差速器設計說明書

1、精品文檔對稱錐齒輪式差速器設計1差速器作用汽車在行駛過程中，左、右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，如轉彎內(nèi)側車輪行程比外側車輪短；左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負荷不均勻而引起車輪滾動半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行駛阻力不等等。這樣，如果驅動橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉彎行駛或直線行駛，均會引起車輪在路面上的滑移或滑轉，一方面會加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會使轉向沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅動橋的左、右車輪間都裝有輪間差速器。在多橋驅動的汽車上還常裝有軸間差速器，以提高通過性，同時避免在驅動橋間產(chǎn)生功率循環(huán)及由此引起的附加載

2、荷、傳動系零件損壞、輪胎磨損和燃料消耗等。差速器用來在兩輸出軸間分配轉矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉動。汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結構簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應用廣泛。它又可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器等。2差速器原理結構由于普通錐齒輪式差速器結構簡單、工作平穩(wěn)可靠，所以廣泛應用于一般使用條件的汽車驅動橋中。圖5-19為其示意圖，圖中w0為差速器殼的角速度；Wi、W2分別為左、右兩半軸的角速度；T0為差速器殼接受的轉矩；Tr為差速器的內(nèi)摩擦力矩；T1、T2分別為左、右兩半軸對差速器的反轉矩。根據(jù)運動分析可得Wi+W2=2wo(2-1)圖1

3、:普通錐齒輪式差速器示意圖顯然，當一側半軸不轉時，另一側半軸將以兩倍的差速器殼體角速度旋轉；當差速器殼體不轉時，左右半軸將等速反向旋轉。根據(jù)力矩平衡可得;T1T2=T0'T2=Tr(2-2)差速器性能常以鎖緊系數(shù)k來表征，定義為差速器的內(nèi)摩擦力矩與差速器殼接受的轉矩之比，由下式確定1歡立下載精品文檔結合（2-2）可得:定義半軸轉矩比則kb與k之間有(2-3)1=0.5To(1-k)T2:0.5To(1k)(2-4)k=kb1（2-5）普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)忌一般為.O.05O.15,兩半軸轉矩比足b為1.111.35,這說明左、右半軸的轉矩差別不大，故可以認為分配給兩半軸的轉矩大致

4、相等，這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是合適的。3對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計3.1 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結構普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。圖2普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器1,12-軸承；2-螺母；3,14-鎖止墊片；4-差速器左殼；5,13-螺栓；6-半軸齒輪墊片;7-半軸齒輪；8-行星齒輪軸；9-行星齒輪；10-行星齒輪墊片；11-差速器右殼3.2 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算由于在差速器殼上裝著主減速器從動齒輪，所以在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應考慮差速器的安裝。差速器的

5、輪廓尺寸也受到主減速器從動齒輪軸承支撐座及主動齒輪導向軸承座的限制。3.2.1 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇1 .行星齒輪數(shù)目的選擇2歡立下載精品文檔本差速器采用4個行星齒輪2 .行星齒輪球面半徑Rb的確定圓錐行星齒輪差速器的結構尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑Rb,它就是行星齒輪的安裝尺寸，實際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強度。球面半徑Rb可按如下的經(jīng)驗公式確定：rb=Kb3、Tmm式中：Kb行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.53.0,對于有2個行星齒輪的汽車取小值；T計算*$矩，取Tce和Tcs的較小值，N-m.從動錐齒輪計算轉矩TceTemaxk&#

6、176;ItlTce二n式中：Tce計算*$矩，NmTemak發(fā)動機最大轉矩；Temax=372Nmn一計算驅動橋數(shù)，1；I。一由發(fā)動機到所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低擋傳動比，1tl=6.29“一變速器傳動效率，=0.9;k。一由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù)，k0=1；代入上式，有：Tce=2102.56N.m根據(jù)上式Rb=2.55V2102.56=32.67mm,取整為34mmA。=0.98Rb=34mm.3 .行星齒輪與半軸齒輪的選擇為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強度，應使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用1425,大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的

7、齒數(shù)比z1/z2在1.52.0的范圍內(nèi)。差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時，應考慮它們之間的裝配關系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左3歡立下載精品文檔右兩半軸齒輪的齒數(shù)Z2L,Z2R之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應滿足的安裝條件為：Z2L'Z2R=IUn式中：z2L,z2R左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說，Z2L=Z2Rn行星齒輪數(shù)目；I任意整數(shù)。在此Z1=12,z2=20滿足以上要求。4 .差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定首先初步求出行

8、星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角工，%力=arctanW-=arctan12-=30.96z220=900-丫2=59.04°再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m2A0.2A0.234.m=sin1=sin2=sin59.04=2.92,ziZ220根據(jù)標準值取為3mm彳#d1=mN=312=36mmd2=mz2=3*20=60mm5 .壓力角a目前，汽車差速器的齒輪大都采用22.5。的壓力角，齒高系數(shù)為0.8。最小齒數(shù)可減少到10,并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20。的

9、少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強度。在此選22.5°的壓力角。6 .行星齒輪安裝孔的直徑4及其深度L4歡立下載精品文檔行星齒輪的安裝孔的直徑6與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。篖=1.1L=1.12T。103LcJnl,T0103一1.1匕51式中：T。差速器傳遞的轉矩，N-m；由上可知為13271.7Nmn行星齒輪的數(shù)目；在此為4l行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x，mml=0.5d2,d2為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，而d2=0.8d2；以1支承面的許用擠壓應力，在此取69MPa根據(jù)上式l=24mm2101.541031.

10、169424=17mmL=1.1父17=19mm7 .2差速器齒輪的幾何計算汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表序號項目計算公式計算結果1行星齒輪齒數(shù)Z1>10,應盡量取最小值Z1=122半軸齒輪齒數(shù)Z2=1425,且需滿足式（1-4）Z2=203模數(shù)mm=3mm4兇回竟F=(0.250.30)A0；b<10m10.2mm5工作齒高hg=1.6mhg=4.8mm6全齒高h=1.788m+0.0515.4157壓力角0(22.55歡立下載序號891011121314151617181920節(jié)圓直徑d1=mz1；d2=mz2力=36d2=60節(jié)錐角節(jié)錐距Z1；1=arctan,/2=

11、90-1z2A0d12sin1d22sin2¥1=37.13°,h=62.830A=34mm周節(jié)t=3.1416mt=9.42mmha1=hg-ha2;齒頂高-1037ha2二0.43+2的一lz1Lmha1=3.11mmha2=1.69mmhf1=1.788m-ha1;hf2=1.788m-齒根高ha2hf1=2.254mm;hf2=3.674mm徑向間隙c=h-hg=0.188m+0.051c=0.615mm齒根角hf1hf2oo01=arctan;62=arctan01=43.79;02=6.17A0A0面錐角為1=+62；?o2=?2+&-4i=37.13;

12、/o2=62.83根錐角R1=71-$1；狷2=72-a2羽=27.17°R2=41.452.87d01=41.33mmdo1=d+2hacos'1;外圓直徑d02=d22ha2cos2d2=61.74mm節(jié)圓頂點？01="d-h1sin；'i,01=28.4mm2d1，至齒輪外02h2sin202=16.55mm26歡立下載精品文檔項目計算公式計算結果軸交角、=90°精品文檔緣距離序號項目計算公式計算結果21理論弧齒厚S=t-s2t九，、，s2=h2Jtana-g2si=5.16mms2=4.26mm22齒側間隙B=0.2450.330mmB=0

13、.12mm23弦齒厚GS3B/7公廠2S/1=5.08mmSZ2=4.20mm24弦齒高'si2cos工皿=，+”4dih%=3.1327mmh/2=1.73mm2.3差速器齒輪的強度計算差速器齒輪的尺寸受結構限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當汽車轉彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側車輪打滑而滑轉時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。因此對于差速器齒輪主要應進行彎曲強度校核。輪齒彎曲強度Ow為2000TkokskmkvFZ2m1MPa(3-6)式中：T差速器一個行星齒輪傳給一個半軸齒輪的轉矩，其計算式丁To0.6T二n在此T為315.381Nmn

14、差速器的行星齒輪數(shù)；Z2半軸齒輪齒數(shù)；Ks尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關，當m21.6時，七=4叵，在此Ks=4匚3!=0.5925.4,25.4Km載荷分配系數(shù)，當兩個齒輪均用騎馬式支承型式時，Km=1.001.1;其他方式支承時取1.101.25。支承剛度大時取最小值。Kv質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅動橋齒輪，當齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向7歡立下載精品文檔跳動精度圖時，可取1.0;J計算汽車差速器齒輪彎曲應力用的綜合系數(shù)，由圖1-1可查得J=0.231相嚙合另一齒輪的俘數(shù)圖2彎曲計算用綜合系數(shù)28%邠圾£工於|«如的悌3210315.38110.591.1c根據(jù)上式c-w=877.47MPa980MPa110