车差速器的虚拟设计及齿轮的工艺过程设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】

陕西理工学院毕业设计III目录1前言...............................................11.1差速器的概述.......................................11.2差速器的种类及工作原理.............................21.2.1普通圆锥齿轮差速器及工作原理..................21.2.2抗滑差速器及工作原理..........................51.3本课题研究的内容..................................62奔驰S600Pullman差速器选型.........................72.1引言..............................................72.2三种差速器的性能比较...............................72.2.1牵引特性......................................82.2.2动力特性......................................82.2.3受力状况......................................82.2.4驱动轮的磨损..................................82.2.5通过性能......................................92.2.6工艺性能......................................92.3奔驰S600Pullman差速器的选型......................92.4对称式圆锥行星齿轮差速器的结构.....................92.5对称式圆锥行星齿轮差速器的工作原理................103差速器的基本参数的选择和设计计算..................123.1行星齿轮差速器的确定..............................123.1.1行星齿轮数目的选择...........................123.1.2行星齿轮球面半径BR的确定....................123.1.3预选其节锥距.................................123.1.4行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择.................123.1.5行星齿轮节锥角γ.............................123.1.6模数m及节圆直径d的计算.....................133.1.7压力角α.....................................133.1.8行星齿轮安装孔直径及其深度L的确定..........133.2差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算....................133.3差速器直齿锥齿轮的强度计算.........错误!未定义书签。3.4差速器齿轮的材料...................错误!未定义书签。3.5行星齿轮跟半轴齿轮的图形...........错误!未定义书签。3.6从动轮与差速器壳联接螺栓计算.......错误!未定义书签。3.7十字轴的强度校核...................错误!未定义书签。4差速器的三维设计...................错误!未定义书签。陕西理工学院毕业设计IV4.1汽车差速器主要零部件的造型设计.....错误!未定义书签。4.1.1行星齿轮建模..................错误!未定义书签。4.1.2机架的建模...................错误!未定义书签。4.2锥齿轮差速器的装配.................错误!未定义书签。4.3差速器的运动仿真...................错误!未定义书签。4.4爆炸图的生成以及动画仿真...........错误!未定义书签。5锥齿轮的加工过程设计原则...........错误!未定义书签。5.1工艺的定义........................错误!未定义书签。5.2锥齿加工方法.......................错误!未定义书签。5.3锥齿轮的工艺分析...................错误!未定义书签。5.4确定毛坯及加工余量.................错误!未定义书签。5.5齿段加工..........................错误!未定义书签。参考文献.............................错误!未定义书签。致谢................................................14陕西理工学院毕业设计I差速器的虚拟设计及锥齿轮的工艺加工过程000（陕西理工学院机械工程学院机械设计制造及其自动化000班，陕西，汉中723000）指导老师：000[摘要]：在机械的设计与制造中，差速器是一个重要的组成部分，它的作用就是在向两边半轴传递动力时，允许两边半轴以不同的转速旋转，使两边驱动轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶。本课题对汽车差速器的原理进行研究，进行汽车差速器的设计工作，并对锥齿轮进行工艺过程设计。[关键词]：差速器；三维设计；工艺过程。陕西理工学院毕业设计IIThevirtualdesignofautomobiledifferentialandtheprocessofthemachiningofgear000(Grade00,Class0,MajorMechanicaldesignandmanufactureanditsautomation,MechanicalEngineeringDept,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723000,Shaanxi)Tutor:000Abstract:Inthedesignandmanufactureofmachinery,thedifferentialisanimportantpart.Itsroleistoallowthetwoaxistorotateatdifferentspeedswhentheaxisistransmittedtobothsides.Makebothsidesdrivewheelasfaraspossiblewiththepurerollingoftheformasnotisometricdrive.Theresearchontheprincipleofthedifferentialiscarriedoutinthisthesis.,Designworkforvehicledifferential,Andtheprocessdesignofthebevelgearsisdesigned.Keywords:Differentialmechanism;3Ddesign;Technologicalprocess.陕西理工学院毕业设计第1页共31页1前言1.1差速器的概述随着车辆工业及工程机械的发展，零部件供应商和规模较大的零部件厂把形成自主开发能力建设摆到重要地位，提升产品技术水平，实现了和主机厂同步开发甚至超越主机厂产品发展的优势，这是增强竞争力的关键所在点，形成了“引进一吸收一试制一自主创新”的良性发展。新车型的研发中，驱动桥作为车辆传动系中的一个关键的部件总成，其性能直接影响着整车性能。差速器则是驱动桥的关键部件之一，力矩的分配和各构件的强度，直接决定了车辆的转向性能、通过性和可靠性。车辆行驶运动学的要求和实际驱动轮、道路及其相互关系表明:车辆在行驶过程中，左右驱动轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，例如转弯时内侧驱动轮行程比外侧驱动轮短。即使车辆作直线行驶，也会由于左右驱动轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右两驱动轮的气压、驱动轮负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素，引起驱动轮滚动半径不相等[1]。这种情况下，如果驱动桥的左右驱动轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会引起驱动轮在路面上的滑移或滑转。一方面会加剧驱动轮磨损，功率和燃料消耗;另一方面会使转向沉重，通过性和操纵性变坏，如图1.1所示是车辆转变示意图。所以，在驱动桥的左右轮间都装有轮间差速器。在多桥驱动的车辆上还装有轴间差速器，以提高其通过性，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，传动系零件损坏，驱动轮磨损和燃料消耗等。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角速度转动。即差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免驱动轮与地面间打滑。图1.1车辆转弯示意图国内外大多车桥制造企业所需的差速器都是分别从零部件制造厂购买齿轮，壳体和垫片等零件，然后自行装配差速器总成。这种方式，一方面增加了车桥企业的劳动量，因此车桥企业希望根据需求直接采购差速器总成；另一方面也限制了零部件厂的利润空间，而零部件厂也希望产品系统化以提高利润。因此差速器的参数化设计以及强度验证成为双方都函待解决的问题。陕西理工学院毕业设计第2页共31页1.2差速器的种类及工作原理1.2.1普通圆锥齿轮差速器及工作原理目前国产车辆及其它类车辆基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成（见图1.2）。（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓（或铆钉）固定在差速器壳右半部8的凸缘上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半轴相连。与差速器壳一起转动（公转）的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧驱动轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转，实现对两侧驱动轮的差速驱动。行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面，均做成球面，这样作能增加行星齿轮轴孔长度，有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。[2]在传力过程中，行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力，为减少齿轮和差速器壳之间的磨损，在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；6-行星齿轮；7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓图1.2差速器构造零件的分解普通对称式圆锥行星齿轮差速器结构示意图如下图1.3所示：图1.3普通差速器结构示意图陕西理工学院毕业设计第3页共31页差速器的润滑是和主减速器一起进行的。为了使润滑油进入差速器内，往往在差速器壳体上开有窗口。为保证润滑油能顺利到达行星齿轮和行星齿轮轴轴颈之间，在行星齿轮轴轴颈上铣出一平面，并在行星齿轮的齿间钻出径向油孔。在中级以下的车辆上，由于驱动驱动轮的转矩不大，差速器内多用两个行星齿轮。相应的行星齿轮轴相为一根直销轴，差速器壳可以制成开有大窗孔的整体式壳，通过大窗孔，可以进行拆装行星齿轮和半轴齿轮的操作。普通齿轮式差速器的两个特性：(1)对称式锥齿轮差速器中的运动特性关系式如图1.3所示为普通对称式锥齿轮差速器简图。差速器壳3作为差速器中的主动件，与主减速器的从动齿轮6和行星齿轮轴5连成一体。半轴齿轮1和2为差速器中的从动件。行星齿轮即可随行星齿轮轴一起绕差速器旋转轴线公转，又可以绕行星齿轮轴轴线自转。设在一段时间内，差速器壳转了N0圈，半轴齿轮1和2分别转了N1圈和N2（N0、N1和N2不一定是整数）圈，则当行星齿轮只绕差速器旋转轴线公转而不自转时，行星齿轮拨动半轴齿轮1和2