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差速器课程设计说明书

z***u

贡献于2023-04-01

字数:6402

差速器课程设计说明书

次设计安装驱动桥两半轴间差速器进行设计涉差速器非标准零件齿轮结构标准零件设计计算时整车参数结构做简单选择计算设计中参考量文献差速器结构作更透彻解通利CAD软件差速器进行作图学方面提高
关键字:差速器 半轴 设计 校核























目录
11差速器功分类 4
12原始数设计求 4
121原始数 4
122设计求 4
2总布置设计 5
21轴数确定 5
22驱动形式 5
23布置形式 5
3确定汽车参数 6
31尺寸 6
32轴荷分配 6
4选定发动机参数 6
5离合器选择计算 7
51离合器选择 7
52离合器参数计算 7
6确定传动系传动 8
7传动确定 8
8驱动桥结构形式 8
9称式行星齿轮差速器设计计算 8
911行星齿轮数目确定 9
912行星齿轮球面半径确定节锥距计算 9
92行星齿轮设计选择 11
921行星齿轮半轴齿轮齿数确定 11
922差速器圆锥齿轮模数半轴齿轮节圆直径初步确定 12
924行星齿轮安装孔孔径孔长度确定 12
925差速器齿轮计算图表 13
926差速器齿轮强度计算 15
93差速器齿轮材料选择 16
94差速器行星齿轮轴设计计算 17
941行星齿轮轴分类选 17
942行星齿轮轴尺寸设计 17
943行星齿轮轴材料选择 18
95差速器标准零件选 18
参考文献 19
致谢 20















1引言
11差速器功分类
差速器功汽车转弯行驶路面行驶时左右驱动车轮角速度滚动保证两侧驱动车轮面间作纯滚动运动
现差速器种类趋元化功趋完整化目前汽车常称式锥齿轮差速器种样功样差速器:防滑差速器强制锁止式差速器高摩擦锁式差速器托森差速器行星圆柱齿轮差速器
12原始数设计求
121原始数
序号
额定装载质量
(kg)
总质量
(kg)
车速
(kmh)
功率
(kwt)
转矩
(Nmt)
3
1000
2100
100
21
39
122设计求
(1)根已知数确定轴数驱动形式布置形式注意国家道路交通法规规定汽车设计规范
(2)确定汽车参数
1) 尺寸参考资料中获取
2) 进行汽车轴荷分配
(3)选定发动机功率转速扭矩参考已车型
(4)离合器结构形式选择参数计算
(5)确定传动系传动减速器传动
(6)确定传动系传动计算出变速器传动
(7)机械式变速器型式选择参数计算设置合理档位数计算出档速
(8)驱动桥结构型式根减速器速确定采单级双级减速器
2总布置设计
21轴数确定
汽车总质量2100kg19t采结构简单制造成低廉两轴方案
22驱动形式
总质量较采结构简单制造成低4×2驱动形式
23布置形式
充分发挥前置发动机桥驱动优势:便发动机维修离合器变速器操机构简单前车桥载荷分配合理牵引性前置前驱型式优越转轮动轮转机构结构简单便维修等选择前置发动机桥驱动
3确定汽车参数
31尺寸
1)轴距轮距
汽车总质量m21t182)外廓尺寸
两轴式货车m<3500kg选择L6000mmB2500mm
H4000mm
3)前悬悬
轻型中型货车悬般控制1200~2200mm取悬L1800mm前悬LL-L-L6000-1600-28001400mm
32轴荷分配
汽车满载情况总质量m21t根教材表16选择前轴40轴60
4选定发动机参数
(1) 发动机功率
P21×21441kw
(2)发动机转矩
选择柴油发动机发动机转矩T3921819N·m
(3)发动机转速
5142rmin
取述数值
5离合器选择计算
51离合器选择
设计商车总质量6t选择单片膜片弹簧离合器
52离合器参数计算
1) 备系数
根教材表21总质量6t取15
2) 单位压力
选择粉末冶金材料取04
3) 摩擦片外径径厚度
外径根验公式
取17代入式154mm
取dD06dD154×06924mm
取厚度b32mm
4)摩擦数摩擦面数离合器间隙
摩擦面数Z2选择铁基粉末冶金材料摩擦数f04离合器间隙
6确定传动系传动
该汽车采单级减速器直接挡高挡
选择轮胎21570R15 0332 应轮胎滚动半径约
r(215×70+15×2542)342mm034m
根公式u0377
中u100kmh r034m
i1 n5142rmin
代入公式 i66
系统传动减速器传动i i66
7传动确定
根公式
中Gmg2100×9820580N f002 167 r034m T819N·m i66 90 带入式
i44
传动系传动ii· i44×6629
8驱动桥结构形式
采非断开式驱动桥单级弧齿锥齿轮减速器
9称式行星齿轮差速器设计计算
91称式差速器齿轮参数确定
911行星齿轮数目确定
行星齿轮数目需根承载情况选择承载情况取两反取四汽车选择四行星齿轮
912行星齿轮球面半径确定节锥距计算
行星齿轮背面球面半径行星齿轮基尺寸参数反映差速器圆锥齿轮节锥距承载力根验公式确定:
式中:行星齿轮球面半径系数25~297四行星货车取27
T差速器计算转矩
球面半径
动锥齿轮计算转矩

式中:计算转矩
猛接离合器产生动载系数性系数汽车(般货车矿汽车越野车)取
发动机转矩 T819N·m
液力变矩器变矩系数
变速器档传动i44
分动器传动
减速器传动i66
发动机减速器动齿轮间传动效率
驱动桥数
代入式中T3556N·m
动锥齿轮计算转矩

式中:计算转矩
满载状态驱动桥静负荷G20580N×6012348N
汽车发出加速度时桥负荷转移系数般车12~14货车11~12处取11
轮胎面间附着系数般轮胎公路车取轮胎滚动半径r034m
减速器动锥齿轮车轮间传动i1
减速器动齿轮车轮间传动效率轮边减速器时
代入式中T3925N·m
Tmin(TT)3556N·m
数代入式(31)中:
R27×412mm
圆整42mm锥齿轮节锥距般稍
A(098~099)R(4116~4158)mm
预选节锥距A41m
92行星齿轮设计选择
921行星齿轮半轴齿轮齿数确定
齿轮较高强度希取较模数行星齿轮齿数应该少般少10半轴齿轮齿数般采14~25间汽车半轴齿轮行星齿轮齿数15~2范围
四行星齿轮时两半轴齿轮啮合两半轴齿轮齿数必须行星齿轮数整否差速器齿轮装配
综述

式中:
差速器行星齿轮齿数
差速器半轴齿轮齿数
分差速器左右半轴齿轮齿数称式锥齿轮差速器说
行星齿轮数目
意整数
根述取满足求
922差速器圆锥齿轮模数半轴齿轮节圆直径初步确定
1)初步确定行星齿轮节锥角半轴齿轮节锥角


2)确定圆锥齿轮端端面模数

端端面模数圆锥齿轮标准模数系列选取查表
3)确定半轴齿轮节圆直径


923压力角
目前汽车差速器齿轮采压力角齿高系数08行星齿轮齿数减少10行星齿轮齿顶变尖条件切修正加半轴齿轮齿厚行星齿轮半轴齿轮趋等强度种齿形齿数压力角少选压力角
924行星齿轮安装孔孔径孔长度确定
行星齿轮安装孔孔径行星齿轮轴名义尺寸相行星齿轮安装孔长度行星齿轮轴支承长度通常取:

行星齿轮安装孔孔径孔长度选择保证挤压强度求:


面式:
式中:差速器计算转矩T3556N·m
行星齿轮轴孔中心节锥顶点距离约半轴齿轮齿面宽中点处均直径半半轴齿轮齿面宽中点处直径
行星齿轮数目
许挤压应力
行星齿轮安装孔长度
行星齿轮安装孔孔径
述计算结果代入式中:


925差速器齿轮计算图表
差速器计算图表
序号
名称
符号
计算公式
计算结果
1
行星齿轮齿数


应量取值

2
半轴齿轮齿数

需满足式(34)(35)

3
模数



4
齿面宽



5
工作齿高



6
全齿高



7
压力角



8
轴交角



9
节圆直径



10
节锥角



11
节锥距



12
周节



13
齿顶高



14
齿根高



15
径间隙



16
齿根角



17
面锥角



18
根锥角



19
齿顶圆直径



20
齿根圆直径



21
分度圆齿厚



22
齿侧间隙



926差速器齿轮强度计算
差速器行星齿轮半轴齿轮然直处啮合状态直处相转动状态左右车轮转速时发生相转动汽车正常行驶中种情况相较少齿轮齿面接触疲劳破坏般发生轮齿弯曲破坏问题汽车设计中进行轮齿弯曲强度计算轮齿弯曲应力

式中:弯曲应力
半轴齿轮计算转矩
T06T06×355621336N·m
齿根弯曲强度齿面接触强度尺寸系数反映材料性质均匀性齿轮尺寸热处理等素关时
齿面载荷分配系数跨置式悬臂式处取
质量系数齿轮精度齿轮分度圆切线速度齿间载荷影响关接触周节心度准确时取
差速器行星齿轮半轴齿轮模数
半轴齿轮齿宽
半轴齿轮端分度圆直径
综合系数取02253
行星齿轮数目
代入式中:
780Mpa<980Mpa
差速器齿轮满足弯曲强度求
93差速器齿轮材料选择
汽车差速器齿轮基渗碳合金钢制造制造差速器齿轮材料18CrMnTi20CrMoTi22CrMnMo20CrMo等减少镍铬元素消耗年国采新材料20MnVB20MnTiB渗碳合金钢优点表面硬耐磨性抗压性高芯部较软韧性耐击种材料满足齿轮工作求外钢身含碳量较低锻造切削性较
汽车差速器齿轮材料选择20CrMnTi渗碳合金钢
94差速器行星齿轮轴设计计算
941行星齿轮轴分类选
行星齿轮种类差速器齿轮轴种类常见字轴十字轴延长轴寿命提高轴承载力常选十字轴四轴轴颈分配转矩
次设计选行星齿轮十字轴图示:

十字轴结构方案图
942行星齿轮轴尺寸设计
行星齿轮支承长度根安装时候方便选择轴颈长度行星齿轮安装孔孔径轴颈直径预选
943行星齿轮轴材料选择
轴选择满足强度热衡轴伸部位承受径载荷等条件
轴常材料碳素钢合金钢碳素钢价廉应力集中敏感性合金钢低应较广泛重者承受较轴宜选35404550等优质碳素钢中45钢常次选轴材料45钢
95差速器标准零件选
(1)螺栓选螺栓材料
连接桥动锥齿轮左差速器壳螺栓全部六角头螺栓尺寸 M14×15细牙螺纹GBT 5782 M14×15
现生产螺栓原材料般碳素钢锈钢铜三种加强螺栓强度次选碳素Q235A钢
(2)螺母选螺母材料
根差速器已选定尺寸 M14×15螺栓装配关系选择差速器螺母应该M14性等级8级表面处理A级I型六角螺母:GBT6170 M14
现般生产螺母原材料般碳素钢锈钢铜三种加强螺栓强度次选碳素45钢
(3)差速器轴承选
选轴承圆锥滚子轴承差速器半轴计算数取差速器轴承外径左右径左右参考机械设计课程设计手册选取轴承型号7010CGBT 2971994
(4)十字轴键选
键作轴轴零件间周固定传递扭矩处行星齿轮十字轴固定选择普通键十字轴半径求参考机械设计课程设计手册GBT10962003选取键尺寸8×7mm键长度20mm材料选择45钢
参考文献
[1]王霄锋汽车底盘设计北京清华学出版社2010200
[2]蔡兴旺付晓光汽车构造原理(第2版册)北京机械工业出社201172
[3]王予汽车设计(第4版)北京机械工业出版社2013
[4]余志生汽车理北京机械工业出版社2011
[5]刘云工程材料应基础北京机械工业出版社2011
[6]濮良贵纪名刚机械设计北京:高等教育出版社2006
[7]吴宗泽罗圣国机械设计课程设计手册北京:高等教育出版社2010
[8]庞学慧武文革互换性测量技术基础北京:电子工业出版社2009
[9]刘鸿文材料力学(第五版)北京:高等教育出版社2010
[10]刘洋张娜甘海泉浅谈汽车设计中设计[J]国际工业设计研讨会暨第十八届全国工业设计学术年会文集201310
[11]徐满年汽车总体设计产品设计师求[J]汽车工程师2013
[12]肖文颖王书翰普通锥齿轮差速器行星齿轮力学分析[J]科技资讯2007
[13]汽车总体设计概述[J]汽车观察2011
[14]黄晓云 张凤赐 张国忠基现代化技术汽车总体设计参数选择方法[J]中国工程机械学报2004
[15]马骏称式锥齿轮差速器差速原理动力分析[J]西安矿业学院学报1998
[16]周新建孟查净吴健差速器齿轮机构运动学动力学分析[J]华东交通学2010
致谢
次课程设计历时半月够利完成非努力文开始选题现利完成首先感谢指导老师XX帮助学期间传授知识老师悉心教导获专业知识设计完成基础感谢学校提供创造利完成文查阅资料完善条件
郑重感谢父母创造学条件断进步成熟拥更资完成完善生
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