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差速器的结构论证和设计过程案例综述

目录

TOC\o1-2\h\u9269差速器的结构论证和设计过程案例综述 1

308241.1差速器的作用和工作原理 1

211781.1.1差速器的作用： 1

310331.1.2差速器的工作原理： 1

304111.1.3差速器的结构形式的选择 2

139731.2差速器圆锥齿轮的基本参数的选择 2

272961.2.1行星齿轮数目的选择 ： 2

239251.2.3齿轮齿数的选择： 3

236841.2.4模数及节圆半径，压力角的参数选择 3

29131.2.5行星齿轮安装半轴直径大小和深度的选择 4

88611.3差速器圆锥齿轮强度的计算以及校核 4

1.1差速器的作用和工作原理

1.1.1差速器的作用：

汽车驱动桥中差速器的作用，就是为了调整左右轮的转速差而装置的，当汽车转弯的时候或者在凹凸不平的路面行驶时，安装差速器后，它可以让汽车左右的两车轮在转弯时可以按照不同的转速进行滚动运动，因此，汽车左右两边的驱动车轮可以作纯滚动运动，从而达到一定的性能要求。

1.1.2差速器的工作原理：

在汽车开始转弯时，由于汽车外侧车轮会发生侧移，内侧车轮也会出现滑转,此时，左右两驱动轮会产生大小相等，方向相反的附加力；从而实现汽车左右两驱动轮不同转速，实现汽车差速作用。此时汽车内侧半轴的转速变小，外侧转速变大，进而损坏了三者的平衡关系。传来的转矩会通过半轴传递到到半轴齿轮，再传到行星齿轮，从而实现汽车在转弯时左右车轮不同转速。

汽车左右两驱动轮如果用同一连接轴进行刚性连接，那么两车轮以同一转速转动；当汽车开始转弯时，由于外侧车轮会比内侧驶动的距离更大，这样将会导致外侧车轮在行驶的时候不但发生滚动还会产生拖滑现象；当汽车发生转弯时，内侧的车轮在发生滚动行驶的时候还会产生滑转的现象；因此为使车辆在转弯行驶的时候，汽车车轮不产生这种现象，那么在进行设计的时候，就必须保证汽车在结构和功用上在转弯时的差速作用。

在汽车进行转弯时，内侧车轮会产生更大的阻力，两侧半轴受力不同会使得中间的行星齿轮产生自转，两侧半轴就会有转速差。汽车外侧车轮转速变小，汽车内侧车轮转速变大，这样形成了转速差，汽车就能正常完成转弯。

1.1.3差速器的结构形式的选择

图4—1本次设计选用的是对称结构的普通锥齿轮。目前，这是在汽车设计上使用最广泛的一类差速器，它具有在结构上简洁，在质量上轻便，在工作时运行稳定可靠等优点。如下4-1示意图所示，右图中所表示W0为壳体的角速度；分别是左、右两半轴齿轮的角速度；是差速器壳接受的转矩；是差速器的内摩擦力矩；分别表示左、右两半轴齿轮的反转矩。

图4—1

由图示分析运动过程可得：

由力矩平衡分析运动过程可得：（4—1）

则又由锁紧系数k的确定定义公式：（4—2）

联立以上的方程公式可得到：（4—3）

而半轴的锁紧系数，即可找到两者之间的关系为：

由查阅资料可知,0.05—0.15为该类型差速器的锁紧系数，而半轴的锁紧系数一般为1.11-1.35，这说明这两者的转矩是相差不大的，可近似看着分别分配给两转矩是相等的，从而使汽车在路面上行驶时有着良好的性能。

1.2差速器圆锥齿轮的基本参数的选择

1.2.1行星齿轮数目的选择 ：

选择行星齿轮个数n=2

1.2.2行星齿轮球面半径的选择：

（4—4）

——行星齿轮球面半径系数，查阅资料知此处取2.99。

——差速器计算转矩，。而计算转矩可由以下两个公式得到，即：

N·m(4—5）

N·m（4—6）

——发动机最大转矩，通过奥迪汽车参数查询知，此为320N·m。

——为传动效率，取0.9。——为超载系数，此处取1。

——为附着系数，取0.85。——为传动效率和主减速比。

故N·m，即

节锥距：mm≈28mm

1.2.3齿轮齿数的选择：

根据查阅资料知，齿轮齿数要大于10，而半轴齿轮的齿数在14-25之间控制选择。在本设计中选用的行星齿轮齿数Z1=10,半轴齿轮的齿数Z

1.2.4模数及节圆半径，压力角的参数选择

两齿轮齿轮节锥角的计算：

（4—7）

即可求得圆锥齿轮的大端模数：

（4—8）

行星齿轮的节圆半径：

半轴齿轮的节圆直径：