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1、目录摘要IABSTRACT!1引言11.1差速器的作用11.2差速器的工作原理11.3差速器的方案选择及构造分析4差速器的方案选择5差速器的构造分析52差速器齿轮的设计62.1差速器设计初始数据的来源与依据62.2差速器齿轮的根本参数的选择62.3差速器齿轮的几何尺寸计算9差速器直齿锥齿轮的儿何参数1()差速器齿轮的材料选用13差速器齿轮的强度计算133差速器行星齿轮轴的设计计算143.1行星齿轮轴的分类及选用143.2行星齿轮轴的尺寸设计143.3行星齿轮轴材料的选择143.4差速器垫圈的设计计算15半轴齿轮平垫圈的尺寸设计15汽车取最小值；Te计算转矩，取九和兀的较小值，Nm.从动锥齿轮计
2、算转矩7；T 二（2_2）nT 二 GM（prvs m （2-3）式中：睥、一一发动机最大转矩；Cmax=373 Nm；，变速器最低档传动比，=7.64；z0 主减速一级传动比1.93；if一一分动器传动比，在此无；7上述传动局部的效率，取=0.9；kd超载系数，对于一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车以及液力传动的 各类汽车取如=1;k一一液力变矩器变矩系数，在此无；n该车的驱动桥数目；该车采用发动机后置后驱为1;G2汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，对后桥来说还应 考虑到汽车加速时的负荷增大量60769N参考解放CA1092车型）； nV?一负荷转移系数取1.1；0轮胎对路面的附着系数
3、，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取少=0.85 ; 对越野汽车取伊= 1.0;对于安装专门的肪滑宽轮胎的高级轿车取 伊= 1.25;货车为一般公路用车取9 = 0.85;/；车轮的滚动半径，（）.4064m轮胎型号：8.25-R16）；亿,，4一一分别为由所计算的主减速器从动齿轮到驱动轮之间的传动效根据标准值取为3mmo 于是可得到齿轮的节圆直径(5)压力角以目前，汽车差速器的齿轮大都采用22.5。的压力角，齿高系数为().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
4、力角为20。的少，所以可以用较大的模数以提高齿轮的强度。在此选22.5。的压 力角(6)行星齿轮安装孔的直径。及其深度L行星齿轮安装孔的直径。与行星齿轮轴的名义尺寸一样，而行星齿轮的安装孔的深度L就是行星齿轮在其安装轴上的支撑长度，通常都是根据以下公式进展计算: = 1.0(2-6)(2-7)(2-8)式中：To差速器传递的转矩，N m；根据CA1092型汽车查得 =2101 .54 N m；一一行星齿轮数;行星齿轮支承面中点到锥顶的距离，mm。I 0.5, d2是半轴齿轮齿面宽中点处的直径，d2 a 0.8%；弓支承面的许用挤压应力，在此取为69MPa。根据上式可-得/ = 24 mm210
5、1.54x10-VI.1x69x4x24L = 1.1 x!7 q 19 mm所以，行星齿轮安装孔的直径。为17 mm,深度L为19 mm。2.3差速器齿轮的几何尺寸计算差速器直齿锥齿轮的几何参数表2-1差速器齿轮参数表序号工程计算公式计算结果1行星齿轮齿数z, 10应尽量取最小值Z = 122 =14-25且满足2半轴齿轮齿数z2 =20zj z、=1.5 2.03模数mnt = 3 mm4齿面宽F = (0.25 0.30)& F =、-幻2- -h(ll =3.11 mm13齿顶高hal =0.43+ 嘤mha2 =1.69 mmhji=1.788四如hfi = 2.254 mm14齿根
6、高/Z/2=1.7881-,必hf2 = 3.674 mm15径向间隙c = h-=0.188 m 4- 0.051c = 0.615 mmhfA = arctan&齿根角面锥角根锥角外圆直径节锥顶点至齿轮外缘距离理论弧齿厚齿侧间隙弦齿厚弦齿高& =43.79；82 =46.17一hf2& = arc tan&，01=/+$2；702=冷+切九=。3； yR2 =y22di = / + 2如 cos 儿“02 =2 +2/?a2COS/2=亨一如sin兀Z02 =y-/?2Sin/2$2-A(/2)tana-777?3 = 0.245 ().33()S：Si*?齿轮零件图如下列图所示:4=37
7、.13。；4=27.17。；儿2 =62.83。yR2 = 56.66J0I = 41.33J02 = 61.74Zoi = 28.4/02 =16.55mmmmmmmmS = 5.16 mmS2 = 4.26 mmB = ().25()Srl = 5.08S.u = 4.20/、=3.1327hxi = I 刀mmnunmmmmmm161718192021222324图2-1行星齿轮图2-2半轴齿轮差速器齿轮的材料选用差速器齿轮和主减速器齿轮一样，都是用渗碳合金钢制造，目前用于制造差速器 锥齿轮的材料多为20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnM。和20CrM。等。由于差速器齿 轮轮
8、齿要求的精度较低，所以精锻差速器齿轮的工艺已被广泛用到加工中（峋。差速器齿轮的强度计算差速器齿轮主要进展弯曲强度计算，而对于疲劳寿命那么不予考虑，这是由于行 星齿轮在差速器的工作中经常只起等臂推力杆的作用，仅在左、右驱动车轮有转速差 时行星齿轮和半轴齿轮之间才有相对滚动的缘故。汽车差速器齿轮的弯曲应力计算公式为2xio*AK,KvFz2m2J2xio*AK,KvFz2m2JMPa(2-9)式中：T差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，其计算公式=国迎n在此7 = 315.381 Nm （n差速器的行星齿轮数）;m端面模数，m = 3；K动载系数，对于一般载货汽车，取K=l;Ks尺寸系数，反
9、响材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关，当m1.6时,Km载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，；其他方 式支承时取1.101.25。支承刚度大时取最小值；Kv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；F计算齿轮的齿面宽；J计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由下列图查得7=0.231图2-3弯曲计算用综合系数根据上式7、= 2xg35.381xlx0.59xl. 1=877.47 MPa980 MPa1x10.2 x 20 x 32 x 0.231所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。3差速器行星齿轮轴的设计计算3.1行星齿轮轴的分类及选用
10、差速器行星齿轮轴的作用是将转矩传给行星齿轮，实现转矩分配，从而使车轮实 现差速运转。行星齿轮轴的种类有很多，而差速器齿轮轴的种类也很多，最常见的是一字轴和 十字轴，在小型汽车上由于其转矩不大，所以要用一字轴，而载货的大质量的汽车传 递的转矩较大，为了轴的使用寿命以及提高轴的承载能力，常用十字轴，由四个轴轴 颈来分配转矩。为保证行星齿轮和行星齿轮轴之间有良好的润滑，故在其轴颈上铢有 平面供润滑用，可以有效的提高轴的使用寿命。此次设计选用的是行星齿轮十字轴。 其构造如下列图所示：图3-1十字轴的构造方案图3.2行星齿轮轴的尺寸设计由行星齿轮的支承长度为匕= 1.1x1719 mm,根据安装时候的方
11、便选择轴颈的 长度A为20 mm；而行星齿轮安装孔的孔径。=17 mm,所以轴颈的直径四预选为 17 mm。3.3行星齿轮轴材料的选择轴的选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。轴的常用材料主要有碳素钢和合金钢。碳素钢价廉，对应力集中敏感性比合金钢 低，应用较为广泛，对重要或者承受较大的轴，宜选用35、40、45和50等优质碳素 钢，其中以45钢最常用。所以此次选用的轴的材料为45钢。3.4差速器垫圈的设计计算垫圈是垫在连接件与螺母间的零件，一般为扁平形的金属环，用来保护被接件的 外表不受螺母擦伤，分散螺母对被接件的压力。垫圈的种类有：弹簧垫圈、平垫圈、 密封垫圈、球面垫圈等。垫圈
12、的材料通常是软钢、青铜、尼龙、聚甲醛塑料的1。在差速器传递转矩的时候，行星齿轮和半轴齿轮都要受到很大的轴向力，而齿轮 和差速器之间又有相对运动，所以要用垫圈来减少磨损。差速器要用到两个垫圈，一 个垫圈是半轴齿轮支承垫圈，选取为圆形平垫圈，其中一个是软质地的，一个是硬质 地的，其主要作用是增大接触面积，分散压力，防止压坏。另一个是差速器行星齿轮 支承垫圈，根据相关要求选取为球面垫圈，垫圈将行星齿轮和行星十字轴固定在一起 传递转矩【2%半轴齿轮平垫圈的尺寸设计如下列图所示：为平垫圈的构造方案简图图3-2平垫圈参考解放CA1092型载货汽车的半轴直径的数据为50 mm,如下图，按照装配关 系可选择半
13、轴齿轮平垫圈的安装孔直径D要大于50 mm,初步预选安装孔直径D2为 50.5 mm,由图根据安装的简易程度选取垫圈的厚度/? 为8mm,选用的材料是65Mn。 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计图3-3球面垫圈由行星齿轮十字轴轴颈的直径为17 mm,根据装配关系选择球型垫圈的安装孔， 直径Q为17 mm,厚度人为7mm,选用的材料是Q235A。4差速器标准零件的选用4.1螺栓的选用和螺栓的材料螺栓的种类很多，随着机械及其他相关行业的开展，对螺栓的要求也越来越高， 既要要求螺栓具有较高的强度又要其精细度高。目前常见的螺栓有六角头螺栓全螺 纹）、六角头钗制孔用螺栓、六角头螺杆带孔螺栓等L而查解放CA1092型载货汽 车数据得连接螺栓为M14xl.5，细牙螺纹，拧紧力矩为137.2156.8 Nm,即为GB/T 5782 M14xl.5o现在生产螺栓的原材料一般是碳素钢、不锈钢、铜三种，为了加强螺栓的强度， 此次选用的是碳素钢。4.2螺母的选用和螺母的材料我们所学的螺母有六角薄螺母、六角开槽螺母。在机械行业、汽车行业以及相关
