鎖止，任何情況下單個(gè)車(chē)輪、對(duì)角線雙輪不會(huì)發(fā)生滑轉(zhuǎn)，即使單個(gè)車(chē)輪懸空，車(chē)輛仍有驅(qū)動(dòng)力而能正常行駛。 （2）提高汽車(chē)的傳動(dòng)系的壽命和可靠性：因?qū)崿F(xiàn)了任意差速，消除了功率循環(huán)，克服了分時(shí)四驅(qū)在四驅(qū)狀態(tài)下傳動(dòng)系統(tǒng)因內(nèi)耗而產(chǎn)生的差速器、傳動(dòng)軸、分動(dòng)器等機(jī)件磨損，甚至于致命性的損壞，延長(zhǎng)了傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。 （3）提高車(chē)輛的安全性：行車(chē)安全、轉(zhuǎn)彎容易、加速性好、制動(dòng)穩(wěn)定、操縱輕便安全，無(wú)需增加操縱機(jī)構(gòu)。 （4）具有良好的經(jīng)濟(jì)性：功能領(lǐng)先、制造成本低，維修簡(jiǎn)便、節(jié)油，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，產(chǎn)品適用性廣。 LMC?；ユi差速分動(dòng)器的研發(fā)是在經(jīng)濟(jì)刺激的影響下產(chǎn)生的產(chǎn)品，符合我國(guó)國(guó)情的需要。 1.2 汽車(chē)差速器的功用 差速器的功用是當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時(shí)，使左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪以不同的角速度滾動(dòng)，以保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與地面間作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 圖1-1 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)示意圖 汽車(chē)行駛時(shí)，左右輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾動(dòng)的路程往往不等。如圖1-1所示，在轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)、外兩側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)彎半徑R1和R2不同，行程顯然不同，即外側(cè)車(chē)輪滾過(guò)的距離大于內(nèi)測(cè)車(chē)輪；汽車(chē)在不平的路面行駛時(shí)，由于路面波形不同也會(huì)造成兩側(cè)車(chē)輪滾過(guò)的路程不等；即使在平直的路面行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會(huì)引起左、右車(chē)輪因滾動(dòng)半徑不同而使左、右車(chē)輪行駛不等。如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車(chē)輪鋼性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上滑移或是滑轉(zhuǎn)。這樣不僅會(huì)加劇輪胎磨損與功率和燃料的消耗。而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車(chē)就要安裝差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。而為了方便安裝和調(diào)試差速器，還解決現(xiàn)在差速器的從動(dòng)齒輪尺寸不受限制所以設(shè)計(jì)了安裝在輪轂的差速器稱為輪邊差速器，在兩軸間分配轉(zhuǎn)矩，保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。使汽車(chē)行駛時(shí)能作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，提高了車(chē)輛的通過(guò)性。 差速器按其結(jié)構(gòu)不同可以分為以下幾種形式： 1. 齒輪式 汽車(chē)上廣泛采用的是對(duì)稱錐齒輪式差速器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)。它又分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)鎖止式差速器等。 2. 凸輪式 現(xiàn)在常見(jiàn)的是滑塊凸輪式差速器，它是一種高摩擦自鎖差速器，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 3. 蝸輪式 蝸輪式差速器也是一種高摩擦自鎖差速器，這種差速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，因而限制了它的應(yīng)用。 4. 牙嵌式 牙嵌式自由輪差速器是自鎖式差速器的一種，該差速器工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復(fù)雜。 1.3 差速器的主要結(jié)構(gòu)形式介紹 (一)齒輪式差速器 汽車(chē)上廣泛采用的差速器為對(duì)稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。他又可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器等 1．普通錐齒輪式差速器 由于普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應(yīng)用于一般使用條件的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋中。圖1-2為其示意圖，圖中ω0為差速器殼的角速度；ω1、ω2分別為左、右兩半軸的角速度；To為差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩；Tr為差速器的內(nèi)摩擦力矩；T1、T2分別為左、右兩半軸對(duì)差速器的反轉(zhuǎn)矩。 圖1-2 普通錐齒輪式差速器 普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)是一般為0．05～0．15，兩半軸轉(zhuǎn)矩比kb=1．11～1．35，這說(shuō)明左、右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大，故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對(duì)于在良好路面上行駛的汽車(chē)來(lái)說(shuō)是合適的。但當(dāng)汽車(chē)越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與地面的附著系數(shù)很小時(shí)，盡管另一側(cè)車(chē)輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣減小，無(wú)法發(fā)揮潛在牽引力，以致汽車(chē)停駛。 2.摩擦片式差速器 為了增加差速器的內(nèi)摩擦力矩，在半軸齒輪7與差速器殼1之間裝上了摩擦片2(圖1-3)。兩根行星齒輪軸5互相垂直，軸的兩端制成V形面4與差速器殼孔上的V形面相配，兩個(gè)行星齒輪軸5的V形面是反向安裝的。每個(gè)半軸齒輪背面有壓盤(pán)3和主、從動(dòng)摩擦片2，主、從動(dòng)摩擦片2分別經(jīng)花鍵與差速器殼1和壓盤(pán)3相連。 圖1-3 摩擦片式差速器 摩擦片式差速器的鎖緊系數(shù)k可達(dá)0．6，可達(dá)4。這種差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)，可明顯提高汽車(chē)通過(guò)性。 3．強(qiáng)制鎖止式差速器 當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪處于附著系數(shù)較小的路面時(shí)，可通過(guò)液壓或氣動(dòng)操縱，嚙合接合器(即差速鎖)將差速器殼與半軸鎖緊在一起，使差速器不起作用，這樣可充分利用地面的附著系數(shù)，使?fàn)繉?duì)于裝有強(qiáng)制鎖止式差速器的4X2型汽車(chē)，采用差速鎖將普通錐齒輪差速器鎖住，可使汽車(chē)的牽引力提高倍，從而提高了汽車(chē)通過(guò)性。當(dāng)然，如果左、右車(chē)輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍超過(guò)車(chē)輪與地面間的附著力，汽車(chē)也無(wú)法行駛。 強(qiáng)制鎖止式差速器可充分利用原差速器結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車(chē)上都裝用差速鎖。 (二)滑塊凸輪式差速器 圖1-4為雙排徑向滑塊凸輪式差速器。差速器的主動(dòng)件是與差速器殼1連接在一起的套，套上有兩排徑向孔，滑塊2裝于孔中并可作徑向滑動(dòng)。滑塊兩端分別與差速器的從動(dòng)元件內(nèi)凸輪4和外凸輪3接觸。內(nèi)、外凸輪分別與左、右半軸用花鍵連接。當(dāng)差速器傳遞動(dòng)力時(shí)，主動(dòng)套帶動(dòng)滑塊并通過(guò)滑塊帶動(dòng)內(nèi)、外凸輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)允許內(nèi)、外凸輪轉(zhuǎn)速不等。理論上凸輪形線應(yīng)是阿基米德螺線，為加工簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可用圓弧曲線代替。 圖1-4 滑塊凸輪式差速器 (三)蝸輪式差速器 蝸輪式差速器(圖1-5)也是一種高摩擦自鎖差速器。蝸桿2、4同時(shí)與行星蝸輪3與半軸蝸輪1、5嚙合，從而組成一行星齒輪系統(tǒng)。 圖1-5 蝸輪式差速器 (四)牙嵌式自由輪差速器 牙嵌式自由輪差速器(圖1-6)是自鎖式差速器的一種。裝有這種差速器的汽車(chē)在直線行駛時(shí)，主動(dòng)環(huán)可將由主減速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩按左、右輪阻力的大小分配給左、右從動(dòng)環(huán)(即左、右半軸)。當(dāng)一側(cè)車(chē)輪懸空或進(jìn)入泥濘、冰雪等路面時(shí)，主動(dòng)環(huán)的轉(zhuǎn)矩可全部或大部分分配給另一側(cè)車(chē)輪。當(dāng)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，外側(cè)車(chē)輪有快轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，使外側(cè)從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)脫開(kāi)，即中斷對(duì)外輪的轉(zhuǎn)矩傳遞；內(nèi)側(cè)車(chē)輪有慢轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，使內(nèi)側(cè)從動(dòng)環(huán)與主動(dòng)環(huán)壓得更緊，即主動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)矩全部傳給內(nèi)輪。由于該差速器在轉(zhuǎn)彎時(shí)是內(nèi)輪單邊傳動(dòng)，會(huì)引起轉(zhuǎn)向沉重，當(dāng)拖帶掛車(chē)時(shí)尤為突出。此外，由于左、右車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩時(shí)斷時(shí)續(xù)，車(chē)輪傳動(dòng)裝置受的動(dòng)載荷較大，單邊傳動(dòng)也使其受較大的載荷。 圖1-6 牙嵌式差速器 牙嵌式自由輪差速器的半軸轉(zhuǎn)矩比Ab是可變的，最大可為無(wú)窮大。該差速器工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復(fù)雜。 1.4 課題設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù) 表1-1 參數(shù)表 參數(shù)名稱 數(shù)值 車(chē)型???????????????微型客車(chē) 驅(qū)動(dòng)形式???????????FR4×2 發(fā)動(dòng)機(jī)位置?????????前置 最高車(chē)速???????????Umax=110km/h 最大爬坡度?????????imax≥30% 汽車(chē)總質(zhì)量?????????ma=1410kg 滿載時(shí)前軸負(fù)荷率???40% 外形尺寸???????????總長(zhǎng)La×總寬Ba×總高Ha=3496×1445×1841mm3 迎風(fēng)面積???????????A≈0.85?Ba×Ha 空氣阻力系數(shù)???????CD=0.6 軸距???????????????L=2200mm 前輪距?????????????B1=1440mm 后輪距?????????????B2=1420mm 車(chē)輪半徑???????????r=300mm 離合器?????????????單片干式摩擦離合器 變速器?????????????兩軸式、四擋 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第二章 差速器的設(shè)計(jì)方案 2.1 差速器的方案選擇及結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)微型客車(chē)的類(lèi)型，初步選定差速器的種類(lèi)為對(duì)稱式行星錐齒輪差速器，安裝在驅(qū)動(dòng)橋的兩個(gè)半軸之間，通過(guò)兩個(gè)半軸把動(dòng)力傳給車(chē)輪?，F(xiàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下： 圖2-1差速器結(jié)構(gòu)方案圖 如圖2-1，對(duì)稱式行星錐齒輪主要是差速器左右殼1和4，兩個(gè)半軸齒輪2、2個(gè)行星齒輪3、十字軸5。動(dòng)力傳輸?shù)讲钏倨鳉?，差速器殼帶動(dòng)十字軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。十字軸又帶動(dòng)安裝在它四個(gè)軸頸上的行星齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪與半軸齒輪相互嚙合，所以又將轉(zhuǎn)矩傳遞給半軸齒輪，半軸齒輪與半軸相連，半軸又將動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪，完成汽車(chē)的行駛。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、安裝方便、調(diào)試簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 2.1.1 差速器的結(jié)構(gòu)分析 （1）行星齒輪3的背面大都做成球面，與差速器殼1配合，保證行星齒輪具有良好的對(duì)中性，以利于和兩個(gè)半軸齒輪2正確地嚙合； （2）由于行星齒輪3和半軸齒輪2是錐齒輪傳動(dòng)，在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，沿行星齒輪和半軸齒輪的軸線有很大的軸向作用力，而齒輪和差速器殼之間又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為減少齒輪和差速器殼之間的磨損，在半軸齒輪背面與差速器殼相應(yīng)的摩擦面之間裝有平墊圈，而在行星齒輪和差速器殼之間裝有球面墊圈。當(dāng)汽車(chē)行駛一定得里程。墊圈磨損后可以通過(guò)更換墊圈來(lái)調(diào)整齒輪的嚙合間隙，以提高差速器的壽命。 （3）在中、重型汽車(chē)上由于需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，所以要安裝4個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸也要用十字軸。 （4）為了保證行星齒輪和十字軸之間有良好的潤(rùn)滑，在十字軸的軸頸銑出了一個(gè)平面，以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油潤(rùn)滑齒輪背面。 2.2 差速器的工作原理 差速器采用對(duì)稱式錐齒輪結(jié)構(gòu)，其原理如下圖2-2所示。 圖2-2 差速器差速原理圖 差速器殼3與行星齒輪5連成一體，形成行星架。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，故為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為ωo;半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度為ω1和ω2.A、B兩點(diǎn)分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為C，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為r。 當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑r上的A 、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等，其值為ωor.于是，ω1=ω2=ωo，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼3的角速度。 行星齒輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)也在進(jìn)行自傳，如圖當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度ω4自轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合點(diǎn)A的圓周速度為ω1r=ωor+ω4r4，嚙合點(diǎn)B的圓周速度為ω2r=ωor--ω4r4.于是有 ω1r+ω2r=（ωor+ω4r4）+(ωor--ω4r4) 即 ω1+ω2=2ωo 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n表示，則 n1+n2=2no （2-1） 式（2-1）為兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱式齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)性方程式。它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。因此，在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或其他行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)。 由式（2--1）可得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼轉(zhuǎn)速為零時(shí)，若一側(cè)半軸齒輪受到其他外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 對(duì)稱式錐齒輪差速器的轉(zhuǎn)矩分配ＭO：由主減速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)由差速器殼、行星齒輪軸和行星齒輪傳給半軸齒輪。行星齒輪相當(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，而兩個(gè)半軸齒輪的半徑也是相等的。因此，當(dāng)行星齒輪沒(méi)有自轉(zhuǎn)時(shí)，總是將轉(zhuǎn)矩ＭO平均分配給左、右兩半軸齒輪，即Ｍ1=Ｍ2=Ｍ0／2。 當(dāng)兩半軸齒輪以不同的轉(zhuǎn)速朝相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速n1大于右半軸轉(zhuǎn)速n2，則行星齒輪將按順時(shí)針的方向繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn)。此時(shí)行星齒輪孔與行星齒輪軸軸頸間以及齒輪背部與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦。行星齒輪所受的摩擦力矩Ｍr方向與行星齒輪的轉(zhuǎn)向相反，此摩擦力矩使行星齒輪分別對(duì)左、右半軸齒輪附加作用了大小相等而方向相反的兩個(gè)圓周力，因此當(dāng)左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，Ｍ1=（Ｍ0--Ｍr）／2，Ｍ2=（Ｍ0+Ｍr）／2.左、右車(chē)輪上的轉(zhuǎn)矩之差等于差速器的內(nèi)摩擦力矩Ｍr。 為了衡量差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性，常以鎖緊系數(shù)K表示 K=（Ｍ2--Ｍ1）／Ｍ0=Ｍr／Ｍ0 差速器內(nèi)摩擦力矩Ｍr和其輸入轉(zhuǎn)矩Ｍ0（差速器殼體上的力矩）之比定義為差速器鎖緊系數(shù)K。快慢半軸的轉(zhuǎn)矩之比Ｍ2／Ｍ1定義為轉(zhuǎn)矩比，以 Kb=Ｍ2／Ｍ1=(1+K) ／(1-K) 目前廣泛使用的對(duì)稱式錐齒輪差速器的內(nèi)摩擦力矩很小，其鎖緊系數(shù)K=0.05~0.15，轉(zhuǎn)矩比Kb為1.1~1.4.可以認(rèn)為，無(wú)論左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速是否相等，其轉(zhuǎn)矩基本上總是平均分配的。這樣的分配比例對(duì)于汽車(chē)在好的路面上直線或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，都是令人滿意。但是當(dāng)汽車(chē)在壞的路面行駛時(shí)，卻嚴(yán)重影響了通過(guò)能力。例如，當(dāng)汽車(chē)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪接觸到泥濘或冰雪路面的時(shí)候，在泥濘路面上的車(chē)輪原地滑轉(zhuǎn)，而在好路面上的車(chē)輪靜止不動(dòng)。這是因?yàn)樵谀酀袈访嫔宪?chē)輪與路面上車(chē)輪與路面之間附著力很小，路面只能對(duì)半軸作用很小的反作用很小的反作用轉(zhuǎn)矩，雖然另一車(chē)輪與好路面間的附著力較大，但因?qū)ΨQ式錐齒輪差速器具有轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，使這一個(gè)車(chē)輪分配到的轉(zhuǎn)矩只能與傳到滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的很小的轉(zhuǎn)矩相等，致使總的驅(qū)動(dòng)力不足以克服行駛阻力，汽車(chē)便不能前進(jìn)。 在圖2-3容易看出汽車(chē)在直線行駛時(shí)候兩半軸的轉(zhuǎn)速相等和在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)兩半軸轉(zhuǎn)速不等： 圖2-3 差速器工作時(shí)轉(zhuǎn)矩變化圖 當(dāng)汽車(chē)在直線行駛時(shí)，此時(shí)行星齒輪軸將轉(zhuǎn)距平均分配兩半軸齒輪，兩半軸齒輪轉(zhuǎn)速恒等于差速器殼的轉(zhuǎn)速，傳遞給左右車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩也是相等的。此時(shí)左右車(chē)輪的轉(zhuǎn)速時(shí)相等的。 而當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，其中一個(gè)半軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角，兩半軸的轉(zhuǎn)矩就得不到平均分配，必然出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)速大，一個(gè)轉(zhuǎn)速小，此時(shí)汽車(chē)就平穩(wěn)地完成了轉(zhuǎn)彎行駛。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第三章 差速器非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì) 由于差速器殼上裝著主減速器的從動(dòng)齒輪，所以差速器的從動(dòng)錐齒輪尺寸受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座以及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。而因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的是安裝在驅(qū)動(dòng)橋的兩個(gè)半軸之間的差速器，所以尺寸受到軸承座的限制。輪邊差速器的非標(biāo)準(zhǔn)零主要有從動(dòng)錐齒輪（對(duì)稱式錐齒輪）、行星齒輪軸（十字軸）等等。 3.1對(duì)稱式行星齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)于安裝在半軸之間的差速器它的尺寸受到軸承座的限制，而影響差速器尺寸的主要就是齒輪的尺寸，所以如何把齒輪設(shè)計(jì)得更加優(yōu)化就顯得更加重要。如下圖3-1為行星齒輪初步方案圖。 圖3-1行星齒輪的方案圖 3.1.1對(duì)稱式行星齒輪參數(shù)確定 1.行星齒輪齒數(shù)目n的確定 行星齒輪數(shù)目需要根據(jù)承載情況來(lái)選擇，在承載不大的情況下可以取兩個(gè)，反之就取四個(gè)。而微型客車(chē)選擇的是兩個(gè)行星齒輪，即n=2。 2.行星齒輪球面半徑的確定RB以及節(jié)錐距A0的計(jì)算 行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力即是強(qiáng)度。 球面半徑可按照如下公式確定： mm （3-1） 上式中： KB——為行星齒輪球面半徑系數(shù)。可取2.52~2.99，對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的微型客車(chē)取小值；對(duì)于有四個(gè)行星齒輪的乘用車(chē)和礦用車(chē)取最大值； T——為差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N.m）,T=min［Tce,Tcs］;取Tce和Tcs的較小值； RB——為球面半徑。 轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 （3-2） 上式中： rr——為車(chē)輪的滾動(dòng)半徑， 取rr=0.3m； igh——變速器最高檔傳動(dòng)比。igh =1 根據(jù)所選定的主減速比i0值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車(chē)總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 把nn=5200r/n ；vamax=110km/h； rr=0.3m ； igh=1代入（3-2）中 計(jì)算出 io=5.35； 從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tce （3-3） 上式中： Tce——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm； Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；Temax =158 Nm n——為驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，取1； if——為變速器傳動(dòng)比，if=3.704； i0——為主減速器傳動(dòng)比，i0=5.35； η——為變速器傳動(dòng)效率，η=0.96； k——為液力變矩器變矩系數(shù)，k =1； k d——為由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，k d=1； i1——為變速器最低擋傳動(dòng)比，i1=1； 代入式（3—3）中，有： Tce=3005.4Nm 主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcs =8960.4Nm.T取較小值，即有T= Tce=3005.4Nm； 將以上數(shù)據(jù)代入式（3-1）有 =2.7=40mm 而行星齒輪節(jié)錐距A0為：A0=（0.98~0.99）=（0.98~0.99）40=40mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距A=40mm 3.行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)計(jì)算 (1)行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的確定 為了使輪齒獲得較高的強(qiáng)度，希望取得較大的模數(shù)，但是尺寸會(huì)增大影響差速器的安裝，于是又要求行星齒輪的齒數(shù)Z1應(yīng)該取少一些，但Z1一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)一般采用14～25之間，大多數(shù)汽車(chē)的行星齒輪與半軸齒輪的齒數(shù)Z2比Z1/Z2在1.5～2.0的范圍內(nèi)。 差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù)Z2L、Z2R之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周?chē)駝t，差速器將無(wú)法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： (3-4) 上式中： Z2L、Z2R ——為左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來(lái)說(shuō)，Z2L=Z2R； ——為行星齒輪數(shù)目； ——任意整數(shù)。 根據(jù)上述可在此Z1=12；Z2=20 ， 滿足以上要求。 （2）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先可以根據(jù)下面公式求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，； = =90°-° （3-5） 將=12，=20代入上述式子中可求得 =30.96° ；=59.04° 第二步再按下式求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m m====3.35 查閱相關(guān)文獻(xiàn)可取m=4mm 最后而根據(jù)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算公式即有： ; d2=mz2=4×20=80mm 4.壓力角α 目前，汽車(chē)差速器的齒輪大都采用22.5°的壓力角，齒高系數(shù)為0.8。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20°的少，在此選22.5°的壓力角。某些總質(zhì)量較大的商用車(chē)采用25°壓力角以提高齒輪強(qiáng)度。 5.行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L 行星齒輪的安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度，通常?。? （3-6） （3-7） （3-8） 上面式中：——為差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；在此取3320.4N·m ——為行星齒輪的數(shù)目；在此取為4 ——為行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm，約為半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑的一半即是 ≈0.5 d2’， d2’為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而d2’=0.8 d2； ——為支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取69 MPa 根據(jù)上式有 d2’=0.8×80=64mm ； =0.5×64=32mm 將上述計(jì)算出的結(jié)果代入到式（3-6）和（3-7）中即可得 φ≈28mm ； L=20.24≈20mm 3.1.2差速器齒輪幾何計(jì)算圖表 表3-1 差速器幾何計(jì)算圖表 序號(hào) 名稱 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) ≥10，應(yīng)盡量取最小值 =12 2 半軸齒輪齒數(shù) =14～25，且需滿足式（1-4） =20 3 模數(shù) =4mm 4 齒面寬 b=(0.25～0.30)A;b≤10m 20mm 5 工作齒高 =6.4mm 6 全齒高 7.203 7 壓力角 22.5° 8 軸交角 =90° 9 節(jié)圓直徑 ； 10 節(jié)錐角 ， =30.96°， 11 節(jié)錐距 =40mm 12 周節(jié) =3.1416 =12.56mm 13 齒頂高 ; =4.14mm =2.25mm 14 齒根高 =1.788-; =1.788- =3.012mm; =4.9mm 15 徑向間隙 =-=0.188+0.051 =0.803mm 16 齒根角 =; =4.32°; =6.98° 17 面錐角 ； =35.28°；=66.01° 18 根錐角 ； =26.64°=52.05° 19 外圓直徑 ； mm mm 20 節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 mm mm 21 理論弧齒厚 =5.92 mm =6.63 mm 22 齒側(cè)間隙 =0.245～0.330 mm =0.250mm 23 弦齒厚 =5.269mm =6.49mm 24 弦齒高 =4.29mm =2.32mm 3.1.3差速器齒輪的材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。要考慮齒輪的許用應(yīng)力和彎曲強(qiáng)度，此次選用的齒輪材料為20CrMnTi。查閱《工程材料》相關(guān)資料可知此材料的許用應(yīng)力為[210 MPa ~980MPa]。 3.1.4差速器齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度為: MPa (3-9) 上式中： ——為差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式在此將取為498.06N·m； ——為差速器的行星齒輪數(shù)； b2、d2——分別為半軸齒輪齒寬及其大端分度圓直徑mm； 　 ——為尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)， 　　　　　 當(dāng)ｍ時(shí)，，在此＝0.629； 　 ——為載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，＝1.00～1.1；其他方式支承時(shí)取1.10～1.25。支承剛度大時(shí)取最小值。 　 ——為質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取1.0； ——為計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，參照?qǐng)D3-2可取=0.225。 當(dāng)T=min［Tce,Tcs］時(shí)，[]=980 Mpa；當(dāng)T= Tcf時(shí)，[]=210Mpa。 圖3-2 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 根據(jù)上式（3—9）可得： ==478.6MPa〈980 MPa 所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 3.2差速器行星齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1行星齒輪軸的分類(lèi)及選用 行星齒輪的種類(lèi)有很多，而差速器齒輪軸的種類(lèi)也很多，最常見(jiàn)的是一字軸和十字軸，在小型汽車(chē)上由于轉(zhuǎn)矩不大，所以要用一字軸，而載貨的大質(zhì)量的汽車(chē)傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，為了軸的使用壽命以及提高軸的承載能力，常用十字軸，由四個(gè)軸軸頸來(lái)分配轉(zhuǎn)矩，可以有效的提高軸的使用壽命。 此次設(shè)計(jì)主要參考微型客車(chē)，所以選用的是行星齒輪一字軸。 3.2.2行星齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) 由行星齒輪的支承長(zhǎng)度為≈20mm，根據(jù)安裝時(shí)候的方便選擇軸頸的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1為45 mm；而行星齒輪安裝孔的直徑d1為22mm，所以軸頸的直徑d2預(yù)選為22mm。 3.2.3行星齒輪軸的材料 軸的選擇要滿足強(qiáng)度、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。 軸的常用材料主要有碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中敏感性比合金鋼低，應(yīng)用較為廣泛，對(duì)重要或者承受較大的軸，宜選用35、40、45和50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其中以45鋼最常用。所以此次選用的軸的材料為45鋼。 3.3差速器墊圈的設(shè)計(jì)計(jì)算 墊圈是墊在連接件與螺母之間的零件，一般為扁平形的金屬環(huán)，用來(lái)保護(hù)被接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對(duì)被接件的壓力。墊圈的種類(lèi)有：彈簧墊圈、平墊圈、密封墊圈、球面墊圈等。墊圈的材料通常是軟鋼、青銅、尼龍、聚甲醛塑料。 在差速器傳遞轉(zhuǎn)矩的時(shí)候。行星齒輪和半軸齒輪要受到很大的軸向力，而齒輪和差速器殼之間又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以要用墊圈以減少磨損。差速器要用到兩個(gè)墊圈，一個(gè)墊圈是半軸齒輪支承墊圈為圓形平墊圈，連接件一個(gè)是軟質(zhì)地的，一個(gè)是硬質(zhì)地較脆的，其主要作用是增大接觸面積，分散壓力，防止把質(zhì)地遠(yuǎn)的壓壞。另外一個(gè)是差速器行星齒輪支承墊圈為球面墊圈。球面墊圈將行星齒輪和行星十字軸固定在一起傳遞轉(zhuǎn)矩。 3.3.1半軸齒輪平墊圈的尺寸設(shè)計(jì) 如下圖3-4所示：為平墊圈的結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖。 圖3-4 平墊圈 參考微型客車(chē)的半軸直徑的數(shù)據(jù)為50mm,如圖3-4（a）所示，按照裝配關(guān)系可選擇半軸齒輪平墊圈的安裝孔直徑D要大于50 mm，初步預(yù)選安裝孔直徑D2為50.5mm，由圖3-4（b）根據(jù)安裝簡(jiǎn)易程度選取墊圈的厚度h為1.6mm.選用的材料是聚甲醛塑料。 3.3.2行星齒輪球面墊圈的尺寸設(shè)計(jì) 圖3-5 球面墊圈 由一字軸軸頸的直徑為22mm，根據(jù)裝配關(guān)系選擇球形墊圈的安裝孔直徑D2為22mm，厚度h為1.1mm,選用的材料是聚甲醛塑料。 【一級(jí)標(biāo)題】 第四章 差速器標(biāo)準(zhǔn)零件的選用 4.1螺栓的選用和螺栓的材料 螺栓的種類(lèi)很多，隨著機(jī)械及其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)螺栓的要求也越來(lái)越高，既要要求螺栓具有較高的強(qiáng)度又要其精密度高。目前常見(jiàn)的螺栓有六角頭螺栓（全螺紋）、六角頭鉸制孔用螺栓、六角頭螺桿帶孔螺栓等。 而微型客車(chē)載貨車(chē)在1984年以前的連接后橋從動(dòng)錐齒輪和左差速器殼的12個(gè)M12×1.5的螺栓改為M14×1.5的螺栓。1984年以前的連接螺栓擰緊后容易發(fā)熱松動(dòng)，松動(dòng)的原因?yàn)榇簖X輪與差速器左殼之間沒(méi)有傳動(dòng)銷(xiāo)，螺栓的擰緊力矩不足[僅為784~98Nm],擰緊力矩所造成的從動(dòng)齒輪與差速器左殼貼合面之間的摩擦力矩，不足以承受由于汽車(chē)行駛工況經(jīng)常變化，所導(dǎo)致的交變載荷，造成貼合面間的松動(dòng)。因此，從動(dòng)齒輪與差速器左殼之間的連接螺栓要有足夠大的擰緊力矩，大的擰緊力矩要求較大直徑的連接螺栓。因此，在生產(chǎn)條件的允許下，將連接螺栓加大為M14×1.5，擰緊力矩加大為137.2~156.8 Nm，使情況有了較大的改善，而現(xiàn)在使用的是六角頭螺栓，尺寸為 M14×1.5，細(xì)牙螺紋。即為GB/T 5782 M14×1.5. 現(xiàn)在生產(chǎn)螺栓的原材料一般是碳素鋼、不銹鋼、銅三種，為了加強(qiáng)螺栓的強(qiáng)度，此次選用的是碳素鋼。 4.2螺母的選用和螺母的材料 我們課本上所學(xué)的螺母有六角薄螺母、六角開(kāi)槽螺母。在機(jī)械行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)以及相關(guān)行業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，螺母的種類(lèi)和型號(hào)也越來(lái)越齊全。根據(jù)差速器已選定的尺寸為 M14×1.5的螺栓，所以由裝配關(guān)系選擇差速器螺母應(yīng)該為M14的，性能等級(jí)為8級(jí)的，不經(jīng)過(guò)表面處理、A及的I型六角螺母：即是GB/T6170 M14.符合微型客車(chē)的螺栓要求。 現(xiàn)在一般生產(chǎn)地螺母原材料一般是碳素鋼、不銹鋼、銅三種，為了加強(qiáng)螺栓的強(qiáng)度，此次選用的是碳素鋼。 4.3差速器軸承的選用 軸承是支撐著軸的零件。可以引導(dǎo)軸的旋轉(zhuǎn)，也可以承受軸上空轉(zhuǎn)的零件。根據(jù)裝配關(guān)系和連接零件的形狀選用的軸承為圓錐滾子軸承。由差速器和半軸的計(jì)算數(shù)據(jù)可取差速器軸承外徑為80 mm左右，內(nèi)徑為50 mm左右。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取的圓錐滾子軸承的型號(hào)是7510E GB/T 297---1994. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第五章 差速器總成的裝配和調(diào)整 5.1 差速器總成的裝配 設(shè)計(jì)完差速器的組成部件就要對(duì)差速器進(jìn)行裝配。工業(yè)上裝配步驟如下： (1) 用壓力機(jī)將軸承的內(nèi)圈壓入左右差速器的軸頸上； (2) 把左差速器殼放在工作臺(tái)上，在與行星齒輪38，半軸齒輪相配合的工作面上 涂抹機(jī)油，將半軸齒輪平面墊圈連同半軸齒輪一起裝入，將已裝好行星齒輪和球面墊圈的的十字軸裝入左差速器殼的十字槽中，并使行星齒輪與半軸齒輪嚙合。 行星齒輪上裝上右邊的半軸齒輪、平面墊圈，將差速器右殼合到左殼上，注意對(duì)準(zhǔn)殼體上的合件標(biāo)記，從右向左插入螺栓，在螺栓左端套上鎖片，用螺母緊固，半軸齒輪支承端面與支承墊圈間的間隙應(yīng)不大于0.5mm。 (3) 將從動(dòng)齒錐齒輪裝到差速器左殼上，用螺栓鎖緊。 5.2差速器的零部件的調(diào)整 齒輪嚙合間隙的調(diào)整：正確的齒輪嚙合間隙范圍為0.15~0.40 mm，而一對(duì)齒輪的齒輪間隙變動(dòng)范圍為0.15 mm。如：一對(duì)齒輪的最小齒輪間隙為0.15 mm，則最大間隙只能為0.30 mm，若最大齒輪間隙為0.40 mm，則最小齒輪間隙為0.25 mm等。齒輪的嚙合間隙的調(diào)整可用移動(dòng)差速器軸承的調(diào)整螺母來(lái)達(dá)到。由于差速器軸承的預(yù)緊度已經(jīng)預(yù)先調(diào)好，因此調(diào)整嚙合間隙時(shí)，一側(cè)的調(diào)整螺母松或緊多少。另一側(cè)的調(diào)整螺母也要松或緊多少，以便差速器軸承的預(yù)緊度保持不變。 課程設(shè)計(jì) 小結(jié) 在大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是我們步入社會(huì)參與實(shí)際的汽車(chē)零件設(shè)計(jì)一次極好的演示，此次我做的設(shè)計(jì)從最初的選題，到差速器組成部分的設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。期間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙等等，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 在學(xué)校提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件下，我反復(fù)的做了幾次差速器的拆裝實(shí)驗(yàn)，再結(jié)合查找的資料，讓自己更深層次的了解了差速器的用途和工作原理，熟悉了差速器的非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了自己獨(dú)立成功完成實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)了獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。此次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我所學(xué)公共基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也為我走向現(xiàn)在汽車(chē)設(shè)計(jì)的工作崗位前的一次熱身。 在設(shè)計(jì)中也碰到了很多問(wèn)題，剛開(kāi)始并不是很透徹地明白差速器的工作原理以及它在汽車(chē)行駛時(shí)是如何起到作用的，讓設(shè)計(jì)很難進(jìn)行；還有差速器行星錐齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)的選定以及選用，十字軸尺寸的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)零件的選用都碰到了一些困難，但是經(jīng)過(guò)查閱圖書(shū)館的資料和網(wǎng)上信息來(lái)熟悉零件的特點(diǎn)，再比較所選定零件的優(yōu)劣性以及安裝和調(diào)整難易程度來(lái)選用最合適的零件。每攻克一個(gè)難題都讓我欣喜的同時(shí)也受益匪淺。 在完成課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中也收獲了很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也初步學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍然有很多課題需要后輩去努力完善。也學(xué)會(huì)了做事應(yīng)有的態(tài)度和心態(tài)，對(duì)出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要童富國(guó)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問(wèn)題的。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，這樣做起事情來(lái)就可以事半功倍。在收獲很多的同時(shí)也暴露了自身的不足，對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)得不夠深不夠透徹，只從表面去理解，缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解等等。這次設(shè)計(jì)是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次大檢閱，使我明白自己的只是還很淺薄，雖然馬上就要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 致 謝 此次論文歷時(shí)一個(gè)多月，能夠順利完成并非我一個(gè)人的努力，論文從開(kāi)始選題到現(xiàn)在的順利完成，首先我要感謝我的指導(dǎo)老師羅紅專，在他的身上我學(xué)到了對(duì)待知識(shí)和學(xué)習(xí)的態(tài)度，他給了我很多幫助，也在我失去信心的時(shí)候給了我克服困難的條件，為我的論文的順利完成指出了很好的方向；還要感謝和我分在一組的同學(xué)的幫助，感謝他們?cè)诮o我提供資料的同時(shí)也給了我撰寫(xiě)論文的意見(jiàn)和建議。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我獲得很多的專業(yè)知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。也要感謝學(xué)校提供和創(chuàng)造很多讓我們順利完成論文的實(shí)驗(yàn)條件。 在此還要鄭重地感謝我的父母，給我創(chuàng)造上大學(xué)的條件，讓我不斷地進(jìn)步與成熟。讓我擁有更多的資本去完成和完善我以后的人生。 附 錄 參考文獻(xiàn) [1] 陳家瑞，張建文．汽車(chē)構(gòu)造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003年 [2] 王望予、張建文.汽車(chē)設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003年 [3] 顧任安.東風(fēng)EQ110---1微型客車(chē)修理圖冊(cè)， 1997年 [4] 張洪欣.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996年 [5] 余志生.汽車(chē)?yán)碚?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001年 [6] 陳作模等.機(jī)械原理.高等教育出版社，2006年 [7] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，2006年 [8] 吳宗澤等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).高等教育出版社，2006年 [9] 周鳳云.工程材料.華中科技大學(xué)出版社，2002年 [10] 吳植民.汽車(chē)構(gòu)造.機(jī)械工業(yè)出版社，1990年 [11] 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