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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。
目录第一部分差速器设计及驱动半轴设计1 车型数据 (3)2 普通圆锥齿轮差速器设计 (4)2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (4)2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (6)2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (6)2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (6)2.3.2 差速器齿轮的几何计算 (10)2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (12)2.3.4差速器齿轮的材料 (13)3 驱动半轴的设计 (14)3.1 半浮式半轴杆部半径的确定 (14)3.2 半轴花键的强度计算 (16)3.3 半轴其他主要参数的选择 (17)3.4 半轴的结构设计及材料与热处理 (17)第二部分 6109客车总体设计要求 (19)1. 6109客车车型数据 (19)1.1尺寸参数 (19)1.2质量参数 (19)1.3发动机技术参数 (19)1.3传动系的传动比 (19)1.5轮胎和轮辋规格 (20)2. 动力性计算 (20)2.1发动机使用外特性 (20)2.2车轮滚动半径 (20)2.3滚动阻力系数f (20)2.4空气阻力系数和空气阻力 (20)2.5机械效率 (20)2.6计算动力因数 (20)2.7确定最高车速 (22)2.8确定最大爬坡度 (22)2.9确定加速时间 (23)3.燃油经济性计算 (23)4.制动性能计算 (23)4.1最大减速度 (23)4.2制动距离S (23)4.3上坡路上的驻坡坡度i1max： (24)4.4下坡路上的驻坡坡度i2max： (24)5. 稳定性计算 (24)5.1纵向倾覆坡度： (24)5.2横向倾覆坡度 (24)N 结束语 (24)参考文献 (26)第一部分差速器设计及驱动半轴设计1 车型数据1.1参数表参数名称数值单位汽车布置方式前置后驱总长4320 mm总宽1750 mm轴距2620 mm前轮距1455 mm后轮距1430 mm整备质量1480 kg总质量2100 kg发动机型式汽油直列四缸排量 1.993 L最大功率76.0/5200 KW最大转矩158/4000 NM压缩比8.7:1离合器摩擦式离合器变速器档数五档手动轮胎类型与规格185R14 km/h转向器液压助力转向前轮制动器盘后轮制动器鼓前悬架类型双叉骨独立悬架后悬架类型螺旋弹簧最高车速140 km/h2 普通圆锥齿轮差速器设计汽车在行驶过程中左，右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。
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。
防滑差速器-毕业设计⽬录第⼀章绪论 (1)1．1差速器与防滑差速器的作⽤原理 (1)1．2国内外防滑差速器发展现状 (1)1．2．1防滑差速器国外研究现状 (1)1. 2. 2国内概况 (3)1.3研究⽬的及意义 (3)1. 4差速器的分类 (4)1.4.1⼏种常见的防滑差速器的⼯作原理及优缺点 (5)1.5本课题的研究的主要内容 (13)第⼆章防滑差速器的总体设计 (15)2.1对称式圆锥⾏星齿轮差速器原理 (15)2．2防滑差速器的结构型式选择 (19)2．2．1常见的防滑差速器的⼯作原理及优缺点 (19)2. 2. 2选型结论 (28)第三章差速器的结构设计 (29)3.1差速器齿轮材料选择 (29)3.2 差速器齿轮的基本参数选择 (29)全⽂结论 (33)参考⽂献 (34)谢辞 ........................................................................................... 错误！未定义书签。
第⼀章绪论1．1差速器与防滑差速器的作⽤原理汽车⾏驶过程中，车轮与路⾯存在着两种相对运动状态：即车轮沿路⾯的滚动和滑动。
滑动将加速轮胎的磨损，增加转向阻⼒，增加汽车的动⼒消耗。
因此，希望在汽车⾏驶过程中，尽量使车轮沿路⾯滚动⽽不是滑动，以减少车轮与路⾯之间的滑磨现象。
为了使车轮相对路⾯的滑磨尽可能地减少，同⼀驱动桥的左右两侧驱动轮不能由⼀根整轴直接驱动，⽽应由两根半轴分别驱动，使两轮有可能以不同转速旋转，尽可能地接近于纯滚动。
两根半轴则由主传动器通过差速器驱动。
传通⾏星齿轮防滑差速器是对普通差速器的⾰新与改进，它克服了普通差速器只能平均分配扭矩的缺点，可以使⼤部分甚⾄全部扭矩传给另外⼀个不滑转的驱动轮，以充分利⽤这⼀驱动轮的附着⼒⽽产⽣⾜够的牵引⼒，⼤⼤提⾼了汽车在双附着系数路⾯上的动⼒性和通过性，显著改善了汽车的操纵稳定性，有效地提⾼了汽车的⾏驶安全性．是普通差速器的理想替代产品。
任务书设计题目：差速器的参数化设计1．设计的主要任务及目标（1）分析影响差速器结构参数的设计指标，完成差速器的设计步骤确定；（2）利用高级语言完成差速器参数化设计。
2．设计的基本要求和内容（1）完成对差速器的参数化设计设计并撰写设计说明书一份；（2）完成参数化设计软件一份；（3）完成差速器部件的三维建模和装配。
3．主要参考文献《机械设计》高等教育出版社《C++程序设计》清华大学出版社《汽车设计》机械工业出版社4．进度安排差速器的参数化设计摘要：直齿圆锥齿轮广泛的应用于汽车差速器上，由于其形状很复杂, 设计过程中需要计算的参数很多。
一般是先计算其相关参数, 然后在CAD软件中手工造型。
其设计过程复杂繁琐，重复性劳动太多，并且对于同一类型但尺寸不同的圆锥齿轮不能实现模型的自动更新。
如果对CAD软件进行二次开发, 编制专用的圆锥齿轮参数化设计系统则可以解决这个问题。
本设计选择采用UGNX软件，利用UG二次开发工具UG OPEN API和VC++联合开发了汽车差速器圆锥齿轮的参数化实体造型系统, 该系统能够根据输入的参数精确而快速地生成齿轮实体模型，大大提高了设计质量和设计效率。
关键词：差速器，直齿圆锥齿轮，UG，二次开发，参数化Parametric design of differentialAbstract：Straight bevel gears are widely used in differential,because its shape is very complicated,a lot of the design process.Is generally the first to related parameters,and then manually in the CAD softwaremodeling.The design process is complex,repetitive work too much,and t update the same type but sizes of bevel gear can not achieve model.If the two secondary development of CAD software,making the bevel gear parametri design system can solve this problem.This design uses UGNX software,parameterized solid modeling system using the UG two development tool UG OPENAPI and VC++ joint development of automobile differential bevel gear,the system canaccording to the input parameters accurately and quickly generate gear solid model,greatly improve the design quality and design efficiency.Keywords: Differential，Straight bevel gear，UG，Re-develop，Parametric目录1 前言 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究的目的以及研究内容 (1)1.3本课题研究的主要工作 (2)2 差速器参数化系统 (3)2.1系统开发软件简介 (3)2.1.1 UG软件简介 (3)2.1.2 VC++简介 (3)2.2 UG二次开发技术简介 (3)2.2.1 UG/OPEN API (4)2.2.2 UG OPEN UIStyler (4)3 差速器的设计 (6)3.1汽车差速器的功用及其分类 (6)3.2设计差速器的选型 (8)3.3设计初始数据的来源与依据 (8)3.4差速器结构分析简图 (8)3.4.1差速器结构方案图 (8)3.4.2差速器的结构分析 (9)3.4.3差速器的工作原理 (10)3.5差速器非标准零件的设计 (12)3.6锥齿轮最终设计方案 (15)3.7 差速器壳体的建模 (19)4 差速器的三维参数化建模 (20)4.1直齿锥齿轮的手工建模 (20)4.1.1直齿锥齿轮的建模思路 (20)4.1.2齿轮常用的齿形曲线—渐开线 (21)4.1.3渐开线的形成及其特性 (21)4.1.4绘制思路 (23)4.2绘制过程 (24)4.2.1建立渐开线齿廓曲线 (24)4.3差速器的整体模型 (27)4.4直齿锥齿轮的参数化建模 (28)4.4.1创建人机交互界面——对话框 (28)4.4.2 编写菜单文件 (29)4.5 创建应用程序框架 (30)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)1 前言1.1课题研究背景差速器作为传动系统的主要部件之一,主要安装在驱动桥内,其各构件的强度和力矩的分配,对车辆的转向性能、通过性和可靠性有决定性的影响。
拖森差速器设计毕业设计拖森差速器设计毕业设计差速器作为汽车传动系统中不可或缺的部分，扮演着重要的角色。
它能够使车辆在转弯时，两个驱动轮能够以不同的速度旋转，从而保证车辆的稳定性和操控性。
然而，传统的差速器在某些情况下存在一些不足，例如在极端路况下，无法提供足够的驱动力分配，导致车辆无法正常行驶。
因此，本文将探讨拖森差速器的设计，以解决传统差速器的局限性。
首先，我们需要了解拖森差速器的工作原理。
拖森差速器是一种基于液力传动的差速器，它通过液力耦合器和行星齿轮机构来实现驱动力的分配。
液力耦合器可以使两个驱动轮以不同的速度旋转，而行星齿轮机构可以将驱动力分配到需要的轮胎上。
这种设计可以提供更好的操控性和稳定性。
然而，传统的拖森差速器在某些情况下仍然存在一些问题。
例如，在行驶过程中，如果一侧的驱动轮失去了附着力，传统差速器无法及时调整驱动力分配，导致车辆无法正常行驶。
为了解决这个问题，我们可以引入一些先进的技术。
一种可能的解决方案是使用电子控制系统来监测车辆的行驶状态，并根据需要调整驱动力分配。
通过安装传感器来监测驱动轮的附着力，电子控制系统可以实时获取车辆的行驶状态。
当发现一侧驱动轮失去附着力时，电子控制系统可以通过调整液力耦合器和行星齿轮机构的工作状态，实现驱动力的自动调整，从而保证车辆的正常行驶。
另一种可能的解决方案是使用可变液力耦合器。
传统的液力耦合器具有固定的传动比，无法根据需要进行调整。
而可变液力耦合器可以通过调整液力传递介质的流动性能，实现传动比的调整。
这样一来，当一侧驱动轮失去附着力时，可变液力耦合器可以自动调整传动比，将更多的驱动力分配到有附着力的驱动轮上，从而提高车辆的操控性和稳定性。
除了以上的解决方案，还有一些其他的改进措施可以应用到拖森差速器的设计中。
例如，可以采用更高强度的材料来制造差速器的零部件，以提高其承载能力和耐久性。
此外，还可以优化差速器的结构，减少其体积和重量，以提高车辆的燃油经济性。
本毕业设计题目是差速器右壳工艺规程及工装夹具设计。
本毕业设计内容主要包括零件图的工艺分析，包括零件的结构分析，技术条件分析，材料及切削特性的分析，零件的工艺性分析等；毛坯的设计，包括毛坯种类的确定，毛坯的工艺要求，毛坯的余量和公差以及毛坯零件图绘制；工艺规程设计，包括工艺路线的制定，工序尺寸的制定，主要表面的加工方法及表面质量和尺寸精度的保证方法，热处理工序和辅助工序的安排，工时计算以及绘制工艺流程图。
夹具为钻床夹具，本夹具专为钻、铰十字轴孔这两道工序而设计，设计普通机床能使用的夹具，包括其设计方案，总体说明，夹具的构造特点及原则；夹具定位、夹紧方案的选择及设计，误差计算，夹紧力计算等内容以及夹具装配图和夹具体零件图的绘制。
关键字：差速器右壳；工艺规程；夹具；设计This graduation design topic is right differential shell process planning and fixture design. This graduation design mainly includes the analysis of the process of parts drawing, including the analysis of parts of the structure, technical condition analysis, analysis of materials and cutting characteristics, parts of the processanalysis and so on; blank design, including the determination of blank type,process requirements blank, blank allowance and tolerance and blank parts drawing process; design, including the development of technology, the development process size, ensure the method of processing methods of surfaceand surface quality and dimensional accuracy, arrange heat treatment processand auxiliary process, man hour calculation and drawing process flow diagram.Fixture for drilling fixture, the fixture is designed for the two processes of cross axle hole drilling, reaming and design, fixture design of common machine tool to use,including its design scheme, general description, structure features and principlesof the selection and design of fixture; fixture, clamping scheme, error calculation,clamping force calculation and so and draw fixture assembly and with specific parts of the.Key words: right differential shell; process planning; fixture design对典型零件的工艺及夹具结构设计，在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。
毕业设计(论文)题目名称：院系名称：班级：学号：学生姓名：指导教师：2010年06月前言汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。
从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。
这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。
让我们一起来回望这段历史，品味其中的辛酸与喜悦，体会汽车给我们带来的种种欢乐与梦想……在我国随着长春第一生产汽车厂的建成投产。
1955年生产了61辆汽车，才结束了我国一直不能生产汽车的历史。
经过几十年的努力，目前我国建立了自己的汽车工业。
全国汽车由建国时的5万辆上升到现在的上千万辆。
改革开放以来，我国引进了许多国家汽车的先进技术，使得我国汽车工业的产量和质量都得到了巨大的发展和提高。
但是由于我国是发展中国家，与发达国家相比，我国汽车工业无论是产量还是质量都有相当大的差距。
要使我国实现四个现代化，我国汽车工业必须坚持不懈地有更大的发展。
基于以上事实，我选择了“轻型载货汽车减速器和差速器设计”这一课题。
在本次设计中得到了史建茹老师的精心指导才使得我得以按时完成任务。
在此向史建茹老师表示感谢。
摘要汽车主减速器及差速器是汽车传动中的最重要的部件之一。
它能够将万向传动装置产来的发动机转矩传给驱动车轮，以实现降速增扭。
本次设计的是有关轻型载货汽车的主减速器和差速器总成。
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，以及轴承的选用与校核。
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，轴承的选用力求结构简单且满足要求。
前言提到电子差速器，首先要说到电动汽车，随着汽车工业的高速发展．能源危机与环境污染等问题日趋显露，电动汽车和混合动力汽车的研发得到了广泛的重视。
而电子差速作为电动汽车上应用的一项新技术，也得到了越来越多的关注和研究。
差速器对于汽车的平稳行驶和转向都起着重要的作用，当车辆行驶在转弯路面或弯道时，为了达到转向的目的．车辆转向时内外轮应当具有一定的速度差，即差速，其目的是为了在车辆转向时使车轮线速度能与该车的轮心速度相协调，以避免因车轮拖滑或滑转而导致的功率循环不平衡或者汽车不能正常行驶的问题。
当汽车转弯时，例如左转弯，圆心在左侧，在相同的时间内右侧车轮要比左侧车轮走过的轨迹要长，所以右侧车轮转的要更快一些。
要达到这个效果，就得通过差速器来调节。
传统的机械差速器由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮等零件组成。
发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。
差速器的设计要求满足：（左半轴转速）+（右半轴转速）=2×（行星轮架转速）。
当汽车直行时，左、右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态，而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，从而实现两边车轮转速的差异。
电子差速器则不再需要机械差速齿轮，其差速功能主要由软件来完成。
它是在建立模型分析的基础上，得出各驱动轮满足的速度关系，进而通过控制器，实施电子控制。
电子差速器通过控制驱动电机的转速来实现对驱动轮转速的控制，使控制精确灵活的同时降低了机械传动损耗，因此在电动汽车上有广阔的应用前景。
目前国内的电子差速器的产品还比较少，主要是理论研究，重点在于控制算法即电子差速控制策略的研究。
目前的研究均建立在ACKERMANN —JEANTAND 模型的基础上，采取的控制方法有模糊控制，神经网络控制，和自适应控制等，在建模和仿真实验中均达到了比较理想的效果。
毕业设计说明书（论文）作者: 学号：1101504109学院: 交通工程学院专业: 车辆工程题目: 车用普通锥齿轮式差速器的设计副教授指导者：评阅者：2014 年06 月目录1 绪论 ............................................. 错误!未定义书签。
1.1背景和意义...................................... 错误!未定义书签。
1.2汽车锥齿轮式差速器的概述 (1)1.2.1汽车锥齿轮式差速器的差速原理 (2)1.3 本文研究的容 ................................... 错误!未定义书签。
2 锥齿轮式差速器参数的计算、强度校核和材料选择 (4)2.1 初始数据的来源与依据 (4)2.2 锥齿轮式差速器齿轮参数的确定 ................... 错误!未定义书签。
2.3 差速器齿轮的几何计算图表 ....................... 错误!未定义书签。
2.4 锥齿轮式差速器齿轮材料的选择 ................... 错误!未定义书签。
2.5 差速器齿轮的强度计算 ........................... 错误!未定义书签。
2.6 半轴直径的初选及强度计算 (11)2.7 半轴花键的计算 (11)2.8 十字轴的计算 (12)3 锥齿轮式差速器的实体建模 ......................... 错误!未定义书签。
3.1 建模工具的选择 ................................. 错误!未定义书签。
3.2 锥齿轮式差速器建模的过程 ....................... 错误!未定义书签。
3.2.1 一些零件的建模过程 ........................... 错误!未定义书签。
4 锥齿轮式差速器的虚拟装配 ......................... 错误!未定义书签。
车用普通锥齿轮式差速器的设计-毕业论文毕业设计说明书（论文）作者: 学号：1101504109学院: 交通工程学院专业: 车辆工程题目: 车用普通锥齿轮式差速器的设计副教授指导者：评阅者：2014 年06 月淮阴工学院毕业设计说明书（论文）第Ⅰ页共Ⅰ页目录1 绪论........................................... 错误！未定义书签。
1.1背景和意义 ................................... 错误！未定义书签。
1.2汽车锥齿轮式差速器的概述 (1)1.2.1汽车锥齿轮式差速器的差速原理 (2)1.3 本文研究的内容............................... 错误！未定义书签。
2 锥齿轮式差速器参数的计算、强度校核和材料选择 (4)2.1 初始数据的来源与依据 (4)2.2 锥齿轮式差速器齿轮参数的确定 ................. 错误！未定义书签。
2.3 差速器齿轮的几何计算图表..................... 错误！未定义书签。
2.4 锥齿轮式差速器齿轮材料的选择 ................. 错误！未定义书签。
2.5 差速器齿轮的强度计算......................... 错误！未定义书签。
2.6 半轴直径的初选及强度计算 (11)2.7 半轴花键的计算 (12)2.8 十字轴的计算 (12)3 锥齿轮式差速器的实体建模....................... 错误！未定义书签。
3.1 建模工具的选择............................... 错误！未定义书签。
3.2 锥齿轮式差速器建模的过程..................... 错误！未定义书签。
3.2.1 一些零件的建模过程......................... 错误！未定义书签。
青岛理工大学毕业设计（论文）论文题目SUV汽车机械锁止式差速器设计学院汽车与交通学院专业车辆工程学生姓名张少朋学号200624031指导教师邹旭东2010年6月15日摘要我国幅员辽阔，地理和道路条件复杂，在各种路面条件下均可获得良好行驶性能的装有防滑差速器的汽车非常适合我国的道路条件。
但从我国汽车工业发展情况来看，由于我国汽车工业起步晚，技术相对落后，虽然有着良好的发展势头，但是车型中的关键总成——防滑差速器的生产却与外国相差甚远。
因此，国内汽车产品的更新换代在多方面要受制于国外，这无疑对我国汽车工业的发展极为不利。
为此，本论文提供了一种性能优良的机械锁止式差速器的设计方法。
它能够在各种路面上使汽车获得适中的锁止系数，起到防滑的作用，提高汽车的通过性和安全性。
本文的研究分两部分，一方面对各种机械式防滑差速器的性能进行了比较，并最终选用了摩擦片式自锁差速器；另一方面给出了摩擦片式自锁差速器的设计计算过程。
首先，给出了防滑差速器的性能评价指标，并在此基础上对各种机械式防滑差速器的性能和使用环境进行了比较，并且针对所设计的车型，最终选用了摩擦片式自锁差速器。
其次，阐述了摩擦片式自锁差速器的结构和工作原理。
该差速器主要由半轴齿轮，行星齿轮，行星齿轮轴，差速器壳，主动摩擦片，从动摩擦片和推力压盘构成。
然后，以某一具体车型为例，考虑其实际结构要求及工况，对摩擦片式自锁差速器的具体结构参数进行了计算确定。
最后，针对所设计的摩擦片式自锁差速器，通过对其锁止系数的检验，表明该差速器符合设计要求，能够满足该SUV汽车的使用要求。
关键词：差速器，自锁，机械锁止，摩擦片式，设计ABSTRACTChina has a vast, complex geography and road conditions, cars with limited-slip differential in all road conditions given a good performance is ideal for the road conditions in China. However, From the perspective of the development of China's automobile industry ,as far as China's auto industry started late, technology is relatively backward; although the good momentum of development, but the model of the key assembly - the production of limited-slip differential is long far from foreign country. Therefore, the upgrading of the domestic automotive products to be subject to foreign countries in many aspects, which is no doubt very bad for the development of China's automobile industry.For this reason, this paper provides an excellent mechanical locking differentials of the design. It can make all the road cars geting moderate locking factor and improve the passage of vehicles and safety. This study include two parts, one hand on the various mechanical slip differential performance compared, and ultimately chose the friction plate type self-locking differential; on the other hand it gives the friction plate type self-locking differential the process of design and calculation.First, the paper gives the performance evaluation index of limited-slip differential, and on this basis, various mechanical slip differential performance and using environment were compared, and the models for the design, the final chosen friction plate type self-locking differential.Second, we show the structure and working principle of the friction plate type self-locking differential,which mainly include the axle of the differential gear, planetary gears, planetary gear shaft, differential shell, active friction plate, driven friction plate and push beat disk.Then,take a specific model as an example, consider the actual structure of the requirements and conditions, the friction-piece self-locking differential of the specificstructural parameters were calculated to determine.Finally, in view of the friction disk type self-locking differential device which designs,we examined its lock ratio's, which indicated that this differential device meets the design requirements and can satisfy this SUV automobile's operation requirements.KEYWORDS: differential, self-locking, mechanical locking, friction-piece type，design目 录第一章 绪 论 (3)1.1差速器的作用和工作原理 (3)1.2防滑差速器 (4)1.3近年来汽车防滑差速器的应用情况 (4)1.4国外防滑差速器发展现状 (5)1.4.1国外防滑差速器研究现状 (5)1.4.2国外防滑差速器的应用概况 (7)1.5国内概况 (7)1.5.1防滑差速器在国内研究及应用现状 (8)1.5.2开展防滑差速器应用研究的紧迫性 (8)1.6研究目的及意义 (8)1.7本课题主要研究内容 (8)第二章 机械锁止式差速器总体方案研究 (10)2.1防滑差速器的性能评价指标 (10)2.2 防滑差速器的选型研究 (11)2.2.1 强制锁止式差速器 (11)2.2.2 摩擦片式自锁差速器 (12)2.2.3 滑块凸轮式差速器 (12)2.2.4 牙嵌式自由轮差速器 (14)2.2.5 粘性联轴差速器 (14)2.2.6 托森差速器 (15)2.3 选型结论 (16)第三章 摩擦片式自锁差速器设计 (17)3.1摩擦片式自锁差速器结构与工作原理 (17)3.2 结构参数设计 (18)3.2.1 差速器壳体传递转矩的确定 (18)3.2.1.1 主减速比的确定 (18)3.2.1.2 差速器（主减速器从动齿轮）计算载荷的确定 (20)3.2.2 差速器齿轮主要参数选择 (22)3.2.2.1行星齿轮数n 的选择 (22)3.2.2.3 行星齿轮和半轴齿轮齿数的选择 (22)3.2.2.4 行星齿轮和半轴齿轮节锥角1γ、2γ及模数m (22)3.2.2.5 压力角α (23)3.2.2.6 行星齿轮轴直径d 及支承长度L (23)3.2.2.7差速器齿轮的几何尺寸计算 (23)3.2.2.8 差速器齿轮强度校核 (26)3.2.2.9 差速器齿轮材料选择 (27)3.2.3 摩擦片设计 (27)3.2.3.1 摩擦片材料的选择 (27)3.2.3.2 摩擦片数目的选择 (28)3.3 锁紧系数的验证 (28)第四章全文总结与建议 (30)4.1全文总结 (30)4.2进一步建议 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第一章绪论1.1差速器的作用和工作原理汽车行驶过程中，车轮与路面存在着两种相对运动状态:即车轮沿路面的滚动和滑动。
托森差速器毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录一．托森差速器的简介 (6)二．托森差速器的工作原理 (7)三．蜗轮蜗杆设计 (10)四.蜗杆前、后轴的设计 (14)五.空心轴的设计 (15)六．直齿圆柱齿轮设计 (16)七.蜗轮轴设计 (20)八．差速器外壳的设计 (22)九.参考车型相关数据 (22)十.设计心得 (22)十一.参考文献 (1)一．托森差速器的简介每辆汽车都要配备有差速器，我们知道普通差速器的作用：第一，它是一组减速齿轮，使从变速箱输出的高转速转化为正常车速；第二，可以使左右驱动轮速度不同，也就是在弯道时对里外车轮输出不同的转速以保持平衡。
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)解放CA1092型汽车差速器的设计摘要本文参照传统差速器的设计方法进行了解放CA1092型载货汽车差速器的设计，首先根据经验公式进行计算，参考圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，确定出差速器齿轮的主要设计参数，然后对差速器齿轮的强度进行计算和校核，最后进行一些标准件的选用和非标准件的设计。
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)解放CA1092型汽车差速器的设计摘要本文参照传统差速器的设计方法进行了解放CA1092型载货汽车差速器的设计，首先根据经验公式进行计算，参考圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，确定出差速器齿轮的主要设计参数，然后对差速器齿轮的强度进行计算和校核，最后进行一些标准件的选用和非标准件的设计。
文章对差速器的工作原理和方案选择也作出了简略说明。
关键词汽车/差速器/ 设计LIBERATION CA1092 CARS DIFFERENTIAL DESIGNAbstractThis article refers to the traditional differential design methods, conducted a liberated CA1092-type truck differential design. First, calculated according to the empirical formula, reference structure size cone the planetary gear differential, determined the main design parameters of the differential gear. Then calculate the strength of the differential gear and check. Finally, someof the standard parts selection and design of non-standard. Articles on the working principle and scheme selection differentials also made a brief explanation.KEY WORDS automobile/ differential / design1 引言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” 。
汽车在行驶过程中，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两车轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。
如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或者直线行驶，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。
为此，在驱动桥的左右车轮间都装有轮间差速[1]器。
差速器是个差速传动机构，用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑[2]。
近几年来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发展。
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就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，它能解决在其它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[3]。
1.1 差速器的作用汽车在直线行驶时，左右车轮转速几乎相同，而在转弯时，左右车轮转速不同，差速器能实现左右车轮转速的自动调节，允许左右车轮以不同的转速旋转。
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；最后，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[4]。
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。
1.2 差速器的工作原理当转弯时，由于外侧轮有滑拖的现象, 时就会产生两个方向相反的附加力，由于 的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系， 行星齿轮产生自转，使外侧半轴转速加快, 轮转速的差异。
内侧轮有滑转的现象，两个驱动轮此 “最小能耗原理”，必然导致两边车轮 并通过半轴反映到半轴齿轮上， 迫使 内侧半轴转速减慢，从而实现两边车 ~1 0A C差速器的这种调整是自动的，这里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上 所有物体都倾向于耗能最小的状态。
例如把一粒豆子放进一个碗内，豆子会自动 停留在碗底而绝不会停留在碗壁，因为碗底是能量最低的位置（位能） ，它自动 选择静止（动能最小）而不会不断运动。
同样的道理车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。
驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接，则两轮只能以相同的角度旋 转。
这样，当汽车转向行驶时，由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大，将使 外侧车轮在滚动的同时产生滑拖，而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。
即使是汽 车直线行驶，也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误 差、磨损不同、受载不均或气压不等）而引起车轮的滑动。
车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗，还会使汽车转向困难、 制动性能变差。
为使车轮尽可能不发生滑动，在结构上必须保证各车轮能以不同 的角度转动。
差速器采用对称式圆锥齿轮结构，其原理如下图所示:35 4 C B图1-2差速器差速原理图如上图所示，对称式圆锥齿轮差速器是一种行星齿轮结构。
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连在一起，故为主动件，假设其角速度为-.0 ;半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为」和匕。
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。
于是• .^■■^■.0，即差速器起不到差速的作用，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「4自转时，啮合点A的圆周速度为• =.：：：訂…，啮合点B的圆周速度为tr Zp r 。
于是便有•-订…’2r = • 0r …’4r j亠0r -「4r即* '1 …’2 =2「o （1-1）如果角速度以每分钟转数n来表示，则n1n2二2n0（1-2）上式为两半轴齿轮直径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者其它行驶的情况下，也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[5]。
由式（1-2 ）还可以得知：①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；②当差速器壳的转速为零（例如中央制动器制动传动轴时），另一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动时，另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动⑹。
对称式圆锥齿轮差速器的转矩分配：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M。
平均分配给左、右两个半轴齿轮，即M1 =M2二M0「2。
K b =M2. M i F1 K 1 - K (1-4)当两半轴齿轮以不同的转速朝相同的方向转动时，设左半轴转速n i大于右半轴转速n2，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M r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、右驱动车轮存在转速差时，M j hl.M o-M r^，M iM 0M r2，左、右车轮上的转矩之差等于差速器的内摩擦力矩M r。
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K = M2-M1M 二M r. M0（1-3）差速器内摩擦力矩M r和其输入转矩M o （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M2. M i定义为转矩比，以目前广泛使用的对称式圆锥齿轮差速器的内摩擦力矩很小，其锁紧系数K =0.05~ 0.15,转矩比K b =1.1 ~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较好的路面上直线或者转弯行驶时，都是令人满意的。
但是当汽车在较坏的路面行驶时，却严重影响了通过能力⑺。
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，而在好的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的路面上的车轮与路面之间的附着力小，路面只能对半轴作用很小的反作用转矩，虽然另一车轮与好的路面之间的附着力较小，但是由于对称式圆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，致使总的驱动力不足以克服行驶阻力，汽车便不能前进⑹。
