課程設(shè)計--10噸級商用車驅(qū)動橋差速器設(shè)計

1、<p>　　一、設(shè)計任務(wù)書- 2 -</p><p>　　1.1、題目：- 2 -</p><p>　　1.2、要求：- 2 -</p><p>　　1.3、設(shè)計計算要求：- 2 -</p><p>　　1.4、 完成內(nèi)容- 2 -</p><p>　　二、汽車主要參數(shù)及尺寸- 2 -</p

2、><p>　　2.1汽車軸數(shù)確定及布置- 2 -</p><p>　　2.2汽車主要尺寸- 2 -</p><p>　　2.3汽車軸荷分配- 3 -</p><p>　　2.4發(fā)動機的選擇- 3 -</p><p>　　2.5離合器的選擇- 3 -</p><p>　　三、主減速器設(shè)計方案

3、- 3 -</p><p>　　3.1主減速器傳動比確定- 3 -</p><p>　　3.2主減速器齒輪的基本參數(shù)選擇、設(shè)計與計算- 4 -</p><p>　　3.3選擇齒輪類型、材料和熱處理、精度等級、齒輪齒數(shù)- 4 -</p><p>　　3.4、主減速器主動齒輪與從動齒輪的強度校核- 8 -</p><

4、p>　　3.5、主、從動直齒錐齒輪的具體參數(shù)- 9 -</p><p>　　四、差速器的設(shè)計方案- 10 -</p><p>　　4.1、汽車差速器的功用及其分類- 10 -</p><p>　　4.2、差速器的方案選擇及結(jié)構(gòu)分析- 11 -</p><p>　　4.3、差速器的工作原理- 12 -</p>&l

5、t;p>　　五、 半軸的設(shè)計- 17 -</p><p>　　5.1半軸計算轉(zhuǎn)矩及桿部直徑- 17 -</p><p>　　5.2半軸強度校核計算- 17 -</p><p>　　5.3半軸花鍵計算- 18 -</p><p>　　六、滾動軸承的選擇- 19 -</p><p>　　七、差速器殼體的設(shè)計

6、- 19 -</p><p>　　八、參考文獻- 20 -</p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　1.1、題目：10噸級商用車驅(qū)動橋差速器設(shè)計</p><p><b>　　1.2、要求：</b></p><p>　　為給定基本設(shè)計參數(shù)的汽

7、車進行總體設(shè)計，計算并匹配合適功率的發(fā)動機，軸荷分配和軸數(shù)，選擇并匹配各總成部件的結(jié)構(gòu)型式，計算確定各總成部件的主要參數(shù)，詳細計算指定總成的設(shè)計參數(shù)，繪出相關(guān)圖紙。</p><p><b>　　其具體參數(shù)如下：</b></p><p>　　1.3、設(shè)計計算要求：</p><p>　?。?）根據(jù)已知數(shù)據(jù)，確定軸數(shù)，驅(qū)動形式，布置形式，注意國家道路

8、交通法規(guī)規(guī)定和汽車設(shè)計規(guī)范。</p><p>　?。?）確定汽車主要參數(shù)。</p><p>　?。?） 主要尺寸，可從參考資料中獲取。</p><p>　　（2） 進行汽車軸荷分配。</p><p>　　（3） 選定發(fā)動機功率、轉(zhuǎn)速、扭矩，可參考已有車型。</p><p>　?。?） 離合器的結(jié)構(gòu)形式選擇，主要參數(shù)計

9、算。</p><p>　?。?） 確定傳動系最小傳動比，即主減速器傳動比。</p><p>　　（6） 確定傳動系最大傳動比，從而計算出變速器最大傳動比。</p><p>　?。?） 機械式變速器型式選擇，主要參數(shù)計算，設(shè)置合理的檔位數(shù)，計算出各檔比。</p><p>　?。?） 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)主減速器的速比，確定采用單級或雙級

10、主減速器。</p><p><b>　　1.4、 完成內(nèi)容</b></p><p>　?。?） 總成傳動方案圖1張（1號圖）</p><p>　?。?） 零件圖1張（3號圖）</p><p>　?。?） 零件圖1張（3號圖）</p><p>　?。?） 設(shè)計

11、計算說明書1份</p><p>　　二、汽車主要參數(shù)及尺寸</p><p>　　2.1汽車軸數(shù)確定及布置</p><p>　　汽車總質(zhì)量小于19t采用結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低的4×2驅(qū)動形式，采用發(fā)動機前置，位于駕駛艙下的的平頭式貨車。</p><p><b>　　2.2汽車主要尺寸</b></p>

12、<p><b>　　1、外廓尺寸</b></p><p>　　根據(jù)GB 1589-1989 汽車總長7米，寬2.4米，高2.3米</p><p><b>　　軸距</b></p><p>　　根據(jù)表1-2選4×2形式貨車4000mm</p><p><b>　　輪距&l

13、t;/b></p><p>　　根據(jù)表1-2選4×2形式貨車1800mm</p><p><b>　　4、前懸</b></p><p><b>　　1200mm</b></p><p><b>　　5、后懸</b></p><p><

14、;b>　　1800mm</b></p><p><b>　　6、車頭長</b></p><p><b>　　平頭型1400mm</b></p><p><b>　　2.3汽車軸荷分配</b></p><p>　　由表 1-6得選的是4×2后輪雙胎短頭

15、式前軸為滿載的45%=4122kg，后軸滿載的55%=5038kg。</p><p><b>　　2.4發(fā)動機的選擇</b></p><p>　　參考的是二汽生產(chǎn)的東風(fēng)EQ1090E型載貨汽車，發(fā)動機的額定功率為99kw(當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速為3000r/min時)，發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)矩為353（當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在1200～1400r/min時）。</p><p&

16、gt;<b>　　2.5離合器的選擇</b></p><p><b>　　選擇單片干式離合器</b></p><p>　　后備系數(shù)β=2.0(由表2-1得出)</p><p>　　摩擦片單位壓力（由表2-2得出選擇粉末冶金材料鐵基）</p><p>　　直徑系數(shù)(由表2-3得出)</p>

17、<p><b>　　摩擦片外徑D=mm</b></p><p>　　摩擦片內(nèi)徑d=0.6D=202.91mm</p><p>　　摩擦片厚度3.5mm</p><p>　　三、主減速器設(shè)計方案</p><p>　　3.1主減速器傳動比確定</p><p>　　參考東風(fēng)EQ1090E型

18、載貨汽車</p><p>　　1檔變速比7.31，主減速器變速比6.33</p><p>　　3.2主減速器齒輪的基本參數(shù)選擇、設(shè)計與計算</p><p>　　螺旋錐齒輪傳動(圖a)的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負

19、荷、制造也簡單。但是在工作中噪聲大，對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。本次課程設(shè)計采用螺旋錐齒輪傳動a)</p><p>　　圖a 主減速器齒輪傳動形式</p><p>　　a)螺旋錐齒輪傳動 b)雙曲面齒輪傳動 c)圓柱齒輪傳動 d)蝸桿傳動</p&g

20、t;<p>　　驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時</p><p>　　間長、變化多、有沖擊等特點。它是傳動系中的薄弱環(huán)節(jié)。錐齒輪材料應(yīng)滿足如下要求：</p><p>　　1)具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨</p><p><b>　　性。</b>

21、</p><p>　　2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。</p><p>　　3)鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。</p><p>　　4)選擇合金材料時，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、</p><p><b>　　硅等元素的合金鋼。

22、</b></p><p>　　3.3選擇齒輪類型、材料和熱處理、精度等級、齒輪齒數(shù)</p><p>　　已知發(fā)動機到主傳動主動齒輪的傳動效率；工作情況：每天工作16小時，連續(xù)運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；要求齒輪使用壽命為17年（每年按300天計）；</p><p>　　1)按傳動方案選用直齒輪圓錐直齒輪傳動</p><p>　　2)主減速器

23、受輕微沖擊，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）。</p><p>　　3)材料選擇 由所引用教材表選擇直齒錐輪材料為20CrMnTi（調(diào)質(zhì)），硬度為300HBS(齒芯部).60HRC(齒面)</p><p>　　4)選小齒輪齒數(shù)，則：，取。</p><p>　　1、按齒面接觸強度設(shè)計</p><p>　　由教材式(10-26)

24、進行試算，即</p><p>　?。?）確定公式中各計算數(shù)值： </p><p><b>　　1）初選載荷系數(shù)</b></p><p>　　齒輪7級精度，由圖查得動載系數(shù)</p><p><b>　　直齒輪，</b></p><p>　　由表查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱

25、布置時，</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　2) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　3）由表選取齒寬系數(shù)</p><p>　　4）由表查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　5）由圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限<

26、;/p><p>　　6）由式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。</p><p>　　7）由圖取接觸疲勞壽命系數(shù)系數(shù)，</p><p>　　8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取失效率為 １％，安全系數(shù)由式（10-12）得</p><p><b>　　（2）計算</b></p><p&g

27、t;　　1）計算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小的值。</p><p><b>　　=114.17mm</b></p><p><b>　　2）計算齒寬b</b></p><p><b>　　圓整后取,</b></p><p>　　3.按齒根彎曲強度設(shè)計</p>&l

28、t;p>　　由式（）得彎曲強度的設(shè)計公式為</p><p>　　（１）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　?。保┯蓤D查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限</p><p>　?。玻┯蓤D取彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　?。常┯嬎銖澢谠S用應(yīng)力。</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由(

29、)得</p><p><b>　　4)計算載荷系數(shù)。</b></p><p><b>　　５）查取齒形系數(shù)。</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　取整，，</b></p><p><b&

30、gt;　　由表查得； </b></p><p>　?。叮┎槿?yīng)力校正系數(shù)。</p><p><b>　　由表查得。</b></p><p>　　７）計算半軸齒輪的 ，行星齒輪的</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>

31、;　　（2）設(shè)計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于齒根彎曲疲勞計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=11， </p><p>　　所以這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又

32、滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p>　　所以，直齒錐齒輪的模數(shù)為m=11</p><p>　　取分度圓直徑114.17，修正齒數(shù)</p><p><b>　　則，取</b></p><p>　　計算大、小齒輪分度圓直徑</p><p>　　3.4、主減速器主動齒輪與

33、從動齒輪的強度校核</p><p>　　由式（）得彎曲強度的校核公式為：</p><p>　　因為其他參數(shù)都已知所以，只需計算主動齒輪的，從動齒輪的</p><p><b>　　8）分別代入各參數(shù)</b></p><p>　　，所以主動錐齒輪強度合格。</p><p>　　，所以從動錐齒輪強度合格

34、。</p><p>　　由式（10-25）得接觸疲勞強度的校核公式為：</p><p>　　把上式求的參數(shù)帶入得</p><p>　　3.5、主、從動直齒錐齒輪的具體參數(shù)</p><p>　　表2主減速器主、從動直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表</p><p>　　四、差速器的設(shè)計方案</p><p&g

35、t;　　4.1、汽車差速器的功用及其分類</p><p>　　差速器的功用是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右驅(qū)動車輪以不同的角速度滾動，以保證兩側(cè)驅(qū)動車輪與地面間作純滾動運動。</p><p>　　圖1.1汽車轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪運動示意圖</p><p>　　汽車行駛時，左右輪在同一時間內(nèi)所滾動的路程往往不等。如圖1.1所示，在轉(zhuǎn)彎時內(nèi)、外兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)彎半徑R1和

36、R2不同，行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)測車輪；汽車在不平的路面行駛時，由于路面波形不同也會造成兩側(cè)車輪滾過的路程不等；即使在平直的路面行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑不同而使左、右車輪行駛不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪鋼性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上滑移或是滑轉(zhuǎn)。這樣不僅會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

37、這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車就要安裝差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學(xué)的要求。在驅(qū)動橋的左右車輪之間設(shè)置差速器，稱為輪間差速器，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，使汽車行駛時能作純滾動運動，提高了車輛的通過性。</p><p>　　現(xiàn)在差速器的種類趨于多元化，功用趨于完整化。目前汽車上最常用的是對稱式錐齒輪差速器，還有各種各樣的功能多樣的差速器，

38、如：防滑差速器、強制鎖止式差速器、高摩擦自鎖式差速器、托森差速器、行星圓柱齒輪差速器。</p><p>　　4.2、差速器的方案選擇及結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　對稱式錐齒輪差速器結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，廣泛應(yīng)用于一般使用條件的汽車驅(qū)動橋上，初步選定差速器的種類為對稱式行星錐齒輪差速器，安裝在驅(qū)動橋的兩個半軸之間，通過兩個半軸把動力傳給車輪。設(shè)計簡圖如下：</p><

39、p>　　圖2.1差速器結(jié)構(gòu)方案圖</p><p>　　如圖，對稱式行星錐齒輪主要是差速器左右殼1和4，兩個半軸齒輪2、四個行星齒輪3、十字軸5。動力傳輸?shù)讲钏倨鳉?，差速器殼帶動十字軸5轉(zhuǎn)動。十字軸又帶動安裝在它四個軸頸上的行星齒輪3轉(zhuǎn)動，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，半軸又將動力傳給驅(qū)動輪，完成汽車的行駛。</p><p><b&

40、gt;　　差速器的結(jié)構(gòu)分析：</b></p><p>　　（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中性，以利于和兩個半軸齒輪2正確地嚙合；</p><p>　?。?）由于行星齒輪3和半軸齒輪2是錐齒輪傳動，在傳遞轉(zhuǎn)矩時，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運動。為減少齒輪和差速器殼之間的磨損，在半軸齒輪

41、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)汽車行駛一定的里程，墊圈磨損后可以通過更換墊圈來調(diào)整齒輪的嚙合間隙，以提高差速器的壽命。</p><p>　?。?）在中、重型汽車上由于需要傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，所以要安裝四個行星齒輪，行星齒輪軸也要用十字軸。</p><p>　?。?）為了保證行星齒輪和十字軸之間有良好的潤滑，在十字軸的軸頸銑出了一個平面，以儲

42、存潤滑油潤滑齒輪背面。</p><p>　　4.3、差速器的工作原理</p><p>　　差速器采用對稱式錐齒輪結(jié)構(gòu)，其原理如下圖2-2所示：</p><p>　　圖2.2 差速器差速原理圖</p><p>　　如圖2.2所示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。因為它又與主減速器從動齒輪6固連

43、在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動件，其角速度為和。A、B兩點分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點。行星齒輪的中心點為C，A、B、C三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為。</p><p>　　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，顯然，處在同一半徑上的A、B、C三點的圓周速度都相等（圖2-1），其值為。于是，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。</p>

44、<p>　　當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時（圖），嚙合點A的圓周速度為，嚙合點B的圓周速度為。于是</p><p>　　即 （2-1）</p><p>　　若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則</p><p><b>　?。?-2）</b>

45、</p><p>　　式（2-2）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，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)速無關(guān)。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。</p><p>　　由式（2-2）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差

46、速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。</p><p>　　對稱式錐齒輪差速器的轉(zhuǎn)矩分配：由主減速器傳來的轉(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)于一個等臂杠桿，而兩個半軸齒輪的半徑也是相等的。因此，當(dāng)行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)時，總是將轉(zhuǎn)矩平均分配給左、右兩半軸齒輪，即。</p&g

47、t;<p>　　當(dāng)兩半軸齒輪以不同的轉(zhuǎn)速朝相同的方向轉(zhuǎn)動時，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速大于右半軸轉(zhuǎn)速，則行星齒輪將按順時針的方向繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn)。此時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左、右半軸齒輪附加作用了大小相等而方向相反的兩個圓周力，因此當(dāng)左、右驅(qū)動車輪存在轉(zhuǎn)速差時，，左、右車輪上的轉(zhuǎn)矩之差等于差速器的內(nèi)摩擦力矩。</p

48、><p>　　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</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　差速器內(nèi)摩擦力矩和其輸入轉(zhuǎn)矩（差速器殼體上的力矩）之比定義為差速器鎖緊系數(shù)。快慢半軸的轉(zhuǎn)矩之比定義為轉(zhuǎn)矩比，以 </p><p>&l

49、t;b>　?。?-4）</b></p><p>　　目前廣泛使用的對稱式錐齒輪差速器的內(nèi)摩擦力矩很小，其鎖緊系數(shù)=0.050.15，轉(zhuǎn)矩比為1.11.4，可以認為，無論左、右驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速是否相等，其轉(zhuǎn)矩基本上總是平均分配的。這樣的分配比例對于汽車在好的路面上直線或轉(zhuǎn)彎行駛時，都是令人滿意的。但是當(dāng)汽車在壞的路面行駛時，卻嚴(yán)重影響了通過能力。例如，當(dāng)汽車的一個驅(qū)動車輪接觸到泥濘或冰雪路面的時候，在

50、泥濘路面上的車輪原地滑轉(zhuǎn)，而在好路面上的車輪靜止不動。這是因為在泥濘路面上的車輪比在好路面上的車輪與路面之間附著力小，路面只能對半軸作用很小的反作用很小的反作用轉(zhuǎn)矩，雖然另一車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，使這一個車輪分配到的轉(zhuǎn)矩只能與傳到滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動車輪上的很小的轉(zhuǎn)矩相等，致使總的驅(qū)動力不足以克服行駛阻力，汽車便不能前進。</p><p>　　當(dāng)汽車直線行駛時，此時行星齒

51、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，傳遞給左右車輪的轉(zhuǎn)矩也是相等的。此時左右車輪的轉(zhuǎn)速是相等的。</p><p>　　而當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，其中一個半軸轉(zhuǎn)動一個角，兩半軸的轉(zhuǎn)矩就得不到平均分配，必然出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)速大，一個轉(zhuǎn)速小，此時汽車就平穩(wěn)地完成了轉(zhuǎn)彎行駛。</p><p>　　4.4差速器的基本參數(shù)選擇、設(shè)計與計算</p><p>　　

52、行星齒輪差速器的確定</p><p>　　1）選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　選擇直齒圓錐齒輪，選用7級精度，材料為20CrMnTi（調(diào)質(zhì)），硬度為58~62HRC,行星齒輪數(shù)目的選擇,半軸齒輪齒數(shù)</p><p>　　2）按齒根彎曲疲勞強度計算</p><p><b>　　確定計算參數(shù)</b>&

53、lt;/p><p>　　由圖（10-20d）查得齒輪彎曲疲勞強度極限，由圖（10-18）取彎曲疲勞壽命系數(shù),</p><p><b>　　，</b></p><p>　　取整，，(在表10-5中無法查到，因此按比例的方法同時把齒數(shù)，增大，，)，按同樣的方法算得=18, =70。</p><p><b>　　由表查得

54、，</b></p><p>　　3）查取應(yīng)力校正系數(shù)。</p><p><b>　　由表查得，</b></p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由()得</p><p><b>　　計算，圓整6.5</b></p><p>　　按齒面接觸疲勞強度計算</p&

55、gt;<p>　　計算小齒輪分度圓直徑</p><p>　　為了能同時滿足彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，取最佳半軸齒輪的齒圓整為21，，圓整為11</p><p>　　計算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p>　　圓整后取b1=51，b2=53</p&

56、gt;<p>　　表3差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表</p><p><b>　　半軸的設(shè)計</b></p><p>　　5.1半軸計算轉(zhuǎn)矩及桿部直徑</p><p>　　根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，全浮式半軸的計算載荷可按主減速器從動錐齒輪

57、計算轉(zhuǎn)矩進一步計算得到。即 Pa</p><p>　　式中，ξ——差速器轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于圓錐行星齒輪差速器可取0.85；</p><p>　　單位為N·m，已經(jīng)考慮到傳動系中的最小傳動比構(gòu)成。</p><p>　　對半軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)注意如下幾點：</p><p>　　桿部直徑可按照下式進行初選。</p>&l

58、t;p><b>　　取53mm   </b></p><p>　　式中，[τ]——許用半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；</p><p>　　d——半軸桿部直徑，mm。</p><p>　　根據(jù)初選的，按應(yīng)力公式進行強度校核。</p><p>　　5.2半軸強度校核計算</p>&

59、lt;p><b>　　半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為</b></p><p>　　式中，——半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，N；</p><p>　　d——半軸直徑，mm。</p><p><b>　　半軸的扭轉(zhuǎn)角為</b></p><p><b>　　式中，——扭轉(zhuǎn)角；</b></p>

60、<p>　　——半軸長度；l=800</p><p>　　G——材料剪切彈性模量G=290MPa</p><p>　　——半軸斷面極慣性矩，。</p><p>　　半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力考慮到安全系數(shù)在1.3~1.6范圍，宜為490～588MPa，單位長度轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于8°/m。</p><p><b>　　5.3半

61、軸花鍵計算</b></p><p>　　半軸和半軸齒輪一般采用漸開線花鍵連接，對花鍵應(yīng)進行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力驗算。擠壓應(yīng)力不大于200MPa，切應(yīng)力不大于73MPa。</p><p><b>　　半軸花鍵的剪切應(yīng)力</b></p><p>　　式中：   ——半軸計算轉(zhuǎn)矩，N·m</p

62、><p>　　d——半軸花鍵外徑，mm</p><p>　　D——與之相配的花鍵孔內(nèi)徑，mm</p><p><b>　　z——花鍵齒數(shù)</b></p><p>　　LP——花鍵工作長度，mm</p><p>　　b——花鍵齒寬，mm</p><p>　　φ——載荷分配不均勻系

63、數(shù)，計算時可取0.75</p><p>　　2）半軸花鍵的擠壓應(yīng)力</p><p>　　式中： ——半軸計算轉(zhuǎn)矩，N·m</p><p>　　D——半軸花鍵外徑，mm</p><p>　　d——與之相配的花鍵孔內(nèi)徑，mm</p><p><b>　　z——花鍵齒數(shù)</b><

64、;/p><p>　　LP——花鍵工作長度，mm</p><p>　　b——花鍵齒寬，mm</p><p>　　φ——載荷分配不均勻系數(shù)，計算時可取0.75</p><p><b>　　表4半軸花鍵參數(shù)</b></p><p><b>　　六、滾動軸承的選擇</b></p&g

65、t;<p>　　注:本計算采用機械工業(yè)出版社《機械設(shè)計課程設(shè)計》講述的計算方法。有關(guān)設(shè)計計算公式、圖表、數(shù)據(jù)引自書。</p><p><b>　　滾動軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用圓錐滾子軸承。半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，根據(jù)53。選取30211</p><p>　　七、差速器殼體的設(shè)計</p>

66、<p>　　主減速器從動輪與差速器殼聯(lián)接螺栓計算</p><p>　　主減速器從動錐齒輪接收到的轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　螺栓到從動輪中心的距離定為180mm選M16螺栓《課程設(shè)計》P100，螺母大徑e=26.8mm，（性能等級為8.8），初定12顆。</p><p><b>　　每顆螺栓所傳遞的力</b></p>

67、<p>　　所選M16螺栓的小徑d=d-2+0.376=14.376mm</p><p>　　由《機械設(shè)計》P85：</p><p><b>　　剪切強度 </b></p><p><b>　　擠壓強度</b></p><p>　　螺紋聯(lián)接件的許用切應(yīng)力為：《機械設(shè)計》P87 選用

68、鑄鐵材料</p><p>　　取值范圍是3.5～5</p><p>　　取值范圍是2.0～2.5</p><p><b>　　故 ：<[]滿足</b></p><p><b>　　<[]滿足</b></p><p><b>　　八、參考文獻</b&

69、gt;</p><p>　　1 王望予.汽車設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　2 濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　3 李瑞琴.機械原理.北京：國防工業(yè)出版社，2008</p><p>　　4 吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社，2006<

70、;/p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過兩個周的不懈努力，我自己動手設(shè)計的差速器終于圓滿完成。這是大學(xué)以來我們花時間最多的第二個自己真正動手演練的實踐，從剛開始的無從下手，到現(xiàn)在的圓滿結(jié)束，讓我體會到了無數(shù)的困難和失敗，但都被我一一的克服。通過這樣的一個過程，我們了解并實踐了機械設(shè)計的基本過程。同時我認識到了機械設(shè)計是一門實踐性和經(jīng)驗性要求很高的