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東北電力大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
機(jī)械142設(shè)計(jì)題目:電動(dòng)汽車小型差速器的參數(shù)優(yōu)化及虛擬設(shè)計(jì)減速器部分A相關(guān)資料B差速原理C參數(shù)計(jì)算D三維建模E裝配與仿真本次設(shè)計(jì)大體經(jīng)過以下幾部分:在汽車行業(yè)剛剛起步的時(shí)候,由法國人雷諾發(fā)明了汽車差速器,從此成為汽車不可或缺的部件之一,曾被專家稱為“小零件,大功用”。對(duì)于應(yīng)用在傳統(tǒng)燃料驅(qū)動(dòng)汽車和單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車上,差速器可以用來實(shí)現(xiàn)兩車輪間存有速度大小的變化差異,這符合了轉(zhuǎn)速傳輸功能,傳遞的動(dòng)力由外殼體輸入、由兩側(cè)齒輪輸出。電動(dòng)汽車的出現(xiàn)有效地緩解了目前能源短缺和環(huán)境污染的問題,且同樣能滿足人們的生產(chǎn)出行需求,因此全新的電動(dòng)汽車領(lǐng)域鏈的快速形成是解決傳統(tǒng)燃油汽車所帶來的問題的唯一途徑。本文針對(duì)傳統(tǒng)汽車差速器體積大、成本高不適用于電動(dòng)汽車的問題,設(shè)計(jì)了一種小型差速器,該種形式的差速器在軸線方向尺寸比較小、加工方便,還能夠滿足電動(dòng)汽車對(duì)差速性能的要求,以達(dá)到整車輕量化和節(jié)省空間的效果,具有良好的應(yīng)用前景。A.查詢相關(guān)資料對(duì)差速器有一定的了解B.差速原理運(yùn)動(dòng)過程中速度分配原理:第一種情況:汽車在理想路況下直線行駛,此時(shí)行星齒輪只進(jìn)行公轉(zhuǎn)并且有:此時(shí)兩齒輪嚙合處的圓周速度、與行星齒輪中點(diǎn)的速度相等:即第二種情況:當(dāng)行星齒輪只繞著軸線進(jìn)行自傳,此時(shí)差速器殼體不動(dòng),左右半軸齒輪以大小相等、方向相反的角速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn),此時(shí)嚙合點(diǎn)處的圓周速度為,且:第三種情況:當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或因路況及輪胎氣壓不等等因素導(dǎo)致左右車輪行駛速度不等,此時(shí)行星齒輪既自傳又公轉(zhuǎn),假設(shè)汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛此時(shí)有:由于行星齒輪自行轉(zhuǎn)動(dòng),使左邊的半軸齒輪加速,此時(shí)圓周速度;使右邊半軸齒輪速度減小,此時(shí)圓周速度。上式即變?yōu)?將上訴兩式相加并化簡得:若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)速n表示。則為:人們把上式稱為運(yùn)動(dòng)特征方程式,由上式可以得出:
當(dāng)差速器殼體固定不進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),如果一側(cè)的半軸齒輪受外力進(jìn)行旋轉(zhuǎn),那么另一側(cè)的半軸齒輪也會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),且與對(duì)面半軸齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的速度大小相等方向相反;當(dāng)一邊輪子由于受到其它外力等原因而不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí),那么另一邊輪子的轉(zhuǎn)速將會(huì)以差速器殼體速度的兩倍進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)扭矩分配原理:當(dāng)汽車沿著同一方向行駛時(shí):1、左右車輪轉(zhuǎn)速相同,此時(shí)受到的轉(zhuǎn)矩是平均分配的:2、左右輪轉(zhuǎn)速不同,此時(shí)行星齒輪會(huì)受到與其轉(zhuǎn)速方向相反的摩擦力矩,此反向扭矩使行星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪額外作用了大小相等方向相反的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力和,且轉(zhuǎn)的較慢的力矩增加,得到以下關(guān)系:這種對(duì)稱式錐齒輪差速器,它的內(nèi)部所受到的摩擦力矩非常小可忽略不計(jì),故實(shí)際上可以認(rèn)為無論兩邊輪子轉(zhuǎn)動(dòng)速度是否相等,得到的力矩總是相同的。這就是錐齒輪差速器力矩傳遞形式。這樣的傳遞形式對(duì)于駕駛在處于良好狀態(tài)下的汽車是適合的。但當(dāng)汽車行駛在不好的路面上時(shí),卻影響了其汽車的前進(jìn)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí):一邊的半軸會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,左右半軸傳遞的力矩就發(fā)生改變了,即不再滿足上面的等式了,這時(shí)兩驅(qū)動(dòng)車輪將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度小的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度大的,轉(zhuǎn)動(dòng)速度小的反而受到更大的轉(zhuǎn)矩,這樣有利于汽車順利地完成了整個(gè)轉(zhuǎn)向駕駛的狀態(tài)。C.錐齒輪相關(guān)參數(shù)計(jì)算結(jié)果根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),對(duì)行星齒輪和半軸齒輪各參數(shù)進(jìn)行求解,并滿足齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核,得到的具體參數(shù)如下:D各零件的三維建模旋轉(zhuǎn),基準(zhǔn)面的選擇,掃描切除生成單個(gè)齒形等最后進(jìn)行圓周陣列完成齒輪的繪制:然后利用SolidWorks導(dǎo)出二維工程圖到CAD并進(jìn)行修改:E進(jìn)行裝配與仿真標(biāo)準(zhǔn)配合主要包括:重合,平行,垂直,相切,同心軸,鎖定,距離,角度等配合類型,配合類型豐富,常用于簡單的配合。本設(shè)計(jì)中還涉及到齒輪配合,一對(duì)嚙合的齒輪稱為齒輪副。如果兩齒輪要保證正確平穩(wěn)的傳動(dòng),需要滿足:齒輪副中
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