1 绪论
1.1 课题国内外研究背景
汽车行业发展初期，汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一被汽车专家誉为“小零件大功用”。当汽车转弯行驶时，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。差速器的功用就是把主减速器传过来的动力再传给左、右两个半轴，并且在转弯过程中允许左、右两个半轴以不同转速来旋转。在本世纪六七十年代，当世界经济进入一个高速增长期，但是2008年爆发的全球金融危机又让汽车产业在危机过程中有了发展的机遇。
当前我们国家的重型汽车的差速器产品技术基本上都是来自美国、德国、日本等几个传统的工业强国，目前我国现有技术几乎是在引进国外技术的基础上发展起来的，并且已经具备了一定的规模。然而目前我国的差速器没有自己的核心技术产品，创新能力仍然很弱，影响了整个汽车行业的发展。在差速器的发展上还有很长的路要走。
1.1.1 差速器目前发展态势
当前汽车基本上是在朝着经济性和动力性的方向发展，但是怎样能够使尽可能提高自己产品燃油经济性以及动力性是每个汽车厂家一直在攻克的课题。具体说来，汽车身上的每个零件都在不停地变化。差速器也是一样的。国外有些差速器生产企业的研究水平已经很高。伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商之一，在牵引力控制、安全排放控制、发动机以及变速箱等领域居全球领先地位。当前国内差速器起步算是较晚，所以目前发展最主要是靠引进国外产品来满足自身的需求。
当然了，我们还是要努力抓住市场机遇，在保证现有差速器生产和改进的基础上，还是要充分认识到发展与改革的关系，特别是要认识到创新对发展的巨大推动作用。我们要紧随世界潮流，才能让我们的产品向高技术含量，智能化等方向发展，才能开发出适合我国自身国情，具有自主知识产权的新型的差速器。
当前国内外主要差速器典型结构类型
1）导球式限滑差速器结构及工作原理
导球式限滑差速器的原理其实就是利用滚球沿具有一定轨迹的导槽运动代替了齿轮传动来实现差速与限滑功能，它的具体的结构组成如图1-1所示
图1-1 导球式限滑差速器结构图
1—壳体2—端盖3—滚球保持架
4—滚球5—传力盘6—止推垫片7—平垫片
转矩的输入部件即滚球保持架3与壳体1连接在一起，滚球4是在保持架的导槽内运动且是可以将力传递给两侧的传力盘5，传力盘即将转矩传给半轴。传力盘的表面上具有一定轨迹导槽，这个可以使滚球按照一定的轨迹来运动。在导槽槽形设计过程中它跟滚球有一定接触角，可以用来传递对传力盘的压力。止推垫片6是一个壳体、端盖及传力盘之间的摩擦元件。平垫片7用于调整初始限滑转矩。
2）普通防滑差速器作用、结构与工作原理
防滑差速器也可以称之为差速锁，即在差速器壳体与一侧半轴齿轮之间装有多片式离合器，在离合器一侧连接的是差速器壳体和半轴齿轮。如果差速器是在正常工作，即在平整的路面直线行驶或者转向时，离合器则是处在分离状态。如果这时有一侧车轮在附着力小的路面上打滑，这时两侧车轮转速差过大，控制离合器应该适当接合在一起，差速器壳则是通过离合器驱动一侧半轴齿轮。
当然如何控制好防滑差速器也有它的难点，而这正好是在于差速器内离合器的控制，很显然，在汽车正常转向时，离合器是万万不能够被接合的，如果当高速转向时离合器接合，后果会很严重，可能会翻车！
3）无单边滑动摆块式差速器
通过各种实验表明结，这种差速器跟常规差速器相比，具有加工成本低、结构简单在道路试验中还能够安全可靠地实现差速工作，在泥泞、湿滑，凹凸不平等不良路面上还能够有效避免车轮单侧打滑的现象，具有良好的防打滑性能！
4）托森差速器
托森差速器是由美国格里森公司设计的一种转矩敏感型车用差速器。在本质上而言，托森差速器仍旧是利用行星轮系的差动原理设计的一种差速器，可是这种差速器充分利用蜗轮蜗杆传动副的高摩擦性和自锁性，使锁紧系数和转矩比比普通差速器都有所大幅提高。
托森差速器的锁止介入没有时间上的延迟，也不会消耗总扭矩数值的大小，它没有传统锁止差速器所配备的多片式离合器，磨损非常小，可以实现了免维护。
除了本身性能上的优势，托森差速器还具备其他方面的优势，比如它可以与很多常用变速器、分动器实现匹配，与车辆上ABS、TCS、ESP等电子设备共容，相辅相成的为整车安全和操控服务。
但是托森差速器还有两个难以解决的问题，一是造价高，所以一般托森差速器都用在高档车上；二是重量太大，装上它后对车辆的加速性是一份拖累。
它作为一种主流的差速器用在汽车上时间也超过了20年。不过由于它的机械稳定性很出众，多年以来发展并不快，2011年只发展到第三代“托森C”。新的C代托森差速器普遍用在了奥迪B7代的RS4、S8和Q7的“Quattro”全时四驱系统上。新的托森中央差速器最大的变化是前后扭矩分配比一般控制在40:60,前轴扭矩比重可在15%到65%之间变动，后轴扭矩比重可在35%到85%之间变动。
作为最主要的四驱轿车生产商，奥迪一直在坚持使用托森差速器，除了A3和TT之外，其他所有奥迪车的“quattro”使用的都是托森中央差速器。但是托森差速器并不是只用在奥迪车上，使用托森差速器的公司越来越多，有福特、通用、丰田、马自达、路虎、大众以及雷克萨斯等公司。只是前、后、中央的使用位置不同，用的也不是同一代。
总之，托森差速器是一个很精密并且很富创造力的发明，它始终都保持着纯机械的特性。在当今，各大汽车厂商都在迅速、不断推出各种电子设备装置的，但是它却能一直保持着在很多方面的领先优势，这不得不让我们对“托森差速器”以及它的设计师充满敬佩。
托森差速器的结构组成:差速器外壳组成、主动部分由空心轴。它们是借花链固连一体。发动机输出转矩可以经空心轴传入差速器外壳。但是它的从动部分是由前后轴蜗杆, 驱动轴凸缘盘和差速器齿轮轴组成。而它的前轴蜗杆与差速器齿轮轴连为一体, 可以跟前驱动桥相连；驱动轴凸缘盘与后轴蜗杆连为一体，并与后驱动桥相连。
1.1.2 差速器未来发展
近年来，我国的差速器行业已经顺利完成了有小到大的转变，在这个调整和转型的关键时刻，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，产品出口持续夸张，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，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差速器是对称锥齿轮式差速器，当然还有功能多样的差速器，比如：轮间差速器、防滑差速器、托森差速器等。
目前中国汽车最常用的差速器是对称锥齿轮式差速器，具有质量较小、结构简单等优点。众所周知，全球化汽车零部件制造供应商是伊顿公司汽车集团，在同类差速器产品中伊顿公司居领导地位。最近伊顿开发了新型的锁式差速器，它的工作原理及与其他差速器的不同之处：当一侧轮子打滑时，普通开式差速器几乎是不可能提供任何有效扭矩给车辆，而伊顿的锁式差速器则可以在发现车轮打滑后，锁定动力传递百分之百的扭矩到不打滑车轮，从而可以克服各
种困难路面给车辆带来的限制。在连续弹坑、V型沟等试验中，两辆驱车在装有伊顿锁式差速器后，它的越野性能及通过性能甚至超过了四轮驱动的车辆。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止动力，并把全部动力转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。
1.2 课题研究意义
当汽车在它的行驶过程中左，右两侧车轮在同一时间内所滚过的路程一般是不等的。即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮；汽车在不平路面上行驶时，澡成两侧车轮滚过的路程不等有的时候也会由于路面波形不同所致；即使在有的时候是在平直路面上行驶，这时当轮胎负荷、轮胎气压、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素发生变化时，也会导致左、右车轮因滚动半径的不同而使左、右车轮行程不等。倘若驱动桥的左、右车轮是属于刚性连接，则在行驶的过程中将不可避免地产生驱动轮在路面上滑移或者滑转。其导致的后果一方面轮胎磨损、消耗功率与燃料，另一方面也是不可能按照我们所要求的绕转向瞬时中心转向，这将会必然导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，在汽车传动系统的左、右驱动轮间都会装有差速器，这样也就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，从而最终满足了汽车行驶运动学要求。
图1-1 差速器结构原理图
本课题最终决定选择对称式圆锥行星齿轮差速器为设计类型，对称式圆锥行星齿轮差速器属于非常普通的类型，具有结构简单、工作平稳、制造方便、质量较小、用于公路汽车上也很可靠等优点，故对称式圆锥行星齿轮差速器被广泛用于各类车辆上。所以，能够设计研究出非常好的对称式圆锥行星齿轮差速器，是一件非常有意义的事情。
然而目前国内的大部分差速器产品很大一部分都是通过引进而开发的类型，说实话，自主创新能力不够，并没有什么核心技术产品，还有的一些则是通过进口而来的产品。现在虽然我国已经对差速器有了比较深入系统的研究，但是并没有形成较大规模的工业化生产设计以及生产制造，所以在这条路上我们还有很长的道路要走。
1.3 课题主要内容
从王老师那儿接到任务书开始，便在图书馆或网上进行了大量的各种中外文献查阅，从而充分了解并认识到差速器目前在国内外的研究动态，以及未来它的发展趋势。仅此而已是远远不够的，在有了初步的了解之上，又参见了《汽车设计上》的差速器结构介绍，以及本校南苑实验室差速器零件实物，以及在老师的建议下，最终选择普通对称式锥齿轮差速器结构类型为设计方案。自己在确定了结构设计方案之后，对所设计类型差速器的各个主要零部件进行了详细的设计计算及校核。在最后确定了各个参数之后，并利用Pro/E软件对差速器进行了各零部件的三维建模及装配分析。然后利用CAD等软件绘出了各个零部件的二维零件图及装配总成图。
2 差速器结构方案的选择
2.1 对称锥齿轮式差速器
目前我国各类型汽车上大量采用的差速器是对称锥齿轮式差速器，它具有结构简单、质量较小等优点，故应用相当广泛。其中它又可以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。
当然有时是为了增加差速器的内摩擦力矩，在半轴齿轮7与差速器壳1之间装上了摩擦片
2。从图中可知，两根行星齿轮轴5它们是互相垂直的，而在轴两端制成V 形面4与差速器壳孔上的V 形面相配，这两个行星齿轮轴5的V 形面都是反向安装的。在它们每个半轴齿轮背面有主、从动摩擦片2和压盘3，而主、从动摩擦片2分别经花键与差速器壳1和压盘3相连。
图2-1 摩擦片式差速器
1—差速器壳体 2—摩擦片 3—压盘 4—V 形面
5—行星齿轮轴 6—行星齿轮 7—半轴齿轮
在传差速器在递转矩的时候，差速器的壳是可以通过斜面对行星齿轮轴产生沿行星齿轮轴线方向的轴向力，而这个轴向力可以推动行星齿轮使压盘将摩擦片压紧。当左、右半轴转速不等时，主、从动摩擦片间产生相对滑转，从而产生摩擦力矩。此摩擦力矩r T ，与差速器所传递的转矩丁。成正比，可表示为示为
βt a n 0fz r r T T d f
r = (2-1)
式中，β是V 形面的半角；d r 是差速器壳V 形面中点到半轴齿轮中心线的距离；z 是摩擦面数；f 是摩擦因数；f r 摩擦片平均摩擦半径。摩擦片式差速器的锁紧系数k 一般都可达0.6，而b k 可达到4。并且这种差速器结构比较简单，工作比较平稳，可以明显提高汽车通过性。
有的时候当一个驱动轮处于附着系数较小的路面时，也可以可通过气动或液动操纵机构使内、外接合器(即差速锁)啮合，那么这时差速器壳与半轴锁紧在一起，使差速器起不了作用，这样便可以充分利用地面的附着系数，使牵引力达到可能得最大值。在装有强制锁止式差速器的4×2型汽车，倘若一驱动轮行驶在低附着系数min ?的路面上，而这时另一辆驱动轮行驶在高附着系数?的路面上，那么此时装有普通锥齿轮差速器的汽车所能够发挥的最大牵引力t F 为
m i n
2m i n 2m i n 222???G G G Ft =+= (2-2） 其式中，2G 为驱动桥上的负荷。
倘若这时差速器完全锁住，那么汽车所能发挥的最大牵引力't F 应为
)(2
22'm i n 2m i n 22????+=+=G G G F t （2-3） 由此便可以得知，如果使用差速锁将普通锥齿轮差速器锁住，就可以使汽车的牵引力提高()m in m in 2/???+倍，这样也就提高了汽车的通过性。
倘若左、右车轮同时都是处于低附着系数的路面，即使是锁住差速器，但是由于这时的牵引力任然超过车轮与地面间的附着力，那么汽车同样也无法行驶正常行驶。
2.1.3 普通锥齿轮式的差速器
由于普通锥齿轮式差速器工作平稳可靠结、构简单，所以它被广泛应用于一般使用条件之下的汽车驱动桥中。如图2-2中1ω、2ω分别是左、右两半轴的角速度；0ω是差速器壳的角速度；r T 是差速器的内摩擦力矩；而0T 是差速器壳接受的转矩；最后1T 、2T 分别是左、右两半轴对差速器的反转矩。
图2-2 普通锥齿轮式差速器示意图
根据运动分析便可得知
1ω+2ω＝20ω （2-4）
这很显然，如果有一侧半轴不转动，那么另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；如果差速器壳体不转，那么左右半轴将等速反向旋转。
从而根据已知的力矩平衡便可得知
02112T T T T T -T {=+=r
（2-5） 查阅资料可知差速器性能往往是以锁紧系数k 是来表征，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
T T k r = （2-6）
结合前面的(2-2)式可得知
k ) -(10.5T T k )(10.5T T 0102{=+= (2-7) 定义半轴转矩比为12T T k b =,那么b k 与k 之间可以有
k
k k -+=11b ； b k k +-=11k b (2-8) 查阅资料得知普通锥齿轮差速器的锁紧系数k 一般为0．05～0．15，然而两半轴
转矩比b k =1．11～1．35，这就充分说明左、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是相等的，我们可以知道这样的分配比例对于在比较平整的路面上行驶的汽车来
说是比较合适的。当然了但当汽车越野行驶或在泥泞、冰雪等比较差的路面上行驶的时候，当汽车一侧驱动车轮与地面的附着系数很小的时候，尽管另一侧车轮与地面有良好的附着，它的驱动转矩也必然是随附着系数小的一侧同样地减小，从而就不能发挥潜在牵引力，从而会导致汽车停驶。
2.2 滑块凸轮式差速器
图2-3为双排径向滑块凸轮式差速器。
图2-3 双排径向滑块凸轮式差速器
1—差速器壳2—滑块3—外凸轮4—内凸轮
套是差速器的主动件与差速器壳1连接在一起，并且套上有两排径向孔，滑块2装于孔中并可作径向滑动。滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴用花键连接。当差速器传递动力时，主动套带动滑块并通过滑块带动内、外凸轮旋转，同时允许内、外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺线，为加工简单起见，可用圆弧曲线代替。滑块凸轮式差速器址一种高摩擦自锁差速器，其结构紧凑、质量小，但其结构较复杂，在零件材料、机械加工、热处耶、化学处理等方面均有较高的技术要求。
2.3 蜗轮式差速器
蜗轮式差速器它也是一种高摩擦自锁差速器。蜗杆2、4同时与行星蜗轮3与半轴蜗轮1、5啮合，从而组成一行星齿轮系统。这种差速器半轴的转矩比为
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，
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)
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)
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)
第一章绪论 汽车行驶时,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮；汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎符合、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、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右、车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这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，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，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；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。 差速器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。差速器按其结构特征不同，分为齿轮、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 本次设计选择的是对称锥齿轮式差速器中的普通锥齿轮式差速器。
第二章 普通锥齿轮差速器基本原理 普通锥齿轮差速器由于结构简单、工作平稳可靠，一直广泛用于一般使用条件下的汽车驱动桥中。图2-1为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度； ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速 度；To 为差速器壳接受的转矩；T r 为 差速器的内摩擦力矩；T 1、T 2分别为左、右两半轴对差速器的 反转矩。 图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图 根据运动分析可得 ω1+ω2＝2ω0 (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 T0 T2T1T0T1-T2{ =+= (2 - 2) 差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，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 K=r T /0T (2 - 3) 结合式(5—24)可得 k ) -0.5T0(1T1k ) 0.5T0(1T2{ =+= (2 - 4) 定义快慢转半轴的转矩比kb=T2/T1,则kb 与k 之间有
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
汽车差速器的设计 摘要：本文阐述了汽车差速器的历史、现状以及未来的发展趋势，通过对差速器的结构、作用和工作原理进行分析，最后确定研究课题使用差速器类型为对称式圆锥行星齿轮差速器。 关键词：汽车; 差速器; 对称式圆锥行星齿轮
引言 当汽车转弯时，由于外侧轮有滑脱现象，内侧轮有滑转现象，两个驱动轮就会产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，必然导致两边车轮的转速不同，从而破坏了三者的平衡关系，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮自转，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，这就是差速器的原理。这里涉及到“最小耗能原理”，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完内，豆子就会自动停留在这个碗的碗底，它自动选择静止（动能最小）而不会不断运动[1]。同样的，车轮在转弯时也会自动趋向最低耗能状态，自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。 1汽车差速器的发展历史 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。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[2]。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，它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”。 汽车行驶时，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负载、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、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这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，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，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；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等等[3]。基于以上事实，
差速器设计 在车辆行驶过程中，会碰到多种情形的车况，导致左右车轮的行走的里程不同，即左右车轮会以不同的速度行驶，即会有左右车轮的转速不同。例如： （1）汽车在进行转弯时，外侧的车轮要经过更多的路程，速度要比内侧车轮速度大； （2）当车辆上的货物装的左右不均匀时，两侧车轮也会产生速度差； （3）当两侧车轮的气压不相等时，会导致车轮外径大小不同，导致速度差； （4）当一侧车轮碰到有阻碍，另一侧没有阻碍或是两侧车轮都碰到阻碍，但阻碍的情况不同时，也会有速度差； （5）当两侧车轮的磨损状况不同时，也会导致车轮大小不同，或者是受到的摩檫力矩大小不同，产生速度差； 所以从上述列出的几种情况中可以得出这样一个结论，即使是在直线道路上行驶，左右车轮也会不可避免地出现速度差。如果此时两侧车轮是由一根驱动轴驱动，那么传给两侧车轮的转速一样，那么无论是在什么路况下行驶，必然会发生车轮的滑移或者滑转现象。在这种情况下，轮胎的损耗将比正常情况下的损耗剧烈，同时也使得发动机的功率得不到充分的发挥。另一方面也会使得车辆不能按照预订的要求行驶，可能造成危险。为了使车轮相对地面的滑磨尽量减少，因此在驱动桥中安装有差速器，并通过两侧半轴驱动车轮，使得两侧的车轮可以以不同的速度行驶，使车轮接近纯滚动。 差速器按结构可分为齿轮式、凸轮式、涡轮式和牙嵌式等多种型式。在一般用途的汽车上，差速器常选择对称锥齿轮式差速器。它的特点是，左右两个半轴齿轮大小相同，然后将转矩分配给左右两个驱动轮。因此此次设计选用对称式锥齿轮式差速器。 差速器结构： P147图 差速器壳由左右两半组成，用螺栓固定在一起整个壳体的两端以锥形滚柱轴承支承在主传动壳体的支座内，上面用螺钉固定着轴承盖。两轴承的外端装有调整圈，用以调整轴承的紧度。并能配合主动齿轮轴轴承壳与壳体之间的调整垫片，调整主动，从动锥齿轮的啮合间隙和啮合印痕。为了防止松动，在调整圈外缘齿间装有锁片，锁片用螺钉固定在轴承盖上。 十字轴的4个轴颈分别装在差速器壳的轴孔内，其中心线与差速器的分界面重合。从动齿轮固定在差速器壳体上，当从动齿轮转动时，便带动差速器壳体和十字轴一起转动。 4个行星齿轮分别活动地装在十字轴轴颈上，两个半轴齿轮分别装在十字轴的左右两侧，与4个行星齿轮常啮合，半轴齿轮的延长套内表面制有花键，与半轴内端部用花键连接，这样就把十字轴传来的动力经4个行星齿轮和2个半轴齿轮分别传给两个半轴。行星齿轮背面做成球面，以保证更好地使半轴齿轮正确啮和以及定中心。 行星齿轮和半轴齿轮在转动时，其背面和差速器壳体会造成相互磨损，为减少磨损，在它们之间要装有止推垫片，那么就可用垫片的磨损来减少差速器和半轴的磨损，当磨损到一定程度时，只需更换垫片即可，这样既延长了主要零件的使用寿命，又便于维修。另外，差速器工作时，齿轮又和各轴颈及支座之间有相对的转动，为保证它们之间的润滑，在十字轴上铣有平面，并在齿轮的齿间钻有小孔，供润滑油循环进行润滑。在差速器壳上还制有窗孔，以确保壳中的润滑油能进出差速器。 差速器工作原理 P148
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)
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是不相等的，如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短；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；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，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器。在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。 差速器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角速度转动。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 一、差速器结构形式选择 (一)齿轮式差速器 汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。他又可分为普通 锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器 和强制锁止式差速器等 1．普通锥齿轮式差速器 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 应用于一般使用条件的汽车驱动 桥中。图5—19为其示意图，图中 ω0为差速器壳的角速度；ω1、ω 2分别为左、右两半轴的角速度； To为差速器壳接受的转矩；T r为差速器的内摩擦力矩；T1、T2分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。 根据运动分析可得 ω1+ω2＝2ω0 (5—23) 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
附录 附录A Drive axle/differential All vehicles have some type of drive axle/differential assembly incorporated into the driveline. Whether it is front, rear or four wheel drive, differentials are necessary for the smooth application of engine power to the road. Powerflow The drive axle must transmit power through a 90° angle. The flow of power in conventional front engine/rear wheel drive vehicles moves from the engine to the drive axle in approximately a straight line. However, at the drive axle, the power must be turned at right angles (from the line of the driveshaft) and directed to the drive wheels. This is accomplished by a pinion drive gear, which turns a circular ring gear. The ring gear is attached to a differential housing, containing a set of smaller gears that are splined to the inner end of each axle shaft. As the housing is rotated, the internal differential gears turn the axle shafts, which are also attached to the drive wheels.
学号成绩 汽车专业综合实践说明书 设计名称：汽车差速器设计 设计时间 2012年 6月 系别机电工程系 专业汽车服务工程 班级 姓名 指导教师 2012 年 06 月 18日
目 录 任务设计书 已知条件：（1）假设地面的附着系数足够大； （2）发动机到主传动主动齿轮的传动效率96.0=w η； （3）车速度允许误差为±3%； （4）工作情况：每天工作16小时，连续运转，载荷较平稳； （5）工作环境：湿度和粉尘含量设为正常状态，环境最高温度为30 度； （6）要求齿轮使用寿命为17年（每年按300天计，每天平均10小时）； （7）生产批量：中等。 （8）半轴齿轮、行星齿轮齿数，可参考同类车型选定，也可自己设计。 （9）主传动比、转矩比参数选择不得雷同。 差速器的功用类型及组成 差速器——能使同一驱动桥的左右车轮或两驱动桥之间以不同角速度旋转，并传递转矩的机构。起轮间差速作用的称为轮间差速器，起桥间作用的称桥间（轴间）差速器。轮间差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动。 1.齿轮式差速器 齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。 按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等转矩式）。目前汽车上广泛采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、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。其结构见下图：
2.滑块凸轮式差速器 图二—2为双排径向滑块凸轮式差速器。 差速器的主动件是与差速器壳1连接在一起的套，套上有两排径向孔，滑块2装于孔中并可作径向滑动。滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴用花键连接。当差速器传递动力时，主动套带动滑块并通过滑块带动内、外凸轮旋转，同时允许内、外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺线，为加工简单起见，可用圆弧曲线代替。
机械毕业设计（论文）-汽车差速器设计与分析【全套图纸】
摘要 摘要 在去年金融危机的影响下，汽车产业结构的重组给汽车的发展带来了新的机遇，与汽车相关的各行各业更加注重汽车的质量。差速器作为汽车必不可少的组成部分之一也在汽车市场上产生了激烈的竞争。此次就是针对汽车差速器这一零件进行设计的。本次设计主要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。再设计出合理适用的差速器的同时也对差速器相关的行业有了一定得认识。通过绘制差速器的组件图也让我在学习方面得到了提高。 关键词：差速器、齿轮结构、设计计算 全套图纸，加153893706
Abstract Abstract In the last year under the impact of financial crisis, automotive industrial restructuring brought about by the development of motor vehicles to new opportunities, and automotive related businesses pay more attention to the quality of cars.Differential as an integral part of car, one of the automotive market also resulted in fierce competition.The differential is the spare parts for motor vehicles designed.The design of the main drivers on the installation of the bridge in between the two axle differential design, mainly related to the differential struct -ure of non-standard parts such as gear parts and standards for design and calculation, but also introduced the development of differential status and the type of differential. For differential selection and the principle of the program have also made a brief note. Reference in the desi -gn of a large amount of literature on the role of differential structure and have a more thoro -ugh understanding. Re-engineering the application of a reasonable differential at the same time also has been related industries must be aware of. Differential through the mapping component map also let me in the field of learning has been improved. Keywords:differential, gear structure,design
托森差速器的设计说明书（可编辑）本科毕业设计(论文)通过答辩 目录 一 . 托森差速器的简介 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 二 . 托森差速器的工作原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 三 . 蜗轮、蜗杆设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 四 . 蜗杆前、后轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 五 . 空心轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 0 六 . 直齿圆柱齿轮设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1 七 . 蜗轮轴设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4 八 . 差速器外壳的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 6 九 . 参考车型相关数据 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7 十 . 设计心得 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 7
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
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 (4) 1.4毕业设计初始数据的来源与依据 (5) 1.5本章小结 (6) 2. 差速器的设计方案 (7) 2.1差速器的方案选择及结构分析 (7) 2.2差速器的工作原理 (8) 2.3本章小结 (11) 3. 差速器非标准零件的设计 (12) 3.1 对称式行星齿轮的设计计算 (12) 3.1.1对称式差速器齿轮参数的确定 (12) 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表 (17) 3.1.3差速器齿轮的强度计算 (19) 3.1.4差速器齿轮材料的选择 (20) 3.1.5差速器齿轮的设计方案 (21) 3.2差速器行星齿轮轴的设计计算 (21) 3.2.1行星齿轮轴的分类及选用 (21)
322行星齿轮轴的尺寸设计 (22) 323行星齿轮轴材料的选择 (22) 3.3差速器垫圈的设计计算 (22) 3.3.1半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (23) 3.3.2行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (23) 3.4本章小结 (24) 4. 差速器标准零件的选用 (25) 4.1螺栓的选用和螺栓的材料 (25) 4.2螺母的选用和螺母的材料 (25) 4.3差速器轴承的选用 (26) 4.4十字轴键的选用 (26) 4.5本章小结 (26) 5. 差速器总成的装配和调整 (27) 5.1差速器总成的装配 (27) 5.2差速器零部件的调整 (27) 5.3本章小结 (27) 附图 (29) 参考文献 (30) 致谢 (32)
1 绪论 1.1 课题国内外研究背景 汽车行业发展初期，汽车差速器作为汽车必不可少的部件之一被汽车专家誉为“小零件大功用”。当汽车转弯行驶时，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。差速器的功用就是把主减速器传过来的动力再传给左、右两个半轴，并且在转弯过程中允许左、右两个半轴以不同转速来旋转。在本世纪六七十年代，当世界经济进入一个高速增长期，但是2008年爆发的全球金融危机又让汽车产业在危机过程中有了发展的机遇。 当前我们国家的重型汽车的差速器产品技术基本上都是来自美国、德国、日本等几个传统的工业强国，目前我国现有技术几乎是在引进国外技术的基础上发展起来的，并且已经具备了一定的规模。然而目前我国的差速器没有自己的核心技术产品，创新能力仍然很弱，影响了整个汽车行业的发展。在差速器的发展上还有很长的路要走。 1.1.1 差速器目前发展态势 当前汽车基本上是在朝着经济性和动力性的方向发展，但是怎样能够使尽可能提高自己产品燃油经济性以及动力性是每个汽车厂家一直在攻克的课题。具体说来，汽车身上的每个零件都在不停地变化。差速器也是一样的。国外有些差速器生产企业的研究水平已经很高。伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商之一，在牵引力控制、安全排放控制、发动机以及变速箱等领域居全球领先地位。当前国内差速器起步算是较晚，所以目前发展最主要是靠引进国外产品来满足自身的需求。 当然了，我们还是要努力抓住市场机遇，在保证现有差速器生产和改进的基础上，还是要充分认识到发展与改革的关系，特别是要认识到创新对发展的巨大推动作用。我们要紧随世界潮流，才能让我们的产品向高技术含量，智能化等方向发展，才能开发出适合我国自身国情，具有自主知识产权的新型的差速器。 当前国内外主要差速器典型结构类型