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1、 汽车设计课程设计说明书目 录 普通锥齿轮差速器设计1 1 关 键 字22 车型数据 2 2.1参数表 2 2.2个人具体设计内容的参数 23普通圆锥齿轮差速器设计 23.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 3 3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 43.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 5 3.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择5 3.3.2 差速器齿轮的几何计算83.3.3 差速器齿轮的强度计算 9 3.3.4 差速器齿轮的材料104 半浮式半轴的设计11 4.1半浮式半轴结构形式分析 114.2 半浮式半轴杆部半径的确定114.3 半轴花键的强度计算134.4 半轴其他主要参
2、数的选择144.5半轴的结构设计及材料与热处理155 参考文献15 普通锥齿轮差速器设计1关键字差速器 行星齿轮 半轴 发动机参数： 发动机型号TU5JP4排气量（l）1.587发动机形式直列4缸，DOHC双顶置凸轮轴，每缸4气门缸径 X冲程78.5 mm X 82.0 mm材料全铝缸盖、铸铁缸体功率（Kw/rpm）78/5750最大扭矩 (Nm/rpm)142/4000升功率(Kw/l)49.15压缩比10.52、 车型数据标致206XT 汽车布置方式前置前驱总长(单位:mm)3873总宽(单位:mm)1673总高(单位:mm)1435轴距(单位:mm)2443前轮距(单位:mm)1435后
3、轮距(单位:mm)1426整备质量kg1070总质量kg1567发动机型式汽油 四缸排量（L）1587最大功率（KW）78最大转矩（Nm）142压缩比（选填）10.5离合器变速器档数五速手动轮胎类型与规格（km/h)185/65 R14185/65 R14转向器齿轮齿条式液压助力转向前轮制动器通风盘后轮制动器鼓试盘前悬架类型麦克弗逊式独立悬架，螺旋弹簧，带三角形下横臂及横向稳定杆后悬架类型纵向摆臂型独立悬架，扭杆弹簧，带横向稳定杆最高车速（km/h)1852.1参数表汽车布置方式前置前驱最大转矩（Nm）145/4500总长(单位:mm)4525压缩比（选填）10.1总宽(单位:mm)1725离
4、合器膜片弹簧总高(单位:mm)1425变速器档数4轴距(单位:mm)2610轮胎类型与规格（km/h)195/60R15前轮距(单位:mm)1485转向器齿轮齿条后轮距(单位:mm)1447前轮制动器盘式整备质量kg1350后轮制动器盘式总质量kg1710前悬架类型麦弗逊独立悬架发动机型式汽油,4后悬架类型连杆支柱式独立悬架排量（L）1.599L最高车速（km/h)171最大功率（KW）822.2 个人具体设计内容的参数最大转矩（Nm）145/4500轮胎类型与规格（km/h)195/60R15最高车速（km/h)171变速器档数4最大功率（KW）82发动机型式汽油,43、普通圆锥齿轮差速器设
5、计汽车在行驶时，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的车轮；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、轮胎负荷、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，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的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
6、程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。在多桥驱动汽车上还装有轴间差速器，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化率等。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。差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。3.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图 如图2-1所示，对称普通锥齿轮式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固连在一起，固为主动件，设其角速度为；半轴齿轮1和2为从动件
7、，其角速度为和。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。 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，处在同一半径上的A、B、C三点的圆周速度都相等（图2-1），其值为。于是=，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以角速度自转时（图），啮合点A的圆周速度为=+，啮合点B的圆周速度为=-。于是+=（+）+(-)即 + =2 （2-1） 若角速度以每分钟转数表示，则 （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
8、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：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；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。3.2 普通锥齿轮式差速器的结构普通锥齿轮式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。如图3-2所示。由于其具有结构简单、工作平稳、制造
9、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。图2-2 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器1，12-轴承；2-螺母；3，14-锁止垫片；4-差速器左壳；5，13-螺栓；6-半轴齿轮垫片；7-半轴齿轮；8-行星齿轮轴；9-行星齿轮；10-行星齿轮垫片；11-差速器右壳3.3 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。3.3.1 普通锥齿轮式差速器齿轮的基本参数的选择1.行星齿轮数目的选择 轿车中常用两个行星齿轮，现先取标致206
10、XT乘用车采用2个行星齿轮。 2.行星齿轮球面半径的确定 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，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。 球面半径可按如下的经验公式确定： mm (2-3) 式中：行星齿轮球面半径系数，可取2.53.0。根据汽车设计对于有4个行星齿轮的乘用车和商用车取最小值，对于有两个行星齿轮的乘用车及四个行星齿轮的越野车和矿用车去最大值，所以对于有2个行星齿轮的标致206XT乘用车汽车取大值； T计算转矩，取Tce和Tcs的较小值，Nm.计算转矩的计算 （2-4） 式中车轮的滚动半径，其中
11、轮胎类型与规格（km/h)为：185/65 R14轮辋直径14英寸 = 355.6mm，185是轮胎断面宽度，轮胎断面高就是185*0.65=120.25mm，185/65的轮胎直径就是: 355.6+120.25*2=596.1mm。当然实际的和理论的回略微有差异，但差异会在23mm以内，否则会容易产生跑偏等问题。胎高指的是胎面到轮辋之间的厚度。根据汽车理论经验公式：滚动半径公式：r=（式中F为计算常数子午线轮胎F=3.05；普通斜交轮胎F=2.99） igh变速器量最高档传动比（对于武当变速器即为直接档）。igh =1根据所选定的主减速比i0值，就可基本上确定主减速器的减速型式（单级、双级
12、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nn=6000r/n , =185km/h , =0.289m , igh=1代入（2-4）计算出=3.53按发动机最大转矩和一档传动比来确定： （2-5）式中：Tce计算转矩，单位N.m；Temax发动机最大转矩；Temax =142N.m；n计算驱动桥数，n=1；发动机到所计算主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比（包括变速器一档传动比i1，主减速器传动比i0）即；i0主减速器传动比，i 0=3.53；传动部分的传动效率，=0.9；超载系数，=1；Kd为猛接离合器所产生的动载系数，因此车性能系数，取Kd=1；i1变速器一挡传动比，轿车一般为3-4，取i1=3.7；代入式（2-5），有：按驱动轮打滑来计算：汽车后桥静负荷；根据标致206的参数表有总质量，显然驱动桥最大静负荷与轴荷分布有关，汽车的轴荷分布可以用当汽车满载静止时，各车轴占满载总质量的百分比表示，根据王望予汽车设计表1-6： 取满载最大轴荷分配53%
