【正文】 因?yàn)樗膫€(gè)小齒輪和兩個(gè)半軸齒輪是固接的，動(dòng)力通過(guò)差速器 裝配總成平均地 分配到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上。 在圖 124 中，十字軸 同時(shí) 支撐 4 個(gè)小齒輪。 在圖 122 中， 由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的 動(dòng)力通過(guò) 變速箱的 傳動(dòng)軸后 的 法蘭盤(pán)傳遞至差速器輸入法蘭 盤(pán)，然后通過(guò)花鍵傳遞到與差速器小 齒輪 相嚙合 的大齒 輪上。 表 43 輸入軸抱死時(shí)的連桿和運(yùn)動(dòng) 副 序號(hào) 名稱(chēng) 部件 備注 1 連桿 L001 凸緣軸、凸緣軸螺栓、差速器側(cè)齒輪、防轉(zhuǎn)螺母 如圖 2 連桿 L002 凸緣軸、凸緣軸螺栓、差速器側(cè)齒輪、防轉(zhuǎn)螺母 如圖 3 連桿 L00 L006 行星齒輪 如圖 4 運(yùn)動(dòng) 副 J005 定義連桿 L001 為旋轉(zhuǎn) 副 如圖 5 運(yùn)動(dòng) 副 J002 定義連桿 L002 為旋轉(zhuǎn) 副 如圖 6 運(yùn)動(dòng) 副 J003 定義連桿 L003 為旋轉(zhuǎn) 副 如圖 7 運(yùn)動(dòng) 副 J004 定義連桿 L004 為旋轉(zhuǎn) 副 如圖 8 運(yùn)動(dòng) 副 J005 定義連桿 L00 L003 為一齒輪 副 如圖 9 運(yùn)動(dòng) 副 J006 定義連桿 L00 L004 為一齒輪 副 如圖 差速器的連桿和運(yùn)動(dòng)付設(shè)置如圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 52 圖 第五步：運(yùn)動(dòng)仿真 進(jìn) 入運(yùn)動(dòng)仿真： Analysis→ Motion→ Animation 或 在圖 對(duì)話(huà)框中輸入 Time 為 24， Step 為 100，單擊 ok, 彈出對(duì)話(huà)框 ，點(diǎn)擊 play，觀(guān)看結(jié)果 5 總結(jié) 通過(guò) 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步對(duì)汽車(chē)差速器的結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行了學(xué)習(xí)，并以 SANTANA 轎車(chē)差速器為例，使用 Unigraphics 軟件完成了零件的模型建立及差速器的裝配工作，為了更好的反映差速器的結(jié)構(gòu)和實(shí)際運(yùn)動(dòng)，我又進(jìn)行了差速器的運(yùn)動(dòng)分析，讓模型盡可能的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，使其具有一定的理論和實(shí)用意義。 差速器抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析 這種情況是理想狀態(tài)下才會(huì)實(shí)現(xiàn)的。 如圖 圖 連桿四 連桿五 L00連桿六 L006。 見(jiàn)圖 。 時(shí)間值代表運(yùn)動(dòng)分析模型所分析的時(shí)間段內(nèi)的時(shí)間，步數(shù)值代表在此時(shí)間段內(nèi)分幾個(gè)瞬態(tài)位置進(jìn)行分析或顯示。這類(lèi)運(yùn)動(dòng) 副 包括可以表達(dá)為比率的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。當(dāng)建立或編輯用一個(gè)運(yùn)動(dòng)副 時(shí)，就會(huì)彈出運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)話(huà)框，見(jiàn)圖 圖 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)話(huà)框 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 41 共有 5 個(gè)輸入類(lèi)型： （ 1） 無(wú)驅(qū)動(dòng) 無(wú)驅(qū)動(dòng)（ No driver）：顧名思義，沒(méi)有外加的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)賦在運(yùn)動(dòng) 副 上。 進(jìn)入運(yùn)動(dòng) 副 菜單： Insert→ Joint? 或 。編輯名字項(xiàng)按回車(chē)鍵可改變名字。 (2) 運(yùn)動(dòng)仿真（ Animation） 運(yùn)動(dòng)仿真是基于時(shí)間的 一種運(yùn)動(dòng)方式。運(yùn)動(dòng)分析模塊的分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（加長(zhǎng)或縮短構(gòu)件的力臂長(zhǎng)度、修改凸輪型線(xiàn)、調(diào)整齒輪比等）或調(diào)整零件的材料（減輕或加重或增加硬度等）。 爆炸視圖的特點(diǎn)： a 可對(duì)爆炸視圖中的組件進(jìn)行所有的 UG 操作， b 任何對(duì)爆炸視圖中組件的操作都影響到非爆炸視圖中的組件， c 爆炸視圖可隨時(shí)在任意視圖中顯示或不顯示。具體的裝配順序見(jiàn)圖 差速器零件的裝配順序 裝配過(guò)程 下面以球型墊片的裝配方法為例，具體介紹自頂向下的裝配方式 。虛 擬裝配采用了許多先進(jìn)技術(shù)：將零件放在不同的文件中以減少裝配存儲(chǔ)量；以主模型為基礎(chǔ)保持幾何相關(guān)性和零件的自 動(dòng)刷新；采用引用集簡(jiǎn)化顯示模型信息；約束零件之間的定位關(guān)系；建立裝配結(jié)構(gòu)樹(shù)便于裝配的各種操作。 （ 4） 組件的目錄沒(méi)有限制，可以是當(dāng)前目錄的，也可以不是，只要你有讀的權(quán)限就可以用來(lái)裝配。 基本概念 裝配件和子裝配件 裝配件就是我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)中學(xué)過(guò)的整件，子裝配件就是部件，整件由部件和零件裝配而成。357? 15 頂 錐角 a? 2539。5363222 ???? aa ??? ????? () ? 根錐角 2339。 本設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況， 采用壓力角為 39。根據(jù)本設(shè)計(jì)的情況，取 n＝ 2 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 17 ? 行星齒輪球面半徑 BR 確定 行星齒輪球面半徑 Rb 反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力 ，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定 ： mmMKR BB 33 0 ???? ???????????????（ ） 式中， Kb 為行星齒輪球面半徑系數(shù)， Kb =2． 5～ 3． 0，對(duì)于有四個(gè)行星齒輪的轎車(chē)和公路用貨車(chē)取小值，對(duì)于有兩個(gè)行星齒輪的轎車(chē)及四個(gè)行星齒輪的越野車(chē)和礦用車(chē)取大值 。目前著名CAD/CAM/CAE軟件均以此作為實(shí)體造型基礎(chǔ)。 具體來(lái)說(shuō)，該軟件具有以下特點(diǎn)： 1. 具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，真正實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM/CAE 等各模塊之間的無(wú)數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實(shí)施并行工程。在 UG 中，優(yōu)越的參 數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線(xiàn)框和表面功能結(jié)合在一起，這一結(jié)合 被實(shí)踐證明是強(qiáng)有力的，并 被大多數(shù) CAD/CAM 軟件廠(chǎng)商所采用。 見(jiàn) 圖 。但原車(chē)半軸設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮這種沖擊扭矩，往往承受不了 。 自動(dòng)解鎖差速器 在車(chē)輛直行的時(shí)候，左右半軸通過(guò)齒輪與小齒輪軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，工作在鎖止?fàn)顟B(tài)。 它的 優(yōu)點(diǎn) 是 公路行駛特性與開(kāi)式差速器完全相同。 它的 優(yōu)點(diǎn) 是 安全性好，不會(huì)損壞車(chē)輛 。通過(guò)行星齒輪組分析，就是把行星齒輪組 的變速機(jī)構(gòu)鎖死，保證行星架和太陽(yáng)輪之間，以及兩個(gè)太陽(yáng)輪之間的傳動(dòng)比都是 1： 1。 限滑差速器提供的附加扭矩，與摩擦片傳遞的動(dòng)力和兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差有關(guān)。通過(guò)行星齒輪組的傳動(dòng)特性我們知道，如果行星架作為主動(dòng)軸， 兩個(gè)太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向是不確定的，甚至兩個(gè)太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相反的。所以，在正常的行駛條件下，應(yīng)使車(chē)輪盡可能不發(fā)生滑動(dòng)。現(xiàn)今的差速器無(wú)論在類(lèi)型，結(jié)構(gòu)還是功能上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了雷諾當(dāng)時(shí)能夠想象的。先是對(duì) UG 運(yùn)動(dòng)分析模塊中的運(yùn)動(dòng) 副 和驅(qū)動(dòng)方式的定義進(jìn)行了解。再根據(jù)轉(zhuǎn)距完成差速器主要部件 —— 差速齒輪和半軸齒輪的尺寸計(jì)算，再對(duì)齒輪的強(qiáng)度進(jìn)行校 核 ，保證差速器工作的可靠性和安全性。隨著人們對(duì)安全性和舒適性要求的提高，差速器的作用顯的更為重要。此類(lèi)差速器技術(shù)成熟，制造安裝簡(jiǎn)單，可適用于一般路況，符合桑塔納轎車(chē)的產(chǎn)品定位和使用特點(diǎn)。 因?yàn)椴钏倨鹘Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以采用混合裝配方式 差速器總成的裝配工作。本茨制成第一輛汽車(chē)以來(lái)，由于科技、技術(shù)的進(jìn)步以及人們認(rèn)識(shí)逐步認(rèn)識(shí)到汽車(chē)的不足，汽車(chē)在不斷地改變著。即使路面非常平直，但由于輪胎制造尺寸誤差，磨損程度不同，承受的載荷不同或者充氣壓力不 等，各個(gè)輪胎的滾動(dòng)半徑實(shí)際上不可能相上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 6 等。為使各驅(qū)動(dòng)橋有可能具有不同的輸入角速度，以消除各橋驅(qū)動(dòng)輪的滑動(dòng)現(xiàn)象，可以在驅(qū)動(dòng)橋之間裝設(shè)軸間差速器。缺點(diǎn)就是在一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪喪失附著力的情況下，另外一個(gè)也沒(méi)有驅(qū)動(dòng)力。通常用于后驅(qū)車(chē)。 鎖止式差速器具備開(kāi)式差速器的所有結(jié)構(gòu)和特性，在未鎖止的情況下，應(yīng)用范圍與開(kāi)式差速器相同；在鎖止的情況下，只適合于低速行駛在非鋪裝路面，不能在鋪裝路面上行駛，否則會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛損壞和轉(zhuǎn)向失控。 此類(lèi)差速器的 鎖止條件 是 差速器殼體轉(zhuǎn)速不超過(guò)設(shè)定值（也就是車(chē)速低于設(shè)定值），變齒輪與差速器殼的轉(zhuǎn)速差超過(guò)設(shè)定值（左右車(chē)輪的轉(zhuǎn)速差太大），如果兩個(gè)條件都符合，就會(huì)觸發(fā)差速器的鎖止，正常行駛中的轉(zhuǎn)向不會(huì)引起它的鎖止。 以 Eaton公司的產(chǎn)品為代表的自動(dòng)機(jī)械鎖止差速器是最適合越野車(chē)適用的差速器，遺憾的是，沒(méi)有能直接給小切用的產(chǎn)品。如果用于前橋驅(qū)動(dòng)，車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 會(huì)隨著加減油門(mén)有失控的傾向。 SANTANA 差速器的 具體 構(gòu)造及工作 原理 SANTANA 差速器的具體結(jié)構(gòu) SANTANA 差速器為對(duì)稱(chēng)式錐齒輪式。由于轉(zhuǎn)矩分配特性，在通過(guò)壞路時(shí)（一邊車(chē)輪在好路上，一邊車(chē)輪在壞路上滑轉(zhuǎn)）靜止不動(dòng)車(chē)輪上分配轉(zhuǎn)矩與滑轉(zhuǎn)車(chē)輪上的很小的轉(zhuǎn)矩近似相等，總的牽引力不能克服行駛阻力，汽車(chē)不能前進(jìn)。由此形成了一個(gè)從低端到高端，兼有 Unix 工作站版和 WindowsNT 微機(jī)版的較完 善的企業(yè)級(jí) CAD/CAE/CAM/PDM 集成系統(tǒng)。能按ISO 標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)注尺 寸、形狀公差和漢字說(shuō)明等。 2 汽車(chē)差速器的 設(shè)計(jì)計(jì)算 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 16 桑塔納轎車(chē)及 差速器的主要參數(shù) 桑塔納轎車(chē)的技術(shù)參數(shù) ? 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 maxT 根據(jù)《上海桑塔納轎車(chē)結(jié) 構(gòu)圖冊(cè)》，桑塔納轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩m a x rmNT ?? ? 變速器的傳動(dòng)比 因?yàn)閭鲃?dòng)比越大，傳動(dòng)系所傳遞的扭矩就越大。 因此： 行星齒輪輪齒數(shù) 1 10z? 半軸齒輪齒數(shù) 152?Z 滿(mǎn)足安裝條件為： 22LRzzIn? ? ? 速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 ? 行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 12,?? ： 2439。3571 ???eff Rhar ctg? ????????????????? () ? 齒頂角， 0139。357? 0139。因此： ? ? ? ? ? ?HeHM P aub KTubR ?? ??? ????????? 32322 ， 所以，安全 ? 齒輪的齒根彎曲 應(yīng)力驗(yàn)算 交角為直角的鋼制直齒圓 錐齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式為： zbmKTYe FF 22?? ??????????????????????????? () 同上，只需驗(yàn)算傳遞轉(zhuǎn)矩較大的齒輪，即半軸齒輪即可 ? ?Fe FF zbmKT Y ?? ???? ????? 151160222 222 22，所以安全 因此設(shè)計(jì)的差速齒輪和半軸齒輪滿(mǎn)足可靠性和安全性的要求 3 零件的裝配 零件裝配 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 27 裝配是將產(chǎn)品零件進(jìn)行組織，定位的一個(gè)過(guò)程。組件可以是： （ 1） 英制或公制兩種不同的單位。 裝配模式 多零件裝配 用此方法進(jìn)行裝配，裝配件中的零件與原零件之間是一種拷貝關(guān)系而非鏈接關(guān)系，對(duì)原零件的修改不能自動(dòng)反映到裝配中，是一種非智能裝配，既浪費(fèi)內(nèi)存，又影響裝配速度。例如，一開(kāi)始在自底向上模式下工作，隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的進(jìn)展，可以轉(zhuǎn)到自頂向下模式。結(jié)果如圖 所示 圖 球形墊圈的裝配 最終的裝配結(jié)果如圖 所示 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 31 圖 差速器裝配結(jié)果 爆炸 視圖 在產(chǎn)品裝配中，利用爆炸分離圖可以將裝配圖中的零件分離開(kāi)，以便清晰地反映出零件的裝配方向和關(guān)系。運(yùn)動(dòng)分析模塊自動(dòng)復(fù)制主模型的裝配文件，并建立一系列不同的運(yùn)動(dòng)分析方案。 第三步 定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（ Motion Driver） 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。 系統(tǒng)切換到 Scenario_1,并使之成為工作部件。 運(yùn)動(dòng) 副 約束：在創(chuàng)建運(yùn)動(dòng) 副 之前，機(jī)構(gòu)中的連桿是在空間浮動(dòng) 的，沒(méi)有約束，具有 6 個(gè)自由度（ Degrees Of Freedom,DOF）： 沿 X、 Y、 Z 方向的移動(dòng)，繞 X、 Y、 Z 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖 運(yùn)動(dòng) 副 對(duì)話(huà)框 ：旋轉(zhuǎn) 副 ：滑動(dòng) 副 ：柱面 副 ：螺旋 副 ：萬(wàn)向節(jié) ：球面 副 ：平面 副 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng) 副 的操作分四步： （ 1） 選擇運(yùn)動(dòng) 副 要約束的第一連桿（ First Link） . （ 2） 確定運(yùn)動(dòng) 副 第一連桿的原點(diǎn)和方向 (Origin and Orientation on First 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 39 Link). （ 3） 選擇運(yùn)動(dòng) 副 要約束的第二連桿 (Second Link) （ 4） 確定運(yùn)動(dòng) 副 第二連桿的原點(diǎn)和方向（ Origin and Orientation on Second Link） . 選擇步驟見(jiàn)圖 ： 圖 運(yùn)動(dòng) 副 的定義 其他的運(yùn)動(dòng) 副 參數(shù) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） SANTANA轎車(chē)差速器設(shè)計(jì)與分析 40 運(yùn)動(dòng) 副 參數(shù)對(duì)話(huà)框的下部有 5 個(gè)選項(xiàng)：運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（ Motion Driver）、運(yùn)動(dòng)副 圖表比例（ Joint Scale）、比例（ Ratio）、運(yùn)動(dòng) 副 圖表顏色（ Joint Color）及運(yùn)動(dòng)范圍限制（ Limits）。 （ 5） 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)（ Articulation Driver）設(shè)某一運(yùn)動(dòng) 副