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1、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
2、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
3、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. Howev
4、er, From the perspective of the development of Chinas automobile industry ,as far as Chinas 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 forei
5、gn 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 Chinas automobile industry.For this reason, this paper provides an excellent mechanical locking differentials of the design.
6、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 h
7、and 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
8、 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
9、 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 specific structural parameters were calculated to determine. Finall
10、y, in view of the friction disk type self-locking differential device which designs,we examined its lock ratios, which indicated that this differential device meets the design requirements and can satisfy this SUV automobiles operation requirements.KEYWORDS: differential, self-locking, mechanical lo
11、cking, friction-piece type，design目 录第一章 绪 论31.1差速器的作用和工作原理31.2防滑差速器41.3近年来汽车防滑差速器的应用情况41.4国外防滑差速器发展现状51.4.1国外防滑差速器研究现状51.4.2国外防滑差速器的应用概况71.5国内概况71.5.1防滑差速器在国内研究及应用现状81.5.2开展防滑差速器应用研究的紧迫性81.6研究目的及意义81.7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102.1防滑差速器的性能评价指标102.2 防滑差速器的选型研究112.2.1 强制锁止式差速器112.2.2 摩擦片式自锁差速器122.2
12、.3 滑块凸轮式差速器122.2.4 牙嵌式自由轮差速器142.2.5 粘性联轴差速器142.2.6 托森差速器152.3 选型结论16第三章 摩擦片式自锁差速器设计173.1摩擦片式自锁差速器结构与工作原理173.2 结构参数设计183.2.1 差速器壳体传递转矩的确定183.2.1.1 主减速比的确定183.2.1.2 差速器（主减速器从动齿轮）计算载荷的确定203.2.2 差速器齿轮主要参数选择223.2.2.1行星齿轮数n的选择223.2.2.3 行星齿轮和半轴齿轮齿数的选择223.2.2.4 行星齿轮和半轴齿轮节锥角、及模数223.2.2.5 压力角233.2.2.6 行星齿轮轴直径
13、d及支承长度L233.2.2.7差速器齿轮的几何尺寸计算233.2.2.8 差速器齿轮强度校核263.2.2.9 差速器齿轮材料选择273.2.3 摩擦片设计273.2.3.1 摩擦片材料的选择273.2.3.2 摩擦片数目的选择283.3 锁紧系数的验证28第四章 全文总结与建议304.1全文总结304.2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。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
14、轮与路面之间的滑磨现象。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，外轮移动的距离比较大。若两轮用一根轴刚性连接，即两轮只能以同一转速转动，则两轮要在同一时间内移动不同距离，必然是边滚动边滑动。若两侧驱动轮用一根轴刚性连接，即使汽车在平路上直线行驶，也难以避免车轮与路面滑磨现象。这是因为轮胎气压的差别和磨损的不均匀等都可能引起两个车轮半径不相等。两个半径不等而用一根轴驱动的车轮，要沿直线运动，即要求在同一时间内左右轮轴心移动相同距离，则必然两个车轮要边滚动边滑动。即使两轮半径可以认为是相等的，但沿凹凸不平的道路行驶，两轮在同一时间内其轴心移动的距离不一样，若用一根轴刚性连接左右
15、两轮，则仍然要产生滑磨现象。由上述可知，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。差速器是汽车驱动桥中的重要部件，其主要功能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，即保证两侧驱动轮作纯滚动运动，并将动力分配给左右驱动轮。图1.1是差速器的工作原理图。图1.1 差速器的工作原理图。1.2防滑差速器当汽车在泥泞、砂地、冻结等路面上行驶，驱动轮与路面之间的附着条件相差较大时，驱动轮的一个轮子将不能从滑动中脱出，由于普通差速器的“差速不差扭”，即平均分配扭矩的特性，好路面上的车轮扭矩只得减小以与坏路面上的车轮扭矩相等，以至总的牵引力不足以克服汽车的行驶阻力，汽车出现打滑现象，从而严重影响了汽车的通过性。而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
