毕业设计说明书
设计题目:汽车差速器及关键零件夹具设计
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专业:机械设计制作及其自动化
指导教师:
学院:机械工程学院
答辩日期:2013 年 5 月8 日
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摘要
根据任务书的要求对差速器进行设计,主要包括非标准零件半轴齿轮、行星齿轮以及差速器外壳和一些标准零件进行设计,并且选择其中的一道工序进行了夹具设计,同时还介绍了差速器的国内外发展状况以及差速器的工作原理,通过运动学仿真和力学分析对差速器运动原理有了更深一步的认识的了解。
关键词:半轴齿轮;行星齿轮;差速器
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Abstract
The differential is designed according to the requirements of the mission, including non-standard parts side gears, planetary gears and differential housing and some standard parts design, and a process fixture design also presents a the differential development at home and abroad as well as the differential working principle, have a deeper understanding of understanding of the principle of differential movement kinematics simulation and mechanical analysis.
Keywords: half axle gear; planetary gear; differential mechanism
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目录
第1章绪论 (1)
1.1选题的背景和意义 (1)
1.2 国内外差速器发展状况 (1)
1.3 课题设计的原始数据 (3)
第2章总体设计方案 (3)
2.1 差速器的方案选择和结构分析 (3)
2.2 差速器的工作原理 (7)
第3章差速器非标准零件设计 (10)
3.1对称式行星齿轮设计计算 (10)
3.2 差速器齿轮的几何尺寸计算 (13)
3.3 差速器材料的选择 (15)
3.4 差速器强度的计算 (15)
3.5 行星齿轮轴的分类和选用 (16)
第4章差速器的运动仿真分析 (17)
4.1 虚拟差速器模型运动仿真 (17)
4.2 差速器动力学分析图表 (20)
第5章差速器外壳夹具的设计 (22)
5.1 夹具的分类 (22)
5.2 夹具设计 (22)
总结 (25)
参考文献 (26)
致谢 (28)
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第1章绪论
1.1选题的背景和意义
汽车行业发展初期,法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器,汽车差速器作为汽车必不可少的部件被称为“小零件大功用”。汽车转弯行驶时,内、外两侧车轮在同一时间内要移动不同的距离,外轮移动的距离比内轮大。差速器的作用就是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴,并在转弯行驶时允许左、右两半轴以不同转速旋转。本世纪六七十年代,世界经济发展进入了一个高速增长期,而2008年开始的全球金融危机又让汽车产业在危机中有了发展的机遇,在世界各处都有广阔的市场。
目前国内重型汽车的差速器产品的技术基本源自美国、德国、日本等几个传统的工业国家,我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的,而且已经有了一定的规模。但是目前我国差速器的自主开发能力仍然很弱,影响了整车新车的开发,在差速器的技术开发上还有很长的路要走。
1.2 国内外差速器发展状况
当前汽车在朝着经济性和动力性的方向发展,如何能够使自己的产品燃油经济性和动力性尽可能提高是每个汽车厂家都在做的事情,当然这是一个广泛的概念,汽车的每一个部件都在发生着变化,差速器也不例外,尤其是那些对操控性有较高要求的车辆。
1.2.1国外汽车行业差速器的发展情况
国外的那些差速器生产企业的研究水平已经很高,而且还在不断的进步。年销售额达18亿美金的伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商,在发动机气体管理,变速箱,牵引力控制和安全排放控制领域居全球领先地位,对汽车差速器的内部各零件的加工制造要用精密制造方法。零件主要产品包括发动机气体管理部分及动力控制系统,其中属于动力控制系统的差速器产品在同类产品中居领先地位。伊顿公司开发了新型的锁式差速器,它的工作原理与其他差速器的不同之处:当一侧轮子打滑时,普通差速器几乎不能提供任何有效扭矩给车辆,而伊顿的锁式差速器则可以
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在发现车轮打滑,锁定动力传递百分之百的扭矩到不打滑车轮,足以克服各种困难路面给车辆带来的限制。在牵引力测试、连续弹坑等试验中,两驱车在装有伊顿锁式差速器后,越野性能及通过性能甚至超过了四驱动的车辆,通过有限元软件的分析,就可以知道各个车轮的受力情况。因为只要驱动轮的任何一侧发生打滑空转以后,伊顿锁式差速器会马上锁住动力,并把全部动力转移到另一有附着力的轮上,使车辆依然能正常向前或向后行驶。毫无疑问,更强的越野性和安全性是差速器的最终目标。1.2.2我国差速器的发展和现状
从目前来看,我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变,正处于由大到强的发展阶段,在这个转型和调整的关键时刻,提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。近几年中国汽车差速器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高科技产品方向发展,国企企业新增投资项目逐渐增多。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切,这就使得汽车差速器行业的发展需求增大。差速器的种类趋于多元化,功用趋于完整化。目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器,还有现在各种各样的功能多样的差速器,如:轮间差速器、防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器。其中的托森差速器是一种新型差速器机构,它能解决在其他差速器内差动转矩较小时不能起差速作用的问题和转矩较大时不能自动将差速器锁死的问题。
这里着重介绍一下一种新型差速器为LMC常互锁差速器:LMC常互锁差速器是由湖北力鸣汽车差速器公司投资5000万元生产的新型差速器2009年批量生产,2010年达到验收。LMC常互锁差速器用于0.5---1.5吨级车辆,它能有效地提高车辆的通过性、越野型、可靠性、安全性和经济性,能够满足很多不同条件和不同情况下的车辆要求。这种纯机械、非液压、非液粘、非电控的中央差速分动装置,已申报了美、英、日、韩、俄罗斯等19个国家的专利保护,这一技术不仅仅是一项中国发明,也是一项世界发明。LMC常互锁差速器是由多种类的齿轮系统及相应的轴、壳体组成,具备传动汽车的前轮和后轮轮间差速器、前后桥轴间差速器。LMC常互锁差速分动器通过四支传动轴和轮边减速器带动四个车轮,实现每个车轮独立驱动,在有两个车轮打滑的情况下仍能正常行驶,在冰雪路面、泥泞路面、无路路面上有其独特优势,可以彻底解决传统四驱汽车的不足:如不能高速行驶;车轮打滑不能正常行驶;不能实现轴间差速;高油耗问题、功率循环问题;四驱转换麻烦等。装有LMC常互锁差
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速分动器的车辆具有以下优点:
1)提高车辆的通过性:具有混合差速,LMC常互锁差速分动器可实现轮间、轴间、对角任意混合差速和锁止,任何情况下单个车轮、对角线双轮不会发生滑转,即使单个车轮悬空,车轮仍有驱动力而能正常行驶。
2)提高汽车的传动系的寿命和可靠性:因实现了任意差速,消除了功率循环,克服了分时四驱在四驱状态下传动系统因内耗而产生的差速器、传动轴、分动器等机件磨损,甚至于致命性的损坏,延长了传动系统的使用寿命。
3)提高车辆的安全性:行车安全,转弯容易,加速性好,制动稳定,操纵轻便安全,无需增加操纵机构。
4)具有良好的经济性:功能领先,制造成本低,维修简便,节油,经济环保,产品适用性广。
1.3 课题设计的原始数据
基本要求:所设计的汽车差速器的发动机最大扭矩107Nm;满载轴荷9.46KN;传动系最低传动比为7;原动机为电动机;要求机构紧凑,传动效率高,传动平稳。
第2章总体设计方案
2.1 差速器的方案选择和结构分析
汽车行驶时,左右轮在同一时间内所滚动的路程往往不等。在转弯时内、外两侧车轮转弯半径不同,行程显然不同,即外侧车轮滚过的距离大于内测车轮;汽车在不平的路面行驶时,由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等;即使在平直的路面行驶,由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响,也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行驶不等。如果驱动桥的左、右车轮钢性连接,则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或是滑转。这样不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗,而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生,汽车就要安装差速器,从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度,满足了汽车行驶运动学的要求。在两轴间分配转矩,保证两输出轴有可能以不同的角速度转动,使汽车行驶时能作纯滚动运动,提高了车辆的通
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过性。
2.1.1差速器的功能
差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的角速度滚动,以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动。
在驱动桥的设计中选择差速器的结构型式时,应当首先从所设计的汽车类型及其使用条件出发,使所选用结构型式的差速器能够满足该型汽车在给定使用条件下的性能要求。
2.1.2差速器的类型
现在差速器的种类趋于多元化,功用趋于完整化。目前汽车上最常用的是对称式锥齿轮差速器,具有结构简单、质量较小等优点,应用广泛。它又可分为普通锥齿轮式差速器、强制锁止式差速器和摩擦片式差速器等。
1)普通对称式圆锥行星齿轮差速器
图2.1 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器
图2.2 锥行星齿轮差速器结构示意图
如图2.1所示,普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳,2个半轴齿轮,4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。
由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳可靠,
所以广泛应用于一般使用条
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件的汽车驱动桥中。图2.2为其示意图,图中0w 为差速器壳的角速度,1w 、2w 分别为左、右两半轴的角速度;0T 为差速器壳接受的转矩;r T 为差速器的内摩擦力矩;1T 、2T 分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。根据运动分析可得
0212w w w =+ (2.1)
显然,当一侧半轴不转时,另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转;当差速器壳体不转时,左右半轴将等速反向旋转。根据力矩平衡可得
{r T T T T T T =-=+120
21 (2.2)
差速器性能常以锁紧系数k 来表征,定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比,由下式确定 0T T k r = (2.3)
结合式(2.2)可得
???+=-=)
1(5.0)1(5.00201k T T k T T (2.4) 定义半轴转矩比12T T k b =,则b k 与k 之间有 k k k b -+=111
1+-=b b k k k (2.5) 普通锥齿轮差速器的锁紧系数一般为.0.05~0.15,两半轴转矩比足b 为1.11~
1.35,这说明左、右半轴的转矩差别不大,故可以认为分配给两半轴的转矩大致相等,这样的分配比例对于在良好路面上行驶的汽车来说是合适的。但当汽车越野行驶或在泥泞、冰雪路面上行驶,一侧驱动车轮与地面的附着系数很小时,尽管另一侧车轮与地面有良好的附着,其驱动转矩也不得不随附着系数小的一侧同样地减小,无法发挥潜在牵引力,以致汽车停驶。
优点;结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上很可靠等优点,广泛应用在轿车、客车和各种公路用的载货汽车上。
缺点;容易因为某一侧驱动车轮滑转而陷车。
2)强制锁止式差速器
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如图2.3所示为强制锁止差速器,汽车强制锁止式差速器的特点:外接合器与半轴通过花键相连,内接合器与差速器壳体通过花键相连。当内外接合器相互接合时,将半轴齿轮与差速器壳体连为一体,差速器失去差速功能,传给两侧驱动轮的转矩可以不同。
图2.3 斯堪尼亚LT110型汽车强制锁止差速器
当一个驱动轮处于附着系数较小的路面时,可通过液压或气动操纵,啮合接合器(即差速锁)将差速器壳与半轴锁紧在一起,使差速器不起作用,这样可充分利用地面的附着系数,在驶出难行驶路段刚进入较好路段时,应及时将差速锁松开,以避免出现因无差速作用带来的不良后果。
对于装有强制锁止式差速器的4×2型汽车,假设一驱动轮行驶在低附着系数min ?的路面上,另一驱动轮行驶在高附着系数?的路面上,这样装有普通锥齿轮差速器的汽车所能发挥的最大牵引力t F 为(2G 为驱动桥上的负荷)
min 2min 2min 22
2???G G G F t =+= (2.6) 如果差速器完全锁住,则汽车所能发挥的最大牵引力t F '为
)(min 2min 222
22????+=+='G G G F t (2.7) 可见,采用差速锁将普通锥齿轮差速器锁住,可使汽车的牵引力提高)(m i n
m i n 2???+倍,从而提高了汽车通过性。当然,如果左、右车轮都处于低附着系数的路面,虽锁住差速器,但牵引力仍超过车轮与地面间的附着力,汽车也无法行驶。
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目前,许多使用范围比较广的重型货车上都装有差速锁。
优点:提高汽车牵引力。
缺点:转弯困难、轮胎加速磨损、传动系零件过载和消耗过多的功率。
3)摩擦片式差速器
图2.3 摩擦式差速器
如图2.3所示为摩擦式自锁差速器,该差速器是在普通行星锥齿轮差速器的基础上发展而成,它通过摩擦片之间的相对滑转时产生的摩擦力矩使差速器锁止。在传递转矩时,由于差速器壳通过斜面分别使两根行星齿轮轴的两端压紧,使后者连同行星齿轮一起分别向左、右微移,并通过行星齿轮背部的圆柱台肩压向推力盘及主、从动摩擦片或压向锥形摩擦盘,并使他们压紧,造成左、右驱动车轮以不同转速转动时所必须克服摩擦力矩。
优点:充分利用了汽车的牵引力,保证转矩在驱动车轮间的不等分配来提高抗滑能力。
2.2 差速器的工作原理
2.2.1 普通对称式锥齿轮结构及其原理
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图2.4 差速器差速原理图
如图2.4所示,差速器壳 3与行星齿轮轴5连成一体,形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮 6固连在一起,固为主动件,设其角速度为0ω;半轴齿轮 1和2
为从动件,其角速度分别为21ωω。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r 。 当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时,显然,处在同一半径r 上的A 、B 、C 三点的圆周速度都相等,其值为r 0ω。于是021ωωω==,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4ω自转时,啮合点A 的圆周
速度为r r r 401ωωω+=,啮合点B 的圆周速度为r r r 402ωωω-=。
)()(404021r r r r r r ωωωωωω-++=+
0122ωωω=+ (2.8)
若角速度以每分钟转数n 表示,则
0212n n n =+ (2.9)
式(2.9)为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式,它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍,而与行星齿轮转速无关。因此在汽车转弯行驶或其它行驶情况下,都可以借行星齿轮以相应转速自转,使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。
由式(2.9)还可以得知:当任何一侧半轴齿轮的转速为零时,另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍;当差速器壳的转速为零(例如中央制动器制动传动轴时),若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动,则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转
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动。
对称式锥齿轮差速器的转矩分配0M :由主减速器传来的转矩,经由差速器壳、
行星齿轮轴和行星齿轮传给半轴齿轮。行星齿轮相当于一个等臂杠杆,而两个半轴齿轮的半径也是相等的。因此,当行星齿轮没有自转时,总是将转矩0M 平均分配给左、
右两半轴齿轮,即2/021M M M ==。
当两半轴齿轮以不同的转速以相同的方向转动时,设左半轴转速1n 大于右半轴转速2n ,则行星齿轮将按顺时针的方向绕行星齿轮轴自转。此时行星齿轮孔与行星齿轮轴轴颈间以及齿轮背部与差速器壳之间都产生摩擦。行星齿轮所受的摩擦力矩r M 方向与行星齿轮的转向相反,此摩擦力矩使行星齿轮分别对左、右半轴齿轮附加作用了大小相等而方向相反的两个圆周力,因此当左、右驱动车轮存在转速差时,2/)(,2/)(0201r r M M M M M M +=-=,左、右车轮上的转矩之差等于差速器的内摩擦力矩r M 。
为了衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性,常以锁紧系数 K 表示 012//)(M M M M M K r =-= (2.10)
差速器内摩擦力矩r M 和其输入转矩0M (差速器壳体上的力矩)之比定义为差速
器锁紧系数K 。快慢半轴的转矩之比12/M M 定义为转矩比,以
)1/()1(/12K K M M K b -+== (2.11)
目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小,其锁紧系数K=0.05υ0.15,转矩比b K 为1.1υ 1.4,可以认为,无论左、右驱动车轮转速是否相等,其转
矩基本上总是平均分配的。这样的分配比例对于汽车在好的路面上直线或转弯行驶时,都是令人满意的。但是当汽车在坏的路面行驶时,却严重影响了通过能力。例如,当汽车的一个驱动车轮接触到泥泞或冰雪路面的时候,在泥泞路面上的车轮原地滑转,而在好路面上的车轮静止不动。这是因为在泥泞路面上的车轮比在好路面上的车轮与路面之间附着力小,路面只能对半轴作用很小的反作用很小的反作用转矩,虽然另一车轮与好路面间的附着力较大,但因对称式锥齿轮差速器具有转矩平均分配的特性,使这一个车轮分配到的转矩只能与传到滑转的驱动车轮上的很小的转矩相等,致
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使总的驱动力不足以克服行驶阻力,汽车便不能前进。 当汽车直线行驶时,此时行星齿轮轴将转距平均分配两半轴齿轮,两半轴齿轮转速恒等于差速器壳的转速,传递给左右车轮的转矩也是相等的。此时左右车轮的转速是相等的。 而当汽车转弯行驶时,其中一个半轴转动一个角,两半轴的转矩就得不到平均分配,必然出现一个转速大,一个转速小,此时汽车就平稳地完成了转弯行驶。
第3章 差速器非标准零件设计
3.1对称式行星齿轮设计计算
对于安装在半轴之间的差速器它的尺寸受到轴承座的限制,而影响差速器尺寸的 主要就是齿轮的尺寸,所以如何把齿轮设计得更加优化就显得更加重要。
3.1.1对称式行星齿轮参数设计
1)行星齿轮齿数目n 的确定
行星齿轮数目需要根据承载情况来选择,在承载不大的情况下可以取两个,反之就 取四个。而根据设计要求扭矩为107Nm 为小型轿车,取n=2。
2)行星齿轮球面半径的确定B R 以及节锥距0A 的计算
行星齿轮差速器的结构尺寸通常取决于行星齿轮的背面的球面半径,它就是行星 齿轮的安装尺寸,实际上代表了差速器锥齿轮的节锥距,因此在一定程度上也反映了差 速器锥齿轮节锥距的大小和承载能力即是强度。
球面半径可按照文献[1]第4章公式确定: mm T K R J B B 3= (3.1) 式中,B K 为行星齿轮球面半径系数,B K =2.52~2.99,对于2个行星齿轮,取最小值,
即B K =2.52。
j T ——计算转矩,取je T 和φj T 的最小值;
B R ——球面半径。
j T 的计算:
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je T =n y k i T t tl e /0max
式中,max e T ——发动机最大转矩;
tl i ——传动系最低传动比(tl i 取7);
t y ——整体传动效率(t y 取0.96);
0k ——冲击载荷(0k 取1);
n ——该汽车驱动桥数目。
je T =96.017107???=747。
φj T 的计算:
φj T =lb
lb r i y r G φ2 式中,φ——附着系数(φ取0.85);
2G ——满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷;
r r ——车轮的滚动半径(选用135/80kb 轮胎,r=265mm );
lb lb i y ——主减速器到从动轮的传动效率和传动比。
φj T =8.4299
.4265.085.09460=??m N 。 将以上数据带入式(3.1)得: 3J B B T K R ==mm 3.2042752.23=?
差速器行星齿轮球面半径B R 确定后,可根据以下式预选其节锥距:
B 0R 99.0~98.0A )(= (3.2)
3)行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择
为了获得较大的模数从而使齿轮有较高强度,应使行星齿轮的齿数尽量少,但一般不应该少于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在1.5~2之间。
差速器的各个行星齿轮与2个半轴齿轮是同时啮合的,因此在确定这两种齿轮的
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齿数时,应考虑他们之间的装配关系,在任何圆锥行星齿轮式差速器种,左、右两半轴齿轮的齿数l 2Z 、r 2Z 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,否则差速器将无法安装。即应满足的条件为 I n
r 2l 2=+Z Z (3.3) 式中:l 2Z 、r 2Z ——左、右半轴齿轮齿数;
n ——行星齿轮数目;
I ——任意整数。
行星齿轮l 2Z 取10,半轴齿轮r 2Z 取20带入公式(3.3)得: I n r 2l 2=+Z Z =202
2020=+ 4)差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定
首先初步求出行星出轮与半轴齿轮的节锥角1γ、2γ; 211Z Z arctan =γ;1
22Z Z arctan =γ (3.4)式中:1Z 、2Z ——分别为行星齿轮和半轴齿轮齿数。
再按下式初步求出圆锥齿轮的大端面端面模数m ; 22
0110sin Z A 2sin Z A 2m γγ== (3.5) 带入数据得1γ=027,2γ=063,8.1m =(通过查表选用2m =)
求出模数后,节圆直径d 即可根据齿轮齿数z 及模数m 求得:
mz d = (3.6) 带入数据得1d =20mm ,2d =40mm 。
5)压力角α
汽车差速器齿轮过去都选用020压力角,这时齿高系数为1,而最少齿数为13。目前大都选用,30220的压力角,这时齿高系数为0.8,最少齿数可减少到10,并且在小齿轮齿顶不变尖的条件下,还可由切向修正加大半轴齿轮的厚度,从而使行星齿轮
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与半轴齿轮趋于等强度,由于这种齿形的最少齿数比压力角020少,故可用较大的模数来提高齿轮的强度,故选用,30220压力角α。
6)行星齿轮安装孔的直径φ及其深度L
行星齿轮安装孔的直径φ与行星齿轮轴的名义直径相同,而行星齿轮安装孔的深度L 就是行星齿轮在其轴上的支撑长度。故通取
φ1.1=L
[]l
1.1103
0n T d c σ?= (3.7) 式中,0T 为差速器壳传递的转矩,n 为行星齿轮数;l 为行星齿轮支承面中点到锥顶
的距离(mm),约为半轴齿轮齿宽中点处平均直径的一半;
[]c σ为支承面许用挤压应力,取69Mpa 。
3.2 差速器齿轮的几何尺寸计算
表3.1为汽车差速器用直齿锥齿轮的几何尺寸计算步骤,表中计算用的切向修正系数
表3.1 汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表 长度单位:mm 序号 项目 符号 计算公式 计算结果
1 行星齿轮齿数 1Z 101≥Z 10
2 半轴齿轮齿数 2Z 202=Z 20
3 模数 m 2
4 齿面宽 b 103.0~25.0b 0≤=A )( 5.6
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14 5 工作齿高 hg hg=1.6m 3.2
6 全齿高 h h=1.788m+0.051 3.627
7 压力角 α ,
30220 8 节圆直径 d 2211mZ d ,mZ d == 40
d 20d 21==
9 节锥角 γ 12211-90Z Z arctan
γγγ== 63
2721==γγ 10 节锥距 0A 110sin 2d A γ= 20A 0=
11 周节 t t-3.1416m 6.28
12 齿顶高 ha ??????
???????????? ??+=-=21222
137.043.0ha ha hg ha Z Z 155.2ha 045.1ha 21== 13 齿根高 hf 221
1ha m 788.1hf ha m 788.1hf -=-= 4
.1hf 5.2hf 21== 14 径向间隙 c hg h c -=
0.427 15 齿根角 δ 02
201
1hf arctan hf arctan A A ==δδ
4
13.721==δδ
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15 16 面锥角 0r 12022
101r r r r δδ+=+= 0
0200167r 13.34r == 17 根锥角 R r 22R21
11r r r r δδ-=-=R 0
20159r 87.19r ==R R 18 齿顶圆直径 da 22221111cos ha 2d da cos ha 2d da γγ+=+=
96
.41da 86.21da 21== 19 齿根圆直径 df 2
2221111cos hf 2d df cos hf 2d df γγ-=-=
72.38df 54.15df 21==
3.3 差速器材料的选择
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。要考虑齿轮的许用应力和弯曲强度,此次选用的齿轮材料为20CrMnTi 。
3.4 差速器强度的计算
差速器齿轮的尺寸受结构限制,而且承受的载荷较大,它同于主减速器齿轮那样经常处于啮合状态,只有当汽车转弯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校核。根据文献[1]强度计算公式得出:
322210s m w v n
Tk k k mb d J σ=? (3.8) 式中:T ——为差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩;
n
T T 6.00?=在此将T 取为498.06N ·m ; n ——为差速器的行星齿轮数;
b 2、d 2——分别为半轴齿轮齿宽及其大端分度圆直径mm ;
毕 业 设 计 说 明 书
16
s K ——为尺寸系数,反映材料的不均匀性,与齿轮尺寸和热处理有关,当m6.1≥时,44.25m K s =,在此44
.254=s K =0.629; m K ——为载荷分配系数,当两个齿轮均用骑马式支承型式时,m K =1.00~
1.1;其他方式支承时取1.10~1.25。支承刚度大时取最小值;
v K ——为质量系数,对于汽车驱动桥齿轮,当齿轮接触良好,周节及径向跳动精度高时,可取1.0;
J ——为计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数,参照图 3.1可取J =0.225。当T=min [je T ,φj T ]时,[w σ]=635 Mpa ;当T= T cf 时,[w σ]=144Mpa 。
图3.1 弯曲计算用综合系数 根据上式(3.8)可得:
w σ=225
.0802020629.01.106.4981023???????=478.6MPa<980 MPa 所以,差速器齿轮满足弯曲强度要求。
3.5 行星齿轮轴的分类和选用
行星齿轮的种类有很多,而差速器齿轮轴的种类也很多,最常见的是一字轴和十字轴,而载货的大质量的汽车传递的转矩较大,为了使轴的使用寿命以及提高轴的承载能力,常用十字轴,由四个轴轴颈来分配转矩。可以有效的提高轴的使用寿命。在小型汽车上由于转矩不大,所以要用一字轴。
工艺规程设计 (一) 确定毛坯的制造形式 考虑到电机壳受力较为单一平衡,且需要良好的抗震性,故选用HT200为毛坯材料,机器砂型铸造。 (二) 基面选择 1、粗基准:车0.0870 106?±mm 孔及端面时选用外圆柱面为基面,利用V 形块加上一压板定位。铣外圆柱面、底座的下、前后、侧表面及1140.4?±mm 内表面时,选用0. 0870106?±mm 端面作为基面,底座的上表面以底面作为基面切削。 2、精基准:设计基准630.15±mm 与工序基准不重合,专门计算见工序。 (三) 制定工艺路线 Ⅰ:车0.0870 106?±mm 孔及其端面; Ⅱ:铣外圆柱面,底座表面及1140.4?±mm 内表面; Ⅲ:钻螺纹底孔3 3.8,2 3.0mm mm ????及孔48.5,10mm mm ???; Ⅳ:攻螺纹3×M5,2×M4。 (四)机床加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 1、外圆表面:只需粗铣,2Z =4mm 满足; 2、内圆表面:粗车2Z =2mm,精车2Z=2mm,所以内圆表面直径余量为4mm; 3、底座上表面、侧表面及前后端面只需粗铣,Z=2mm; 4、底座下平面需半精铣,总加工余量Z=3mm; 5、圆柱端面需半精车,加工余量Z=4mm 。 (五)确定切削用量及基本工时 Ⅰ:车0.0870 106?±mm 孔及两端面,机床选用C620-1卧式车床 1、粗车孔Φ108 (1)切削深度:单边余量Z=1mm,一次切除 (2)进给量:选用f=0.5mm/r (3)计算切削速度: xv yv p Cv v T c k a f V = 公式① = 0.150.35 242601 1.440.80.810.970.5?????? =123mm/min (4)确定主轴转速 n s=1000c w v d π=362r/min 按机床选取n=400r/min
汽车单级主减速器及差速器的结构设计 与强度分析毕业论文 第一章绪论 1.1 选题的背景与意义 通过学校的实习我对汽车的构造及各总成的原理有了一定的了解,同时结合以前课堂学习的理论知识,对于进行汽车一些总成的设计有了一定的理论基础,现选择课题内容为对BJ2022汽车的使用性能的驱动桥(主减速器及差速器)进行设计。通过本课题可以进一步加深对汽车构造、汽车设计及汽车各总成的工作原理,特别是本课题驱动桥中的主减速器及差速器与半轴的认识和了解;同时经过设计过程,了解学习一些现代汽车工业的新设计方法及新技术,对于即将从事汽车行业工作的我也是一种锻炼,为即将的工作做铺垫。 1.2 研究的基本内容 1.2.1 主减速器的作用 汽车传动系的总任务是传递发动机的动力,使之适应于汽车行驶的需要。在一般汽车的机械式传动中,有了变速器还不能解决发动机特性与汽车行驶要求间的矛盾和结构布置上的问题。而主减速器是在汽车传动系中起降低转速,增大转矩作用的主要部件。当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的,采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。汽车正常行驶时,发动机的转速通常比较高,如果将很高的转速只靠变速箱来降低下来,那么变速箱内齿轮副的传动比则需要很大,齿轮的半径也相应加大,也就是说变速箱的尺寸会加大。另外,转速下降,扭矩必然增加,也加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以,在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器,可以使主减速器前面的传动部件,如变速箱、
分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小,同时也减小了变速箱的尺寸和质量,而且操控灵敏省力。 1.2.2 主减速器的工作原理 从变速器或分动器经万向传动装置输入驱动桥的转矩首先传到主减速器,主减速器的一对齿轮增大转矩并相应降低转速,以及当发动机纵置时还具有改变转矩的旋转方向。 1.2.3 国内主减速器的状况 现在国家大力发展高速公路网,环保、舒适、快捷成为汽车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言,小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为汽车主减速器技术的发展趋势。 在产品上,国内汽车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品,如陕西汉德引进德国撇N 公司技术的485单级减速驱动桥,一汽集团和东风公司的13吨级系列车桥为代表的主减速器技术,都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上,针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发,目前国内市场形成了457、460、480、500等众多成型稳定产品,并被用户广泛认可和使用。设计开发上,CAD、CAE等计算机应用技术,以及AUT优AD、UG16、CATIA、proE等设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中,有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代减速器设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则,产品配套实现车型的平台化,造型和结构更加合理,更宜于组织批量生产,更适应现代工业不断发展,更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点,这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求,需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进,以满足快速多变的市场需求。
目录 摘要 .............................................................................................................................................. I Abstract........................................................................................................................................... II 1 引言 (3) 1.1 差速器的作用 (3) 1.2 差速器的工作原理 (3) 1.3 差速器的方案选择及结构分析 (7) 1.3.1 差速器的方案选择 (7) 1.3.2差速器的结构分析 (7) 2 差速器的设计 (8) 2.1 差速器设计初始数据的来源与依据 (8) 2.2 差速器齿轮的基本参数的选择 (8) 2.3 差速器齿轮的几何尺寸计算 (12) 2.3.1 差速器直齿锥齿轮的几何参数 (12) 2.3.2 差速器齿轮的材料选用 (13) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (14) 3 差速器行星齿轮轴的设计计算 (15) 3.1 行星齿轮轴的分类及选用 (15) 3.2 行星齿轮轴的尺寸设计 (16) 3.3 行星齿轮轴材料的选择 (16) 3.4 差速器垫圈的设计计算 (16) 3.4.1 半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (17) 3.4.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (17) 4 差速器标准零件的选用 (17) 4.1 螺栓的选用和螺栓的材料 (17) 4.2 螺母的选用和螺母的材料 (18) 4.3 差速器轴承的选用 (18) 4.4 十字轴键的选用 (18) 5 半轴的设计 (18) 5.1 半轴的选型 (18) 5.2 半轴的设计计算 (19) 5.2.1 半轴的受力分析 (19) 5.2.2 半轴计算载荷的确定 (20) 5.2.3 半轴杆部直径初选 (21) 5.2.4 半轴的强度计算 (21) 5.2.5 半轴的材料 (22) 6 差速器总成的装配和调整 (23) 6.1 差速器总成的装配 (23) 6.2 差速器总成的装配 (23)
长春大学 课程设计 题目:十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计 班级: 姓名: 指导教师: 完成日期:
课程设计任务书 一、设计题目 十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图1张 (2) 生产类型:大批生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图1张 (2) 工件的毛坯图1张 (3) 机械加工工艺过程卡片1张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张 (5) 夹具装配图1张 (6) 夹具体图1张 (7) 课程设计说明书(6000~8000字) 1份 说明书主要包括以下内容(章节) ①目录 ②摘要(中外文对照的,各占一页) ③零件工艺性分析 ④机械加工工艺规程设计 ⑤指定工序的专用机床夹具设计 ⑥方案综合评价与结论 ⑦体会与展望 ⑧参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等,10条以上) 课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印. 四、进度安排(参考) (1) 熟悉零件,画零件图2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天
(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天 (4) 编写说明书3天 (5) 准备及答辩2天 五、指导教师评语 成绩: 指导教师 日期成绩评定 采用五级分制,即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀:设计方案合理并新颖,设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想; 良好:设计方案合理,设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想; 中等:设计方案一般,设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显; 及格:设计方案不完善,存在一些小错误,说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够: 不及格:设计方案有严重错误,设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。
电机座加工工艺及夹具设计 董世全王松 (沈阳机床集团辽宁沈阳110142) 【摘要】电机座是机床上数量较多的零件,它的精度直接影响到机床的精度、性能等。加快电机座的加工速度、降低电机座的加工成本可以增加机床的竞争优势。 【关键词】电机座;工艺;夹具 在机器中支承或容纳零部件的零件称之为机架,电机座作为机架的一种,设计的时候应考虑到机架设计需要保证的特性:刚性、强度及稳定性,还要满足机架的一般要求,如抗震性好、热变形对精度影响小、结构设计合理、工艺性好、便于铸造加工、安装调整方便以及经济美观等。 电机座是数控机床拖动环节中重要的零部件之一,使用数量大,属于小箱体类零件,主要作用是联接伺服拖动电机和滚珠丝杠,因此对该零件的制造精度、加工效率的要求都很高。安装轴承处孔的大小为Φ62H7,该孔对电机安装面垂直要求不大于0.01,压盖的安装面装轴承孔中心的跳动不大于0.01;电机止口大小为Φ110H7,其中心线对轴承座处中心线同轴度要求不大于Φ0.02,电机的安装面对电机止口中心线的跳动要求不大于0.01。 1电机座加工工艺性分析 电机座用于连接电机与丝杠,并将其固定在基座上。加工中心三轴的定位精度、重复定位精度等对电机座的精度有很大关联。因此电机座精度对加工中心的成品精度起到决定性的作用。我们公司的电机座,经
过几年的不断改进,已具有良好的工艺性、经济性。下面对电机座加工的重点部位进行分析: 1.1电机座毛坯因铸造工艺、留量、木型、拔模斜度、车间当时温湿度 以及供货商不同等因素,电机座之间存在很大差异,无法寻找折中的部位作定位和装置,而且车间内部取消了划线工序。以上为电机座的夹具设计造成很大麻烦。我们现在的解决方案为增加一道工艺序,在此序使用机床手脉粗略的定位并加工出装置面和定位面。要求此序夹压简单,耗时少。影响精度的主要因素有:操作者的技术水平以及责任心。 1.2作为机床上的拖动环节,作用是拖动装配体在导轨上运行,要求丝 杠与导轨的平行度好,反映到电机座上就是轴承孔、电机止口连线与基面的平行度(要求0.01),因电机座的结构问题(只有2个面可以作为装置面使用,无法使上述2个加工部位在一次夹压内完成),只能在2个工序内完成。可以在加工前精修夹具,检测一下此面与机床Z轴(卧式加工中心)的平行度(要求0.008)。影响精度的主要因素有:设备精度、刀具(Φ62H7镗刀)、夹具。 1.3电机座位于电机与丝杠之间(丝杠与电机之间使用联轴节连接)。 电机与电机座止口配合,丝杠与电机座轴承口内的轴承(3个)配合。为了保证机床工作平稳,要求电机与丝杠同轴度要达到一定的精度。这个精度反映到电机座上就是电机止口与轴承安装孔的同轴度(要求0.01)。可以由设备在一次夹压内加工完成来保证。影响精度的主要因素有:设备精度、刀具(轴承安装孔Φ62H7需使用200长的镗刀)。 总上,电机座的加工存在几个重点部位,都可以很容易解决,具有良好的加工工艺性。设计夹具主要需要考虑的是电机座的加工的经济型。
山东科技大学 本科毕业设计(论文)开题报告 题目 学院名称机械电子工程学院 专业班级机械设计制造及其自动化07-4 学生姓名魏循中 学号 200703021225 指导教师李学艺 填表时间: 2011年 3月 21 日 填表说明 1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式,用a4纸打印。 4.参考文献不少于8篇,其中应有适当的外文资料(一般不少于2篇)。 5.开题报告作为毕业设计(论文)资料,与毕业设计(论文)一同存档。篇二:汽车差速器毕业设计开题报告 轻型载货汽车的差速器设计 2. 课题研究背景和意义 目前国内轻型货车乃至重型货车的差速器产品的技术基本来源于美国、德国、日本等几个传统的工业国家,我国现有的技术基本上是引进国外技术而发展的,在目前看来有了一定的成果和规模,但是们目前我国的差速器没有自己的核心技术产品,开发能力依然很弱、影响了整车新车的开发成本,所以在差速器开发的技术开发上还有很长的路要走。 在汽车行业发展初期,法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器,汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。汽车差速器是汽车传动中的最重要的部件之一,它有三大作用:首先是将发动机输出的动力传输到车轮上;其次,将主减速器已经增加的扭矩一分为二的分配给左右两根半轴;然后,它担任汽车主减速齿轮,在动力传输至车轮前将传动系的转速减下来,将动力传到车轮上,同时允许两侧车轮以不同的轮速转动。差速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用,是汽车设计的重点之一。 3. 1国内外发展动态 从目前来看,我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变,正处于由大到强的发展阶段。由小到大是一个量变的过程,科学发展观对它的影响或许仅限于速度和时间,但由大到强却是一个质变的过程,能否顺利完成这一蜕变,科学发展观起着至关重要的作用。然而,在这个转型和调整的关键时刻,提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是中国差速器行业的紧迫任务。近年来年中国汽车差速器市场发展迅速,产品产出持续扩张,国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高技术产品方向发展,国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切,这使得汽车差速器行业的发展需求增大。对国外而言,国外的那些差速器生产企业的研究水平已经很高,而且还在不断地进步,年销售额达到18亿美金的伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商,主要产品包括发动机气体管理部分及动力控制系统,其中属于动力控制系统的差速器类产品年销售量达250万只,在同类产品居领导地位。国内的差速器起步较晚,目前的发展主要靠引进消化国外产品来满足需求。 3.2差速器的发展趋势 差速器作为车辆上必不可少的重要传动零件,要使车辆的舒适性以及通过性有所提高,
摘要 本文介绍了轿车差速器与主减速器的设计建模过程,论述了轿车差速器与主减速器的结构和工作原理,通过对轿车主要参数的分析与计算对差速器和主减速器进行设计,并使用Pro/E对差速器与主减速器进行3D建模,生成2D工程图。完成装配后,对主减速器、差速器进行运动仿真,以论证差速器的差速器原理。 关键词:建模,差速器,主减速器,分析
Abstract This paper discusses the automobile differential design and modeling process of the final drive, and the structure and the principle of automobile differential and the final drive.the car After the analysis and calculation of final drive and differential,to use Pro/E to complete make 3D model of the final drive and differential, then to produce 2D drawings.There is going to analysis the final drive to prove the principle after finishing the composing. Keywords: Modeling, Differential,Final drive,Analysis
目录 摘要........................................................ I Abstract ................................................... II 目录...................................................... III 1绪论 (1) 1.1课题来源 (1) 1.2课题研究现状 (1) 1.2.1国内外汽车行业CAD研究与应用情况 (1) 1.3主减速器的研究现状 (1) 1.4 差速器的研究现状 (2) 1.5 课题研究的主要内容 (3) 2QY7180概念轿车主减速器与差速器总体设计 (4) 2.1QY7180概念轿车主要参数与主减速器、差速器结构选型 (4) 2.1.1QY7180概念轿车的主要参数 (4) 2.1.2QY7180概念轿车主减速器与差速器结构选型 (4) 2.2主减速器与差速器的结构与工作原理 (5) 2.3QY7180概念轿车主减速器主减速比i0的确定 (6) 3主减速器和差速器主要参数选择与计算 (7) 3.1主减速器齿轮计算载荷的确定 (7) 3.1.1按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动齿轮的计算转 矩Tce (7) 3.1.2按驱动车轮打滑转矩确定从动齿轮的计算转矩Tcs (7) 3.1.3按日常平均使用转矩来确定从动齿轮的计算转矩 (8) 3.2主减速器齿轮传动设计 (8) 3.2.1按齿面接触强度设计 (8)
十字轴结构特点 十字轴式万向联轴器universal coupling with spider 是一种最常用的联轴器。利用其结构的特点由两个叉形头及十字轴通过滚动轴承构成,按虎克铰链原理工作,能使不在同一轴线或轴线折角较大或轴向移动较大的两轴等角速连续回转,并可靠地传递转矩和运动。其最大的特点是各向位移补偿能力强,结构紧凑,传动效率高,维修保养方便。由两个叉形头及十字轴通过滚动轴承构成,按虎克铰 链原理工作。传递转矩达8000~10000KN ·m 的万向接轴。 十字轴万向节的损坏形式主要有十字轴轴颈和滚针轴承的磨损,十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面出现压痕和剥落。一般情况下,当磨损或压痕超过0.15mm 时,十字轴万向节便应报废。十字轴的主要失效形式是轴颈根部处的断裂,所以在设计十字轴万向节时,应保证十字轴轴颈有足够的抗弯强度。 2.1.2 主要技术要求 零件图上的主要技术要求为:保证φ25轴颈的尺寸精度、同轴度以及表面粗糙度,在四个轴颈上淬火硬度HBC58~63,渗碳层深度~。 2.1.3 加工表面及其要求 加工表面及其要求: φ25轴颈:轴颈尺寸02 .004.025--Φ○ E ,两端倒角1×45°,表面粗糙度。两垂直轴颈位置度误差φ○ M 。
轴端面:保证尺寸020 .0074.0108--,表面粗糙度为。 φ6孔:孔径φ6,表面粗糙度Ra20 φ8孔:孔径φ8,表面粗糙度Ra20 M8-7H : 零件材料 零件材料为低合金钢材料20CrMnTi ,成份均匀稳定、淬透带窄、晶粒细小、纯净度高、表面质量良好、热顶锻性能优良等优点。是性能良好的渗碳钢,淬透性较高,经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部,具有较高的低温冲击韧性,焊接性中等,正火后可切削性良好。用于制造截面<30mm 的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件,如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。 毛坯选择 由于零件材料为20CrMnTi 零件形状规则,因此选用锻造毛胚。 2.2.2 确定毛坯的形状、尺寸及公差
机械制造工艺学课程设计说明书 课题: 班级: 姓名: 指导老师: 完成日期:
《机械制造工艺与机床夹具》课程设计任务书 设计题目:自选零件(可以参考所用的教材中的零件)机械加工工艺规程的编制及工装设计 生产纲领:年产量为大批量10000件 课程设计内容: 1、按相应的比例绘制零件图1 张 2、按相应的比例绘制零件毛坯图1张(可放在说明书中)。 3、编制机械加工工艺过程卡片1份。按指导书规定格式填写。 4、机械加工工序卡设计。按给定的规定格式填写。 5、夹具设计,绘制装配图1张(1号或0号)。 6、课程设计说明书1份(A4页面,右侧留出5cm的空格) 课程设计说明书结构要求: 1、封面 2、摘要 3、目录 4、正文 5、结论 说明:1. 说明书的结构顺序,要包含以上五个方面; 2. 说明书除封面外,其余每页均需有页码; 3.正文部分的每部分标题按要求书写:一级标题:1 二级标题:1.1 三级标题:1.1.1 班级:08机械1、2、3班 指导教师:张明秋 教研室:机械教研室 2010年11月30日
目录 摘要 1.1 零件的分析 (1) 1.1.1 零件的作用 (1) 1.1.2 零件的工艺分析 (1) 1.2 工艺规程的设计 (2) 1.2.1 确定毛坯的制造形式 (2) 1.2.2 基面的选择 (2) 1.2.3 制造工艺路线 (3) 1.2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 (3) 1.2.5 切削用量确定及基本工时 (3) 1.3 夹具的设计 (4) 1.3.1 制定设计方案 (4) 1.3.2 确定定位方法、选定位元件 (4) 1.3.3 确定夹紧方案、设计夹紧结构 (5) 1.3.4 定位误差分析 (5) 1.4 结论 (6) 1.5 参考文献 (7)
BJ2022汽车单级主减速器及差速器的结构设计与强度分析-毕业设计说明书
毕业设计说明书 BJ2022汽车单级主减速器及差速器的结构设计与强度分析 学生姓名:学号:学院: 专业: 指导教师: 2012年6月0801074117 机电工程学院地面武器机动工程
BJ2022汽车单级主减速器及差速器的结构设计与强度分析 摘要 汽车主减速器及差速器是汽车传动中最重要的部件之一。它能够将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮,以实现降速增扭。 本次设计的是有关BJ2022汽车的主减速器和差速器,并要使其具有通过性。本次设计的内容包括有:方案选择,结构的优化与改进。齿轮与齿轮轴的设计与校核。并且在设计过程中,描述了主减速器的组成和差速器的差速原理和差速过程。 方案确定主要依据原始设计参数,对比同类型的减速器及差速器,确定此轮的传动比,并对其中重要的齿轮进行齿面接触和齿轮弯曲疲劳强度的校核。而对轴的设计过程中着重齿轮的布置,并对其受最大载荷的危险截面进行强度校核。 主减速器及差速器对提高汽车行驶平稳性和其通过性有着独特的作用,是汽车设计的重点之一。 关键词:驱动桥,主减速器,差速器,半轴
BJ2022 car single stage and the structure of the main reducer differential design and strength analysis ABSTRACT Automobil reduction final drive and differential is one of the best impossible parts in automobile gearing. It can chang speed and driving tuist within a big scope . The problem of this design is BJ2022 car differential unit ,it’ s properly in common use . The design of scheme, the better design and improvement of structure ,the design and calibration of gear and gear shiftes , and the select of bearings , and also the design explain the construction of differential action . The ting of the scheme desierment main deside. The drive ratio of gear,according to orginal design parameter and constrasting the same type reduction final drive ang differential assay . It realize planet gear in the design of structure . It put to use alteration better gears transmission in the design of gear , and compare the root contact tired strength of some important gears and the face twirl tired strength . It eraphaize pay attention to the place of gears. Compare the strength of the biggest load dangraes section. It require structure simple and accord with demand in select of bearings . The Lord reducer to improve the car driving and differential stability and its through sex has a unique function, is one of the focal points of automotive design. Key words : Drive axle,Main reducer,Differential,Axle
摘要 本次毕业设计主要是对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计,主要涉及到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件的设计计算,同时也介绍了差速器的发展现状和差速器的种类,对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的说明。在设计中参考了大量的文献,因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了解,通过利用CATIA软件对差速器进行建模工作,也让我在学习方面得到了提高。 关键词:半轴,差速器,齿轮结构
目录 1.引言 (1) 1.1汽车差速器研究的背景及意义 (1) 1.2汽车差速器国内外研究现状 (1) 1.2.1国外差速器生产企业的研究现状 (1) 1.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状 (2) 1.3汽车差速器的功用及其分类 (3) 1.4毕业设计初始数据的来源与依据 (4) 1.5本章小结 (5) 2.差速器的设计方案 (6) 2.1差速器的方案选择及结构分析 (6) 2.2差速器的工作原理 (7) 2.3本章小结 (9) 3.差速器非标准零件的设计 (10) 3.1对称式行星齿轮的设计计算 (10) 3.1.1对称式差速器齿轮参数的确定 (10) 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表 (15) 3.1.3差速器齿轮的强度计算 (17) 3.1.4差速器齿轮材料的选择 (18) 3.1.5差速器齿轮的设计方案 (19) 3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (19) 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (19) 3.2.2行星齿轮轴的尺寸设计 (20) 3.2.3行星齿轮轴材料的选择 (20) 3.3差速器垫圈的设计计算 (20) 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (21) 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (21) 3.4本章小结 (21) 4.差速器标准零件的选用 (22)
前言 大四最后一次课程设计,我们对车辆也有了一定的了解,车辆正以迅猛的态势发展,加工方法和制造工艺进一步完善与开拓,在传统的切削、磨削技术不断发展,上升到新的高度的同时,开拓出新的工艺可能性,达到新的技术水平,并在生产中发挥重要作用。 所以我们要更加重视这些可以锻炼我们实践能力的机会,透过对十字轴的测绘能更好的提高我的动手和绘图能力,和课本理论知识相结合,从而提高我综合能力,增强机械零部件形体的空间概念。 而老师这次比较重视工艺方面,我也在这方面得到很大的锻炼,从而让我更加了解机械加工工艺的各个流程,确定各工序定位基准,加工余量,工艺卡等,对提高自身的专业知识应用能力有重大的意义。
目录 1.十字轴的测绘 (1) 1.1.测绘的目的和意义 (1) 1.2测绘的方法和注意事项 (1) 1.3测量工具 (1) 1.4测量过程 (1) 2十字轴简介 (2) 3十字轴三维建模 (2) 4工程图的制作 (3) 5加工工艺的制定 (4) 5.1零件的材料及技术要求的确定 (4) 5.2 加工工艺流程的制定 (4) 5.3 各个工序定位基准的选择 (4) 5.3.1 粗基准的选择 (5) 5.3.2精基准的选择 (5) 5.4 工序及尺寸公差的确定 (7) 5.5 热处理 (8) 5.5.1正火 (8) 5.5.2渗碳 (8) 5.5.3淬火 (8) 5.6 机加工设备的选择 (9) 5.6.1 机床的选择 (9) 5.6.1工艺装备的选择 (9) 结语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (11)
1.十字轴的测绘 1.1.测绘的目的和意义 通过对十字轴的测绘,掌握一般测绘程序和步骤;近而掌握各类零件草图和工作图的绘制方法;掌握常用测量工具的测量方法;掌握尺寸的分类及尺寸协调和圆整的原则和方法;理解零、部件中的公差、配合、粗糙度及其它技术条件的基本鉴别原则;了解零件常用材料及其加工方法;有效地将制图课、金工、工厂实习等环节接触到的相关知识综合应用,从而提高设计绘图能力。意义是培养我们的图示能力,读图能力,空间想象能力和思维能力以及绘图的实际技能,为使我们绘制的图样与生产实际接轨起了过渡作用。 1.2测绘的方法和注意事项 现场测绘,根据测绘部件的大小、要求的精确度带好测量工具,小部件、要求高的就游标卡尺、深度尺等等,大部件、要求不高的就带米尺等工具,画个草图,记录测量数据.这些只是测绘的初步工作,在得到这些测量数据后,你还要根据机械设计手册里面的相关公式进行计算核对,然后再得出正确的数值,因为你实际测得的数据大部分都是零件磨损后的尺寸,不能为准,还是要计算设计才行,切记,否则你画出的零件可能就不符合要求。最后才是出图加工,精度公差要求要确定好。注意事项:进行测绘前,必须对该设备的结构性能、动作原理、使用情况等作初步了解;测量零件尺寸时,要正确地选择基准面;测量磨损零件时,对于测量位置的选择要特别注意,尽可能地选择在未磨损或磨损较少的部位;对零件的磨损原因应加分析,以便在修理时加以改进;测绘零件的某一尺寸时,必须同时也要测量配合零件的相应尺寸,尤其是在只更换一个零件时更应如此;测量孔径时,采用4点测量法,即在零件孔的两端各测量两处;测量轴的外径时,要选择适当部位进行,以便判断零件的形状误差;测量零件的锥度或斜度时,首先要看它是否是标准锥度或斜度。 1.3测量工具 直尺、游标卡尺、千分尺 1.4测量过程 现场测绘,根据测绘部件的大小、要求的精确度带好测量工具,小部件、要求高的
摘要 焊装作为汽车生产过程的四大工艺之一,焊接质量的高低对轿车车身尺寸的影响至关重要,可以说,在车身制造过程中,焊装是关键工序,是整个车身制造的核心,白车身焊接质量的优劣决定了整车的制造质量。焊接夹具是保证车身焊接质量的最重要因素,焊接夹具的主要作用就是保证所有焊接冲压件之间的相对位置以及焊接件的尺寸精度,合理的夹具设计、焊点规划、焊钳选择,可以确保焊接质量,降低生产成本,提高生产效率。 本文首先分析了汽车车轮轮罩焊装夹具设计的必要性和可行性;然后围绕车轮轮罩焊装夹具设计这一核心,通过对汽车焊装生产线、汽车焊装夹具的结构特点进行分析,归纳了焊装夹具的设计步骤和要点;重点对汽车车轮轮罩进行焊装工艺分析,研究了汽车车轮轮罩焊装夹具正确的夹紧位置及定位设计方式;最终完成汽车车轮轮罩焊装夹具的结构设计。 关键词:汽车;轮罩;焊接;夹具;设计
ABSTRACT Welding production process as a vehicle one of the four processes, the level of welding quality on body size of car is essential, can be said that the manufacturing process in the body, welding is the key process is the core of the whole body manufacturing, white body determines the merits of quality welding vehicle manufacturing quality.Welding fixture is guarantee body welding quality most important factor, the main role of welding fixture to ensure that all welding is the relative position between the stamping and welding parts for dimensional accuracy, and reasonable fixture design, solder joint planning, welding clamp selection, to ensure weld quality, reduce production costs and increase productivity. Firstly, this paper analyzes the automobile wheel cover design of welding fixture necessity and feasibility; Then around the wheel cover on the core welding fixture design, welding production line of automobile, car welding fixture to analyze the structural characteristics, summarizes the steps and welding fixture design elements; Focus on the car hood for welding wheel analysis of the technology of automobile wheel cover clamp welding fixture correct location and orientation design approach; Finally completed the car wheel covers the structural design of welding fixture. Key words: Automobile; Wheel Casing; Welding ; Jig; Design
电机座加工工艺及夹具设计 【摘要】电机座是机床上数量较多的零件,它的精度直接影响到机床的精度、性能等。加快电机座的加工速度、降低电机座的加工成本可以增加机床的竞争优势。 【关键词】电机座;工艺;夹具 在机器中支承或容纳零部件的零件称之为机架,电机座作为机架的一种,设计的时候应考虑到机架设计需要保证的特性:刚性、强度及稳定性,还要满足机架的一般要求,如抗震性好、热变形对精度影响小、结构设计合理、工艺性好、便于铸造加工、安装调整方便以及经济美观等。 电机座是数控机床拖动环节中重要的零部件之一,使用数量大,属于小箱体类零件,主要作用是联接伺服拖动电机和滚珠丝杠,因此对该零件的制造精度、加工效率的要求都很高。安装轴承处孔的大小为Φ62H7,该孔对电机安装面垂直要求不大于0.01,压盖的安装面装轴承孔中心的跳动不大于0.01;电机止口大小为Φ110H7,其中心线对轴承座处中心线同轴度要求不大于Φ0.02,电机的安装面对电机止口中心线的跳动要求不大于0.01。 1.电机座加工工艺性分析 电机座用于连接电机与丝杠,并将其固定在基座上。加工中心三轴的定位精度、重复定位精度等对电机座的精度有很大关联。因此电机座精度对加工中心的成品精度起到决定性的作用。我们公司的电机座,经过几年的不断改进,已具有良好的工艺性、经济性。下面对电机座加工的重点部位进行分析: 1.1电机座毛坯因铸造工艺、留量、木型、拔模斜度、车间当时温湿度以及供货商不同等因素,电机座之间存在很大差异,无法寻找折中的部位作定位和装置,而且车间内部取消了划线工序。以上为电机座的夹具设计造成很大麻烦。我们现在的解决方案为增加一道工艺序,在此序使用机床手脉粗略的定位并加工出装置面和定位面。要求此序夹压简单,耗时少。影响精度的主要因素有:操作者的技术水平以及责任心。 1.2作为机床上的拖动环节,作用是拖动装配体在导轨上运行,要求丝杠与导轨的平行度好,反映到电机座上就是轴承孔、电机止口连线与基面的平行度(要求0.01),因电机座的结构问题(只有2个面可以作为装置面使用,无法使上述2个加工部位在一次夹压内完成),只能在2个工序内完成。可以在加工前精修夹具,检测一下此面与机床Z轴(卧式加工中心)的平行度(要求0.008)。影响精度的主要因素有:设备精度、刀具(Φ62H7镗刀)、夹具。 1.3电机座位于电机与丝杠之间(丝杠与电机之间使用联轴节连接)。电机与电机座止口配合,丝杠与电机座轴承口内的轴承(3个)配合。为了保证机床工作平稳,要求电机与丝杠同轴度要达到一定的精度。这个精度反映到电机座上就是电机止口与轴承安装孔的同轴度(要求0.01)。可以由设备在一次夹压内加工完成来保证。影响精度的主要因素有:设备精度、刀具(轴承安装孔Φ62H7需使用200长的镗刀)。 总上,电机座的加工存在几个重点部位,都可以很容易解决,具有良好的加工工艺性。设计夹具主要需要考虑的是电机座的加工的经济型。 2.电机座的加工工艺略述 总结上一小节的叙述,电机座的加工分为3序:工艺序、铣基面、镗孔。
目录 摘要.................................... I Abstract .................................... II 1 引言 (3) 1.1 差速器的作用. (3) 1.2 差速器的工作原理. (3) 1.3 差速器的方案选择及结构分析. (7) 1.3.1 差速器的方案选择. (7) 1.3.2 差速器的结构分析 (7) 2 差速器的设计. (8) 2.1 差速器设计初始数据的来源与依据. (8) 2.2 差速器齿轮的基本参数的选择. (8) 2.3 差速器齿轮的几何尺寸计算. (12) 2.3.1 差速器直齿锥齿轮的几何参数. (12) 2.3.2 差速器齿轮的材料选用. (13) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算. (14) 3 差速器行星齿轮轴的设计计算. (15) 3.1 行星齿轮轴的分类及选用. (15) 3.2 行星齿轮轴的尺寸设计. (16) 3.3 行星齿轮轴材料的选择. (16) 3.4 差速器垫圈的设计计算. (16) 3.4.1 半轴齿轮平垫圈的尺寸设计. (17) 3.4.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计. (17) 4 差速器标准零件的选用. (17) 4.1 螺栓的选用和螺栓的材料. (17) 4.2 螺母的选用和螺母的材料. (18) 4.3 差速器轴承的选用. (18) 4.4 十字轴键的选用. (18) 5 半轴的设计. (18) 5.1 半轴的选型. (18) 5.2 半轴的设计计算. (19) 5.2.1 半轴的受力分析. (19) 5.2.2 半轴计算载荷的确定. (20) 5.2.3 半轴杆部直径初选. (21) 5.2.4 半轴的强度计算. (21) 5.2.5 半轴的材料. (22) 6 差速器总成的装配和调整. (23) 6.1 差速器总成的装配. (23) 6.2 差速器总成的装配. (23)
XX大学 题目:十字轴加工工艺及车夹具设计 班级: 姓名: 指导教师: 完成日期:
摘要 这次设计的是十字轴机械加工工艺规程及工艺装备设计,包括零件图、毛坯图、装配图各一张,机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用,它位于车床变速机构中,主要起换档作用。然后,根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图,制定该工件的夹紧方案, 画出夹具装配图。 就我个人而言,我希望能通过这次课程设计,了解并认识一般机器零件的生产工艺过程,巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识,理论联系实际,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的工作打下一个良好的基础,并且为后续课程的学习打好基础。
Abstract This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying .