汽车差速器毕业设计(编辑修改稿)

汽车差速器毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

1i —— 是 变 速 器 1 档 传 动 比 ， 参 考 《 汽 车 理 论 》 80P ，  TiTrfGitq 0m a xm a xm a x1 s inc o s  ，其中 G 为 车 重 ， G=18000 10=180000N； 其 中最 大爬 坡 度 i=tan α =40%, 则α =arctan40%=； r=； Ttqmax=； i0=；η t 为传动效率，取 T ==； f取。 代入各个数据 得 1i ≥。 fi —— 是分动器传动比，由于此车为单驱动轴，无需设计分动器，所以取 fi =1。 —— 是从发动机到万向传动轴之间的传动效率，取  =。 n —— 是驱动桥数， n =1。 代入以上各个参数值，得 Tce=。 ② csT 的计算： 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 13 页 共 33 页 mmirmGTcs 22 （ 33) 式中： 2G —— 满载状态下一个驱动桥上的静载荷，参见《汽车设计》（ 1） 21P ， 表 1 6 ， 有 满 载 后 轴 载 重 6 5 % 70%， 所 以 可 取 2G =180000 65%=117000N。 2m —— 汽车最大加速度时的后轴负荷系数，商用车 : 2m =～ ,乘用车： 2m =～ ，这里取 2m =。  —— 轮胎与路面间的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，在良 好的混凝土或者沥青路上，  可取。 r —— 轮胎滚动半径， r =。 mi —— 主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比，及轮边减速器传动比，为 4。 m —— 主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率，取。 代入以上各个参数，可得 csT =19464n m。 由①②的结果，比较 ceT 与 csT 得  csced TTT ,min =csT =19464n m。 再将各参数代入公式 3 dTKRbb ， 得 bR =。 差速器行星齿轮球面半径确定后 ，可以根据下式预选节锥距 0A。 0A =(～ ) bR =66mm （ 34） 确定行星齿轮与半轴齿轮齿数 1Z 、 2Z 为了取最大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。 但一般不少于 10。 半轴齿轮的齿数采用 14～ 25。 大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比 1z /2z 在 ～ 的范围内。 差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数 Lz2 ， Rz2 之和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 14 页 共 33 页 差速器将无法安装，即应满足的安装条件为： In zz RL  22 （ 35） 式中： Lz2 ， Rz2 —— 左右 半轴 齿轮 的齿 数， 对于 对 称式 圆锥 齿轮 差速 器来 说 ， Lz2 = Rz2。 n —— 行星齿轮数目， n =4。 I —— 任意整数。 在此取 1z =12， 2z =20 满足以上要求。 确定行星齿轮与半轴齿轮节锥角节锥角 1 ， 2 ，模数 m 首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角 1 ， 2 211 arctan zz = 2412arctan =176。 =27 176。 122 arctan zz = 1224arctan =176。 =63176。 并且满足 1 + 2 =90176。 再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数 m m= 110sin2 zA = 220sin2 zA =  27sin12662 = 经查阅文献《机械零件设计手册》，取 m=5。 从而可以算出行星齿轮与半轴齿轮的大端分度圆直径，即 12511  mzd =60mm ， 1 2 024522  mzd mm。 确定压力角α 查阅资料可知，在目前，汽车差速器的齿轮广泛采用的是 176。 的压力角，齿高系数为。 最小齿数可减少到 10，并且在小齿轮（行星齿轮）齿顶不变尖的条件下，还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴 齿轮趋于等强度。 由于这种齿形的最小齿数比压力角为 20176。 的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。 在此选压力角 176。 确定行星齿轮轴直径 d 及支承长度 行星齿轮轴直径 d（ mm）为  dc nrTd  10 30  (36) 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 15 页 共 33 页 式中： 0T —— 差速器传递的转矩， N m；在此 0T =19464N m。 n —— 行星齿轮的数目；在此为 4。 dr —— 行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，约为半轴齿轮齿宽中点处平均直径 d39。 2 的一半，即 dr = 2239。 d ，而 d39。 2 ≈ 2d = 120=96，则 dr = 2239。 d =96/2=48mm。 c —— 支承面的许用挤压应力，在此取 98 MPa。 代入各个参数可得， d≈ 30mm。 行星齿轮在轴上的支承长度 L==33mm。 进行差速器齿轮强度计算 差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受 的载荷较大，它不像主减速器那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯时或左右轮行驶不同的路程时，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的计算。 齿轮弯曲应力 w （ MPa）为 322 102  Jndmbk kkTvmscw (37) 式中： cT —— 差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，其计算式 2 9 2 041 9 4 6  nTTcn m。 n —— 差速器的行星齿轮数， n=4。 sk —— 尺寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理等因数有关，当ｍ  时， 4 ，在此 4sK＝。 mk —— 齿面载荷分配系数，跨置式结构： mk ＝ ～ ；悬臂式结构： mk =～ ，在此取 mk =。 vk —— 质量系数，当轮齿接触良好，齿距及径向跳动精度高时， vk =。 m —— 齿轮模数， m=5。 2b 、 2d —— 分别为半轴齿轮齿宽及其大端分度圆直径， [ 2b =（ ～ ） 0A =，取 20mm， 2d =120mm]。 J —— 计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，参考《驱动桥》 P131， 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 16 页 共 33 页 图 38，即下图，可以取 J=。 图 38 弯曲计算用综合系数 代入以上各个参数，可以得 9 442 2 2 9 2 02 3  wMPa980MPa 所以差速器齿轮满足弯曲强度要求。 汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表 根据以上计算过程将直齿锥齿轮的各个参数整理计算如表 31 表 31 序号 项目 计算公式 计算结果 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，且满足 Inzz RL  22 2z =24 3 模数 m m =5mm 4 齿面宽 b=(～ )A0。 b≤ 10m 20mm 5 工作齿高 mhg  gh =8mm 6 全齿高  mh 9h mm 7 压力角  176。 8 轴交角  =90176。  =90176。 9 节圆直径 11 mzd  22 mzd  601d mm 1202d mm 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 17 页 共 33 页 10 节锥角 211 arctan zz 12 90   1 =27176。 2 =63176。 11 节锥距 22110 s in2s in2  ddA  0A =66mm 12 周节 t = t = 13 齿顶高 21 aga hhh 。 mzzh a 2122 1ah = 2ah = 14 齿根高 1fh = 1ah 2fh = 2ah 1fh = 2fh = 15 径向间隙 c =h gh = + c = 16 齿根角 1 = 01arctanAhf 022 arctan Ahf 1 =176。 2 =176。 17 面锥角 211  o 122  o 1o =176。 2o =176。 18 根锥角 111  R 222  R 1R =176。 2R =176。 19 外圆直径 11101 c o s2 ahdd  22202 c o s2 ahdd  01d = 02d = 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 18 页 共 33 页 确定差速器齿轮材料 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，目前用于制造差速器锥齿轮的材料为 20CrMnTi、 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。 在这里，选用差速器齿轮材料为 20CrMnTi。 差速器齿轮如下图。 图 39 行星齿轮 图 310 半轴齿轮 半轴设计计算与校核 确定半轴结构形式 从差速器传出来的扭矩经过半轴 （或在经过轮边减速器）、轮毂最后传给车轮，所以半轴淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 19 页 共 33 页 是传动系中传递扭矩的一个重要零件。 半轴由于受力情况不同，它有半浮式、 3/4 浮式和全浮式三种形式。 半轴传递扭矩是它的首要任务。 但由于轮毂的安装结构不同， 非全浮式半轴除受到扭矩之外，还要受到车轮上的作用力诸如 :车轮上的垂直力、侧向力以及牵引力或制动力所形成的纵向力。 半浮式半轴的结构。