【正文】 最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度，由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20176。m； 10節(jié)錐角，11節(jié)錐距12周節(jié)13齒頂高。15徑向間隙16齒根角。 19外圓直徑；。因此，對于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核?！? ——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向　　　　　　　跳動精度高時。因此，傳動系中的差速器齒輪往往是個薄弱環(huán)節(jié)。滲碳合金銅的優(yōu)點是表面可得到含碳量很高的硬化層，有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而心部較軟，有較好的韌性。 近年來，采用精鑄、精鍛的錐齒輪在汽車驅(qū)動橋中已有較多的使用，它具有省材料、生產(chǎn)率高、無切削或少切削等優(yōu)點，但缺點是齒形精度較差。對于滑動速度高的齒輪可進(jìn)行滲硫處理，以提高其耐磨性。 差速器殼體設(shè)計 差速器殼體位于減速器的中心，相對于減速器意義重大，其一，差速器支撐主減速器的從動錐齒輪，動力經(jīng)過主動錐齒輪后，傳遞到從動錐齒輪，接著傳遞到差速器，一般會將從動錐齒輪與差速器殼體連接在一起，這樣既可以節(jié)省主減速器空間，有能夠提高傳遞效率，將其結(jié)構(gòu)簡單化；其二，差速器殼體可以當(dāng)做行星支架，在差速器中，有半軸齒輪，行星齒輪，十字軸和行星支架，差速器殼體將其他零件包裝起來，保護(hù)其內(nèi)部行星齒輪與半軸齒輪，向它們提供支撐，差速器殼體作為行星支架，使差速器的結(jié)構(gòu)簡單，工作效率更高。螺栓分布如圖35，分別為M10，M6，與主減速器從動錐齒輪連接螺栓設(shè)有凸臺，直徑為23mm，厚度為2mm，與差速器右殼連接所在螺栓與水平方向夾角為68度， 圖 35 差速器殼側(cè)面視圖4 半軸的設(shè)計 結(jié)構(gòu)形式分析 驅(qū)動半軸位于傳動系的末端，其基本功用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車。4） 設(shè)計全浮式半軸桿部的強(qiáng)度儲備應(yīng)低于驅(qū)動橋其他傳力零件的強(qiáng)度儲備，使半軸起一個“熔絲”的作用。由于車輪承受的縱向力、側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即 (41)故縱向力X2最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力Y2最大時也不會有縱向力作用。外輪上側(cè)向力和內(nèi)輪上側(cè)向力分別為 (45)內(nèi)、外車輪上的總側(cè)向力為。在機(jī)械設(shè)計手冊得：半軸花鍵外徑 D=半軸花鍵內(nèi)徑 d=34mm花鍵齒寬 B=6mm 表 41 許用應(yīng)力參數(shù)表許用擠壓應(yīng)力、許用壓力聯(lián)接工作方式使用和制造情況齒面未經(jīng)熱處理齒面經(jīng)熱處理靜聯(lián)接不良 35504070中等 60100100140良好 80120120200空在下移動的動聯(lián)接不良 15202035中等 20303060 良好 2540 4070在載荷作用下的 移動的動聯(lián)接 不良 310 中等 515 良好 1020根據(jù)機(jī)械設(shè)計，花鍵連接的強(qiáng)度條件為靜聯(lián)接 (49)得 式中T——半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩，T=3528；h花鍵齒面的工作高度(mm),矩形花鍵：，c為倒角尺寸，有機(jī)械設(shè)計手冊得c=；h=。在上坡或下坡時，扭矩很大，特別是在緊急制動或行駛在不平坦的道路上，工作條件更為繁重。半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi等。這種處理方法使半軸表面淬硬HRC52～63，硬化層深約為其半徑的1／3，心部硬度可定為HRC30—35；不淬火區(qū)(凸緣等)的硬度可定在HB248～277范圍內(nèi)。同時應(yīng)指出，從汽車的整體性能來看，設(shè)計半軸時所采取的安全系數(shù)時比較小的。鍛造后正火，硬度為HRC187—241。同時水冷有利于增加半軸表面的壓應(yīng)力，提高其疲勞強(qiáng)度。CATIA的產(chǎn)品開發(fā)商Dassault而如今其在CAD/CAE/CAM以及PDM領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)。這不僅使用戶能夠節(jié)省大量的硬件成本，而且其友好的用戶界面，使用戶更容易使用。 CATIA V5版本和應(yīng)用領(lǐng)域介紹CATIA V5版本是IBM和達(dá)索系統(tǒng)公司長期以來在為數(shù)字化企業(yè)服務(wù)過程中不斷探索的結(jié)晶。 CATIA V5版本特點[10]NT平臺和UNIX平臺上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。 4）專用知識的捕捉和重復(fù)使用對于新的CATIA V5客戶，可充分利用CATIA以其精確安全，可靠性滿足商業(yè)、防御和航空航天領(lǐng)域各種應(yīng)用的需要。并將包括發(fā)動機(jī)在內(nèi)的100%的零件進(jìn)行了預(yù)裝配，它也是迄今為止，唯一進(jìn)行100%數(shù)字化設(shè)計和裝配的大型噴氣客機(jī)。CATIA涉及產(chǎn)品、加工和人三個關(guān)鍵領(lǐng)域。CATIA的技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)是無人可及的，并且被各國的汽車零部件供應(yīng)商所認(rèn)可。系統(tǒng)是Scania系統(tǒng)創(chuàng)成式零部件應(yīng)力分析的應(yīng)用，支持開發(fā)過程中的重復(fù)使用等應(yīng)用，公司已取得了良好的投資回報。船體設(shè)計解決方案已被應(yīng)用于眾多船舶制造企業(yè)，涉及所有類型船舶的零件設(shè)計、制造、裝配。產(chǎn)品是完全集成的。4）逆向工程模塊(CGO) 逆向工程模塊可使設(shè)計師將物理樣機(jī)轉(zhuǎn)換到CATIA Designs 下并轉(zhuǎn)變?yōu)樽謽訖C(jī),并將測量設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 CATIA 數(shù)據(jù)。 差速器零件建模1） 差速器半軸齒輪建模Step1 【開始】→【機(jī)械設(shè)計】→【零部件設(shè)計】，進(jìn)入到零部件設(shè)計界面[11]。如圖53。圖 54差速器的裝配總 結(jié) 本文差速器設(shè)計內(nèi)容包括差速器位置介紹，差速器的總體結(jié)構(gòu)和工作原理，差速器設(shè)計和用CATIA對其建模。參考文獻(xiàn)[1] 陳家瑞，馬天飛主編．汽車構(gòu)造下[M]．(第五版)．北京：人民交通出版社，2006．132~152[2] 劉惟信主編．汽車車橋設(shè)計[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004．[3] 劉惟信主編．汽車設(shè)計[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004．[4] 孫志禮，冷興聚，魏延剛等主編．機(jī)械設(shè)計[M]．沈陽：東北大學(xué)出版社，2000．[5] 孫志禮，冷興聚，魏延剛等主編．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M]．沈陽：東北大學(xué)出版社，2000． [6] 王望予主編．汽車設(shè)計[M]．(第四版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，~165.[7] 余志生主編．汽車?yán)碚揫M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004．[8] 成大先主編．機(jī)械設(shè)計手冊[M]．(第四版)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．14197~14280．[9] 申永勝主編．機(jī)械原理教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1999．[10] 江洪，李仲興，陸利鋒等主編．CATIA基礎(chǔ)教程[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006[11] 尤春風(fēng)主編．CATIA V5曲面造型[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2002．[12] 單巖，謝龍漢編著．CATIA V5機(jī)械設(shè)計應(yīng)用實例[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004．致 謝。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我進(jìn)一步了解了科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和機(jī)械設(shè)計的基本過程，加深了對汽車設(shè)計的理解和應(yīng)用，這次畢業(yè)設(shè)計對我掌握知識的深度和廣度，運用理論知識結(jié)合實際去處理問題的能力、實踐能力、外語水平及計算機(jī)應(yīng)用水平都有了很好的鍛練，在設(shè)計的過程中加深了對CATIA軟件在三維建模應(yīng)用與理解。圖 54 差速器行星齒輪圖 55 半軸 差速器的裝配[12]Step1 【開始】→【機(jī)械設(shè)計】→【裝配件設(shè)計】，進(jìn)入裝配設(shè)計平臺Step2 選中樹形圖上的【Product1】，然后使用【現(xiàn)有組件】命令引入轉(zhuǎn)向節(jié)各部件Step3 使用【相合約束】命令在半軸齒輪和半軸的軸線間創(chuàng)建約束。再按著錐角進(jìn)行拉升，畫出錐齒輪。 差速器的建模 本文是對輕型轎車的普通錐齒輪式差速器進(jìn)行設(shè)計，普通錐齒輪式差速器由行星齒輪、半軸齒輪、十字軸、半軸、差速器殼等零件組成，用CATIA對其進(jìn)行建模。2）鈑金設(shè)計(SD) 鈑金設(shè)計模塊使設(shè)計和制造工程師可以定義,管理并分析基于實體的鈑金件. 采用工藝和參數(shù)化屬性, 設(shè)計師可以對幾何元素增加象材料屬性這樣的智能, 以獲取設(shè)計意 圖并對后續(xù)應(yīng)用提供必要的信息。參數(shù)化管理零件之間的相關(guān)性，相關(guān)零件的更改，可以影響船體的外型。 CATIA系統(tǒng)，全部用于卡車系統(tǒng)和零部件的設(shè)計。公司在整個卡車研制開發(fā)過程中，使用更多的分析仿真，以縮短開發(fā)周期，提高卡車的性能和維護(hù)性。 CATIA是汽車工業(yè)的事實標(biāo)準(zhǔn)，是歐洲、北美和亞洲頂尖汽車制造商所用的核心系統(tǒng)。被應(yīng)用于開發(fā)虛擬的原型機(jī)，其中包括波音飛機(jī)公司（美國）的Boeing 777和Boeing 737。 CATIA V5應(yīng)用領(lǐng)域1）航空航天：CATIA CATIA V4和V5具有兼容性，兩個系統(tǒng)可并行使用。V5結(jié)合了顯式知識規(guī)則的優(yōu)點，可在設(shè)計過程中交互式捕捉設(shè)計意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。V5在Windows平臺的應(yīng)用可使設(shè)計師更加簡便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而UNIX平臺上NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在UNIX平臺上高效地處理復(fù)雜的工作。 CATIA CATIA V5對于開發(fā)過程、功能和硬件平臺可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開發(fā)鏈中的每個專業(yè)成員配置最合理的解決方案。 為確保CATIA產(chǎn)品系列的發(fā)展，CATIA在這個環(huán)境中，可以對產(chǎn)品開發(fā)過程的各個方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。軟件的一種全新風(fēng)格。CATIA的電子樣機(jī)設(shè)計環(huán)境使得摩托車廠家能夠快速及時的響應(yīng)和滿足客戶的需求，向市場推出各種型號的摩托車，滿足不同消費層次。在中國，CATIA也得到了廣泛的應(yīng)用，包括一汽集團(tuán)、一汽大眾、沈陽金杯、上海大眾、北京吉普、武漢神龍在內(nèi)的許多汽車公司都選用CATIA開發(fā)他們的新車型。是世界著名的航空航天企業(yè)，成立于1981年。5 基于CATIA的差速器建模 CATIA軟件的介紹CATIA是法國達(dá)索飛機(jī)公司開發(fā)的高檔 CAD/CAM軟件，目前在中國由IBM公司代理 銷售。淬火后的回火溫度，根據(jù)桿部要求硬度HRC30—35，選用420左右10攝氏度回火。從這一點出發(fā)，半軸又是一個易損件。由于這些先進(jìn)工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳(40號、45號)鋼的半軸也日益增多。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為HB388—444(突緣部分可降至HB248)。 選擇用鋼根據(jù)汽車半軸技術(shù)條件規(guī)定，半軸材料可選用40Cr,40CrMo,40CrMnMo鋼。 半軸的工作條件和性能要求汽車半軸是傳遞扭矩的一個重要部件。半軸彎曲應(yīng)力，為 (48) 750mpa范圍 半軸花鍵設(shè)計矩形花鍵具有定心精度高，定心的穩(wěn)定性好，使用磨削的方法消除熱處理引起的變形的特點，是應(yīng)用最為廣泛的花鍵連接，本設(shè)計采用矩形花鍵。得=6300N =5040N 半軸彎曲應(yīng)力，和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 (42)式中，a為輪轂支承軸承到車輪中心平面之間的距離，= = 合成應(yīng)力 (43)(2)側(cè)向力最大，縱向力=0，此時意味著發(fā)生側(cè)滑：外輪上的垂直反力。半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計與計算時首先應(yīng)合理地確定其計算載荷。2） 半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)盡量增大各過度部分的圓角半徑，尤其是凸緣與桿部，花鍵與桿部的過渡部分，以減小應(yīng)力集中。 半浮式半軸(圖41)的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。 圖 34 差速器殼正面剖視圖 差速器殼參數(shù)設(shè)計差速器殼體設(shè)計主要依據(jù)為半軸齒輪和行星齒輪參數(shù)，根據(jù)半軸齒輪和行星齒輪參數(shù)，如表33。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，即使?jié)櫥瑮l件較差，也能防止齒面擦傷、咬死和膠合。這種鍍層不能用來補償零件的公差尺寸，也不取代潤滑。由于鋼本身的含碳量較低，所以其鍛造性能及切削加工性能均較好。 汽車主減速器與差速器齒輪