普通锥齿轮式汽车差速器的设计_车辆工程_带CAD图纸
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差速器的参数化设计【毕业作品】
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。
圆锥圆柱齿轮减速器CAD装配图和零件图
湖南工业大学科技学院课程设计资料课程名称： 机 械 设 计设计题目： 二级锥形圆柱齿轮减速器 专 业： 机 械 设 计 班级： 1101 学生姓名: 李炎奎 学 号:指导教师: 邱 显 焱材 料 目 录课程设计说明书序号 名称 数量 1 课程设计任务书 1 2 课程设计报告书 1 3 课程设计其它资料 14 CAD 图纸5课程名称：机械设计设计题目：二级锥形圆柱齿轮减速器专业：机械设计班级： 1101 学生姓名: 李炎奎学号:指导教师:邱显焱湖南工业大学科技学院教务部制年月日目录第1章选择电动机和计算运动参数 (4)1.1 电动机的选择 (4)1.2 计算传动比： (5)1.3 计算各轴的转速： (5)1.4 计算各轴的输入功率： (5)1.5 各轴的输入转矩 (6)第2章齿轮设计 (6)2.1 高速锥齿轮传动的设计 (6)2.2 低速级斜齿轮传动的设计 (12)第3章设计轴的尺寸并校核。
(16)3.1 轴材料选择和最小直径估算 (16)3.2 轴的结构设计 (17)3.3 轴的校核 (19)3.3.1 高速轴 (19)3.3.2 中间轴 (20)3.3.3 低速轴 (22)第4章滚动轴承的选择及计算 (24)4.1.1 输入轴滚动轴承计算 (24)4.1.2 中间轴滚动轴承计算 (25)4.1.3 输出轴滚动轴承计算 (25)第5章键联接的选择及校核计算 (26)5.1 输入轴键计算 (26)5.2 中间轴键计算 (26)5.3 输出轴键计算 (27)第6章联轴器的选择及校核 (27)6.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。
(27)6.2 联轴器的校核 (27)第7章润滑与密封 (28)第8章设计主要尺寸及数据 (28)第9章设计小结 (29)第10章参考文献： (29)机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 设计内容：（1）设计说明书（一份） （2）减速器装配图（1张） （3）减速器零件图（不低于3张系统简图：原始数据：运输带拉力 F=2900N ，滚筒转速60r/min ，滚筒直径 D=340mm,使用年限10年 工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。
普通锥齿轮式汽车差速器的设计 车辆工程 带CAD图纸
设计题目：差速器设计及驱动半轴设计目录1 基本数据 (3)2 普通圆锥齿轮差速器设计 (3)2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (3)2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (4)2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (4)2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (4)2.3.2 差速器齿轮的几何计算 (7)2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (9)2.3.4差速器齿轮的材料 (10)3 驱动半轴的设计 (10)3.1 结构形式分析 (10)3.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (10)3.3 半轴花键的强度计算 (12)3.4 半轴其他主要参数的选择 (12)3.5 半轴的结构设计及材料与热处理 (13)4.参考文献 (13)差速器设计及驱动半轴设计1.所设计车辆基本参数参数名称数值单位车辆前后轴距2620 mm前轮距1455 mm后轮距1430 mm总质量2100 Kg最大功率76.0 Kw最大扭矩158 Nm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。
例如，在转弯时内外两侧车轮行程显然不同，即外侧的车轮滚过的路程大于内侧车轮；汽车在不平的路面上行驶，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影响，也会引起左右车轮因滚动半径的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，则行驶时不可避免的会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。
这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致操纵性能恶化。
为防止这类现象发生，汽车在左右驱动轮间装有轮间差速器，从而保证驱动桥两侧车轮在行程不等的情况下具有不同角速度，满足了汽车行驶时的运动要求。
差速器用来在两轴之间分配转矩，保证两输出轴有可能以不同角速度转动。
差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。
2.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图2-1 差速器差速原理如图2-1所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。
车差速器的虚拟设计及齿轮的工艺过程设计含全套CAD图纸和说明书
目录1 前言 (1)1.1差速器的概述 (1)1.2差速器的种类及工作原理 (2)1.2.1普通圆锥齿轮差速器及工作原理 (2)1.2.2抗滑差速器及工作原理 (5)1.3 本课题研究的内容 (6)2 奔驰S600Pullman差速器选型 (7)2.1引言 (7)2.2三种差速器的性能比较 (7)2.2.1牵引特性 (8)2.2.2动力特性 (8)2.2.3受力状况 (8)2.2.4驱动轮的磨损 (8)2.2.5通过性能 (9)2.2.6工艺性能 (9)2.3 奔驰S600Pullman差速器的选型 (9)2.4对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (9)2.5对称式圆锥行星齿轮差速器的工作原理 (10)3 差速器的基本参数的选择和设计计算 (12)3.1行星齿轮差速器的确定 (12)3.1.1行星齿轮数目的选择 (12)3.1.2行星齿轮球面半径R的确定 (12)B3.1.3预选其节锥距 (12)3.1.4行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 (12)3.1.5行星齿轮节锥角γ (12)3.1.6模数m及节圆直径d的计算 (13)3.1.7压力角α (13)3.1.8行星齿轮安装孔直径 及其深度L的确定 (13)3.2差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算 (13)3.3差速器直齿锥齿轮的强度计算 (15)3.4差速器齿轮的材料 (16)3.5行星齿轮跟半轴齿轮的图形 (16)3.6从动轮与差速器壳联接螺栓计算 (16)3.7十字轴的强度校核 (17)4 差速器的三维设计 (19)4.1汽车差速器主要零部件的造型设计 (19)4.1.1行星齿轮建模 (19)4.1.2 机架的建模 (21)4.2锥齿轮差速器的装配 (23)4.3差速器的运动仿真 (24)4.4爆炸图的生成以及动画仿真 (24)5 锥齿轮的加工过程设计原则 (27)5.1工艺的定义 (27)5.2锥齿加工方法 (28)5.3锥齿轮的工艺分析 (28)5.4确定毛坯及加工余量 (28)5.5齿段加工 (29)参考文献 (30)致谢 (31)差速器的虚拟设计及锥齿轮的工艺加工过程000（陕西理工学院机械工程学院机械设计制造及其自动化000班，陕西，汉中 723000）指导老师：000[摘要]：在机械的设计与制造中，差速器是一个重要的组成部分，它的作用就是在向两边半轴传递动力时，允许两边半轴以不同的转速旋转，使两边驱动轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶。
差速器半轴设计
第4章差速器设计4.1 概述根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路的特征，为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。
4.2 差速器的作用差速器作用：分配两输出轴转矩，保证两输出轴有可能以不同角速度转动。
本次设计选用的普通锥齿轮式差速器结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。
4.3 对称式圆锥行星齿轮差速器设计中采用的普通对称式圆锥行星齿轮差速器（如图 4.1）由差速器左壳为整体式，图4.1 中央为普通对称式圆锥行星齿轮差速器2个半轴齿轮，4个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮以及行星齿轮垫片等组成。
由于其结构简单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等优点，所以本设计采用该结构。
由于差速器壳是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。
差速器的轮廓尺寸也受到从动齿及主动齿轮导向轴承支座的限制。
普通圆锥齿轮差速器的工作原理图，如图4.2所示。
图4.2 普通圆锥齿轮差速器的工作原理图4.3.1 差速器齿轮的基本参数选择（1）行星齿轮数目的选择 重型货车多用4个行星齿轮。
（2）行星齿轮球面半径B R （mm ）的确定 圆锥行星齿轮差速器的尺寸通常决定于行星齿轮背面的球面半径B R ，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，在一定程度上表征了差速器的强度。
球面半径可根据经验公式来确定：3j B B T K R =73.628～87.36（mm ） （4.1）圆整取B R =75mm式中：B K ——行星齿轮球面半径系数，2.52～2.99，对于有4个行星轮的公路载货汽车取小值，取2.99；B R 确定后，即根据下式预选其节锥距：0A =（0.98～0.99）B R =73.5～74.25mm 取74mm （4.2）（3）行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 为了得到较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少，但一般不应少于10。
汽车差速器圆锥齿轮的造型
汽车差速器圆锥齿轮的造型郭建华;曾虎;黄跃【摘要】一、圆锥齿轮的成形原理rn图1直齿圆锥齿轮成形原理图2行星齿轮的球面半径图3节锥角rn直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成如图l，圆平面S（发生面）与基网锥相切于OP，圆平面的圆心与锥顶0重合，圆平面的半径R与基圆锥的锥距R相等。
当圆平面s绕基圆锥作纯滚动时，该平面上的任意一点B将在空间展出一条渐开线AB，因渐开线AB上任意一点到锥顶的距离均为R，故该渐开线必在以0为球心、锥距R为半径的球面上，称为球面渐开线。
由于球面渐开线的参数方程比较复杂，在实际生产过程中，通常都采用近似方法制造圆锥齿轮，下面介绍圆锥齿轮的一种造型方法与步骤。
【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】2页(P47-48)【关键词】圆锥齿轮;造型方法;差速器;球面渐开线;球面半径;汽车;成形原理;行星齿轮【作者】郭建华;曾虎;黄跃【作者单位】江西省机械高级技工学校;江西机电职业技术学院;江西机电职业技术学院【正文语种】中文【中图分类】O174.52一、圆锥齿轮的成形原理图1 直齿圆锥齿轮成形原理图2 行星齿轮的球面半径图3节锥角直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成如图1，圆平面S（发生面）与基圆锥相切于OP，圆平面的圆心与锥顶O重合，圆平面的半径R与基圆锥的锥距R相等。
当圆平面S绕基圆锥作纯滚动时，该平面上的任意一点B将在空间展出一条渐开线AB，因渐开线AB上任意一点到锥顶的距离均为R，故该渐开线必在以O为球心、锥距R 为半径的球面上，称为球面渐开线。
由于球面渐开线的参数方程比较复杂，在实际生产过程中，通常都采用近似方法制造圆锥齿轮，下面介绍圆锥齿轮的一种造型方法与步骤。
二、差速器齿轮主要参数过去汽车差速器都采用压力角为20、齿高系数为1的格里森制齿形，目前大都采用压力角为22.5、齿高系数为0.8的等顶隙收缩齿，本文行星齿轮Z7、半轴齿轮Z8的具体参数如表1，结构如图2、图3。
普通锥齿轮差速器设计
普通锥齿轮差速器设计一、工作原理：普通锥齿轮差速器由两对锥齿轮组成，分别为主锥齿轮和从锥齿轮。
主锥齿轮固定在输入轴上，从锥齿轮固定在输出轴上。
主锥齿轮和从锥齿轮的齿轮比为1:1、当输入轴旋转时，主锥齿轮驱动从锥齿轮旋转。
由于主锥齿轮和从锥齿轮齿轮比相同，所以两根轴的转速相同。
当主锥齿轮和从锥齿轮处于同心位置时，两根轴转速相等。
当主锥齿轮和从锥齿轮相对转动时，由于锥齿轮的特殊结构，两根轴的转速差异会导致主从锥齿轮之间发生齿合行程的变化。
当主锥齿轮相对静止时，从锥齿轮的齿轮轴承只会受到静摩擦力的作用，此时差速器无功转矩输出。
当主锥齿轮发生旋转时，主从锥齿轮之间的齿合行程会发生变化，从锥齿轮的齿轮轴承将受到动摩擦力的作用。
通过调节齿轮轴承的摩擦力大小，可以实现两根轴的差速传动。
二、设计考虑因素：1.工作负载：差速器的工作负载将决定锥齿轮的大小和材料选择。
大负载通常需要较大尺寸和更坚固的材质。
2.工作环境：差速器在各种工作环境中工作，这包括高温、低温、潮湿和腐蚀等条件。
要选择适合的润滑材料和密封方案，以确保差速器的长期可靠性。
3.传动效率：设计时需要考虑减小传动损失，提高传动效率。
通过选择合适的材料、优化齿形、减小间隙等方式进行优化。
4.运行平稳性：设计时需要考虑减小噪声和振动，提高运行的平稳性。
通过减小齿轮加工误差、增加润滑剂的质量等方式进行优化。
5.可靠性：差速器设计需要考虑长期使用的可靠性，防止故障和损坏。
通过合理的结构设计、优质的材料选择、严格的工艺和质量控制等方式提高可靠性。
三、锥齿轮差速器设计步骤：1.选择合适的齿轮材料，通常为优质的合金钢材料，根据负载和工作环境选择齿轮材料。
2.根据负载和转矩计算齿轮尺寸，包括模数、齿数等参数。
使用专业软件进行设计计算。
3.优化齿形，通过选择合适的齿形和加工工艺，减小齿轮啮合时的噪声和振动。
4.设计合适的润滑系统，保证齿轮和轴承的润滑，减小摩擦和磨损。
5.进行传动效率分析，通过模拟计算和实验验证，优化传动效率。
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。
圆锥圆柱齿轮减速器(CAD装配图和零件图)
湖南工业大学科技学院课程设计资料课程名称： 机 械 设 计设计题目： 二级锥形圆柱齿轮减速器专 业： 机 械 设 计 班级： 1101 学生姓名: 李炎奎 学 号: 1112110110 指导教师: 邱 显 焱材 料 目 录序号 名称 数量 1 课程设计任务书 1 2 课程设计报告书 1 3 课程设计其它资料 1 4 CAD 图纸 5课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：二级锥形圆柱齿轮减速器专业：机械设计班级： 1101 学生姓名: 李炎奎学号: 1112110110指导教师:邱显焱湖南工业大学科技学院教务部制年月日目录第1章选择电动机和计算运动参数 (7)1.1 电动机的选择 (7)1.2 计算传动比： (8)1.3 计算各轴的转速： (8)1.4 计算各轴的输入功率： (8)1.5 各轴的输入转矩 (9)第2章齿轮设计 (9)2.1 高速锥齿轮传动的设计 (9)2.2 低速级斜齿轮传动的设计 (16)第3章设计轴的尺寸并校核。
(23)3.1 轴材料选择和最小直径估算 (23)3.2 轴的结构设计 (24)3.3 轴的校核 (28)3.3.1 高速轴 (28)3.3.2 中间轴 (31)3.3.3 低速轴 (33)第4章滚动轴承的选择及计算 (37)4.1.1 输入轴滚动轴承计算 (37)4.1.2 中间轴滚动轴承计算 (38)4.1.3 输出轴滚动轴承计算 (40)第5章键联接的选择及校核计算 (42)5.1 输入轴键计算 (42)5.2 中间轴键计算 (42)5.3 输出轴键计算 (42)第6章联轴器的选择及校核 (43)6.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。
(43)6.2 联轴器的校核 (43)第7章润滑与密封 (43)第8章设计主要尺寸及数据 (44)第9章设计小结 (45)第10章参考文献： (45)机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器设计内容：（1）设计说明书（一份）（2）减速器装配图（1张）（3）减速器零件图（不低于3张系统简图：滚筒输送带联轴器减速器电动机联轴器原始数据：运输带拉力 F=2900N，滚筒转速60r/min，滚筒直径 D=340mm,使用年限10年工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。
圆锥圆柱齿轮减速器CAD装配图和零件图
湖南工业大学科技学院课程设计资料课程名称：机械设计设计题目：二级锥形圆柱齿轮减速器专业：机械设计班级： 1101 学生姓名: 李炎奎学号: 1112110110 指导教师:邱显焱材料目录序号名称数量1 课程设计任务书 12 课程设计报告书 13 课程设计其它资料 14 CAD图纸5课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：二级锥形圆柱齿轮减速器专业：机械设计班级： 1101 学生姓名: 李炎奎学号: 1112110110指导教师:邱显焱湖南工业大学科技学院教务部制年月日目录第1章选择电动机和计算运动参数 (7)1.1 电动机的选择 (7)1.2 计算传动比： (8)1.3 计算各轴的转速： (8)1.4 计算各轴的输入功率： (8)1.5 各轴的输入转矩 (9)第2章齿轮设计 (9)2.1 高速锥齿轮传动的设计 (9)2.2 低速级斜齿轮传动的设计 (17)第3章设计轴的尺寸并校核。
(23)3.1 轴材料选择和最小直径估算 (23)3.2 轴的结构设计 (24)3.3 轴的校核 (29)3.3.1 高速轴 (29)3.3.2 中间轴 (31)3.3.3 低速轴 (33)第4章滚动轴承的选择及计算 (37)4.1.1 输入轴滚动轴承计算 (37)4.1.2 中间轴滚动轴承计算 (39)4.1.3 输出轴滚动轴承计算 (40)第5章键联接的选择及校核计算 (42)5.1 输入轴键计算 (42)5.2 中间轴键计算 (42)5.3 输出轴键计算 (42)第6章联轴器的选择及校核 (43)6.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。
(43)6.2 联轴器的校核 (43)第7章润滑与密封 (43)第8章设计主要尺寸及数据 (44)第9章设计小结 (45)第10章参考文献： (46)机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器设计内容：（1）设计说明书（一份）（2）减速器装配图（1张）（3）减速器零件图（不低于3张系统简图：滚筒输送带联轴器减速器电动机联轴器原始数据：运输带拉力F=2900N，滚筒转速60r/min，滚筒直径D=340mm,使用年限10年工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。
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设计题目：差速器设计及驱动半轴设计目录1 基本数据 (3)2 普通圆锥齿轮差速器设计 (3)2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (3)2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (4)2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (4)2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (4)2.3.2 差速器齿轮的几何计算 (7)2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (9)2.3.4差速器齿轮的材料 (10)3 驱动半轴的设计 (10)3.1 结构形式分析 (10)3.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (10)3.3 半轴花键的强度计算 (12)3.4 半轴其他主要参数的选择 (12)3.5 半轴的结构设计及材料与热处理 (13)4.参考文献 (13)差速器设计及驱动半轴设计1.所设计车辆基本参数参数名称数值单位车辆前后轴距2620 mm前轮距1455 mm后轮距1430 mm总质量2100 Kg最大功率76.0 Kw最大扭矩158 Nm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所滚过的路程往往不等。
例如，在转弯时外两侧车轮行程显然不同，即外侧的车轮滚过的路程大于侧车轮；汽车在不平的路面上行驶，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影响，也会引起左右车轮因滚动半径的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，则行驶时不可避免的会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。
这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致操纵性能恶化。
为防止这类现象发生，汽车在左右驱动轮间装有轮间差速器，从而保证驱动桥两侧车轮在行程不等的情况下具有不同角速度，满足了汽车行驶时的运动要求。
差速器用来在两轴之间分配转矩，保证两输出轴有可能以不同角速度转动。
差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。
2.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图2-1 差速器差速原理如图2-1所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。
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固连在ω；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度一起，固为主动件，设其角速度为0为1ω和2ω。
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（图2-1），其值为0ωr 。
于是1ω=2ω=0ω，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（图），啮合点A 的圆周速度为1ωr =0ωr +4ωr ，啮合点B 的圆周速度为2ωr =0ωr -4ωr 。
于是1ωr +2ωr =（0ωr +4ωr ）+(0ωr -4ωr ) 即1ω+ 2ω=20ω （2-1） 若角速度以每分钟转数n 表示，则212n n n =+ （2-2）式（2-2）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。
有式(2-2）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），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动。
2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。
由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。
2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。
差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。
2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (1).行星齿轮数目的选择载货汽车采用2个行星齿轮。
(2).行星齿轮球面半径B R 的确定圆锥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B R ，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。
球面半径B R 可按如下的经验公式确定：3T K R B B =mm (2-3)式中：B K ——行星齿轮球面半径系数，可取2.52～2.99，对于有2个行星齿轮的载货汽车取小值；T ——计算转矩，取ce T 和cs T 的较小值，N ·m. 计算转矩的计算r p 0amax ghr n i =0.377v i （2-4）式中r r——车轮的滚动半径，r r 0.398m =gh i ——变速器量高档传动比。
1gh i =根据所选定的主减速比0i 值，就可基本上确定主减速器的减速型式（单级、双级等以及是否需要轮边减速器），并使之与汽车总布置所要求的离地间隙相适应。
把5200/min p n r =, amax v 140km/h = , r r 0.398m =, 1gh i =代入（2-4）计算出0 5.91i =从动锥齿轮计算转矩ce T ni i i k Tk T f e dce η1max=（2-5）式中：ce T —计算转矩，Nm ；max e T —发动机最大转矩；max 158e T N m =⋅n —计算驱动桥数，1；f i —变速器传动比， 3.704f i =；0i —主减速器传动比，0i =5.91；η—变速器传动效率，η=0.96； k —液力变矩器变矩系数，K=1；d k —由于猛接离合器而产生的动载系数，d k =1；1i —变速器最低挡传动比，1i =1；代入式（2-5），有： ce T =3320.4 Nm 主动锥齿轮计算转矩T=896.4Nm根据上式B R =2.734..3320=40mm 所以预选其节锥距0A =40mm(3).行星齿轮与半轴齿轮的选择为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。
但一般不少于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1z /2z 在1.5～2.0的围。
差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数L z 2，R z 2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，即应满足的安装条件为：I n z z RL =+22 (2-6)式中：L z 2，R z 2——左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说L z 2=R z 2n ——行星齿轮数目； I ——任意整数。
在此112Z =，220Z = 满足以上要求。
(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齿轮与半轴齿轮的节锥角1γ，2γ 011210arctanarctan 30.9618Z Z γ=== 190o γ= 259.03o γ= 再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数m 001212222*40.27sin sin sin 30.96 3.3512o A A m Z Z γγ==== 查阅文献取m=4mm得114*1248d mz mm===224*2080d mz mm===(5).压力角α目前，汽车差速器的齿轮大都采用22.5°的压力角，齿高系数为0.8。
最小齿数可减少到10，并且在小齿轮（行星齿轮）齿顶不变尖的条件下，还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。
由于这种齿形的最小齿数比压力角为20°的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。
在此选22.5°的压力角。
(6). 行星齿轮安装孔的直径φ及其深度L行星齿轮的安装孔的直径φ与行星齿轮轴的名义尺寸相同，而行星齿轮的安装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度，通常取：φ1.1=L[]nl T L c ⨯⨯==σφφ302101.1 所以 []nl T c σφ1.11030⨯= 式中：0T ——差速器传递的转矩，N ·m ；在此取3320.4N ·m n ——行星齿轮的数目；在此为4l ——行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，mm ， l ≈0.5d '2，2d 为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而2d ≈0.82d ；[]c σ——支承面的许用挤压应力，在此取69 MPa 根据上式 2d =0.8*80=64mm l =0.5×64=32mm18.4mm φ== 1.1*18.420L mm ==2.3.2 差速器齿轮的几何计算2.3.3 差速器齿轮的强度计算差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受的载荷较大，它不像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。
轮齿弯曲强度w σ为322210s mw v nTk k k mb d J σ=⨯ MPa (3-6)式中：T ——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，其计算式n T T 6.00⨯=在此T 为498.06N ·m ；n ——差速器的行星齿轮数； 2z ——半轴齿轮齿数；s K ——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 ＝0.629m K ——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 ——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 ——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由图可查得J =0.225弯曲计算用综合系数根据上式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。
此节容图表参考了著作文献[1]中差速器设计一节。
2.3.4差速器齿轮的材料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。