【正文】 在差速器設(shè)計(jì)過(guò)程中，我翻閱大量文獻(xiàn)，參考了部分實(shí)體，在眾多差速器的結(jié)構(gòu)，采用一種普遍的差速器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)—普通圓錐齒輪式差速器設(shè)計(jì)，根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》這本書，確定了差速器齒輪的各參數(shù)；接著對(duì)差速器進(jìn)行CATIA建模，通過(guò)對(duì)CATIA的摸索，學(xué)習(xí)，我基本掌握了草圖設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，但對(duì)差速器的曲面設(shè)計(jì)還有一些問(wèn)題；最后對(duì)差速器殼體的設(shè)計(jì)，差速器殼體是連接差速器齒輪和主減速器的重要部分，它的設(shè)計(jì)受到這兩個(gè)方面的限制，同時(shí)，還要考慮殼體的厚度。Step2 【工具】→【公式】，輸入半軸齒輪的參數(shù)，如圖51，52，畫出一個(gè)齒，接著用陣列，畫出每個(gè)齒。 CATIA功能介紹 1）裝配設(shè)計(jì)(ASS)裝配設(shè)計(jì)模塊可以使設(shè)計(jì)師建立并管理基于 3D 零件機(jī)械裝配件. 裝配件可以由多個(gè) ,方便了 CATIA 運(yùn)動(dòng) 置,可加快裝配件的設(shè)計(jì)進(jìn)度,后續(xù)應(yīng)用可利用此模型進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì),分析,制造等。3）造船工業(yè)：現(xiàn)在，Scania 2）汽車工業(yè)：V4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個(gè)完整的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 CATIA 3）與NT和UNIX硬件平臺(tái)的獨(dú)立性 1）重新構(gòu)造的新一代體系結(jié)構(gòu)新的V5版本界面更加友好，功能也日趨強(qiáng)大，并且開創(chuàng)了CAD/CAE/CAM廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子/電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。金相組織：回火索氏體或回火屈氏體。這是考慮到汽車超載運(yùn)行而發(fā)生事故時(shí)，半軸首先破壞對(duì)保護(hù)后橋內(nèi)的主動(dòng)齒輪不受損壞有利的。40MnB是我國(guó)研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好?；ㄦI的平均長(zhǎng)度，矩形花鍵：=；許用擠壓應(yīng)力，由上表41得=120200MPa取l為90mm。 半浮式半軸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下三種載荷工況：(1)縱向力最大，側(cè)向力為0：此時(shí)垂向力，取10500N縱向力最大值，計(jì)算時(shí)可取1．2，取0．8。 圖41 半軸結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)圖及受力情況 a)半浮式 b)3/4浮式 c)全浮式 半浮式半軸桿部半徑的確定 在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中，對(duì)半軸的設(shè)計(jì)要求有：1） 半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑，以便使半軸各部分基本達(dá)到等強(qiáng)度。差速器殼體分為左右兩部分，用螺栓連接，如圖34，差速器殼體材料采用20CrMnTi。為改善新齒輪的磨合狀況．防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪副(或僅是大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對(duì)研磨)—、鍍錫。差速器齒輪的材料應(yīng)滿足以下的要求： 1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有較高的耐磨性； 2）輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性，以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷； 3）使用的鋼材鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理變形小或者變形規(guī)律易控制。輪齒彎曲強(qiáng)度為： (317) 式中：—差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式 在此 =。m， —行星齒輪的數(shù)目；在此為2， —行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm，≈，為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而≈； 支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取69 MPa，根據(jù)上式， （315） （316） 差速器齒輪的幾何計(jì)算[8] 差速器直齒錐齒輪的計(jì)算按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的要求計(jì)算如下表32：表32 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)，應(yīng)盡量取最小值2半軸齒輪齒數(shù)=14～25，且需滿足式（36）3模數(shù)4齒面寬。=176。 球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： mm (34) 式中：—行星齒輪球面半徑系數(shù)，～，對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的輕型汽車取大值，=； —計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取和的較小值，計(jì)算轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 （35） 式中—車輪的滾動(dòng)半徑， = —變速器量高檔傳動(dòng)比, =1根據(jù)所選定的主減速比值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。有式（33）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。該差速器工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復(fù)雜。由于這種差速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，因而限制了它的應(yīng)用。 滑塊凸輪式差速器址一種高摩擦自鎖差速器，其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小。強(qiáng)制鎖止式差速器可充分利用原差速器結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。當(dāng)左、右半軸轉(zhuǎn)速不等時(shí)，主、從動(dòng)摩擦片間產(chǎn)生相對(duì)滑轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生摩擦力矩。根據(jù)力矩平衡可得 (22)差速器性能常以鎖緊系數(shù)k是來(lái)表征，定義為差速器的內(nèi)摩擦力矩與差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩之比，由下式確定 (23)結(jié)合式(2—2)可得 (24)定義快慢轉(zhuǎn)半軸的轉(zhuǎn)矩比kb=T2/T1,則kb與k之間有 。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動(dòng)，在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輪能以不同的角度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器的設(shè)計(jì)要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速）。微型車后橋采用半浮式半軸。在普通的驅(qū)動(dòng)橋上，如果驅(qū)動(dòng)車輪不是轉(zhuǎn)向輪，則車輪直接由聯(lián)接差速器和輪轂的半軸來(lái)驅(qū)動(dòng)。微型汽車驅(qū)動(dòng)橋采用的是雙曲面齒輪。當(dāng)變速器處于直接擋位時(shí)，汽車的動(dòng)力性及燃料經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速器比。非斷開式驅(qū)動(dòng)后橋的橋殼多采用整體式(如沖焊結(jié)構(gòu)，鑄造結(jié)構(gòu))，也可以采用可分式的，但由于后者在維修，調(diào)整主減速器時(shí)拆裝的不便，故已很少采用。我國(guó)在驅(qū)動(dòng)橋的開發(fā)水平上與國(guó)外同類企業(yè)相比還比較落后，不適應(yīng)新的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)只局限于二維制圖，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不能進(jìn)行建模和CAE分析，致使產(chǎn)品設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)大，成本高，效率低。然而，我國(guó)汽車零部件企業(yè)的CAD應(yīng)用大部分只是停留在計(jì)算機(jī)繪圖階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)還局限于幾何尺寸設(shè)計(jì)。2）開發(fā)模式落后我國(guó)汽車車橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測(cè)繪、引進(jìn)、自主開發(fā)三種組成。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 Finally using CATIA software modeling design of automotive differential, promoted design level, shorten the development cycle, improve the product quality, design pletely reasonable, can achieve the desired goals.Key words： Differential mechanism； Differential gear； Planetary gear； Semiaxis；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。隨著汽車技術(shù)的成熟，輕型車的不斷普及，人們根據(jù)差速器使用目的的不同，設(shè)計(jì)出多種類型差速器。與國(guó)外相比，我國(guó)的車用差速器開發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前興起的三維軟件設(shè)計(jì)方面，缺乏獨(dú)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，這樣就造成設(shè)計(jì)手段落后，新產(chǎn)品上市周期慢，材料品質(zhì)和工藝加工水平也存在很多弱點(diǎn)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。在中小企業(yè)中，測(cè)繪市場(chǎng)銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)軟件及在三維建模的基礎(chǔ)上對(duì)汽車車橋的有限元分析、動(dòng)態(tài)仿真還極為落后。 本文研究主要內(nèi)容(1)分析驅(qū)動(dòng)橋國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析驅(qū)動(dòng)橋的基本原理及運(yùn)行機(jī)理提煉出驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)；(2)根據(jù)經(jīng)濟(jì)、適用、舒適、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則和分析比較，確定輕型車驅(qū)動(dòng)橋的差速器及半軸的結(jié)構(gòu)型式，并且對(duì)其差速器的主、從齒進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核以滿足強(qiáng)度和降噪要求。有些汽車為了提高其行駛平順性，舒適性而采用獨(dú)立懸架時(shí)，則采用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。在汽車的總布置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車的工作條件及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、輪胎等的有關(guān)參數(shù)，選擇合適的主減速比來(lái)保證汽車具有良好的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時(shí)，左、右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程是不相等的，因此其轉(zhuǎn)速也應(yīng)不同[2]。這時(shí)，半軸由于其外端支承的不同而承受不同的載荷。驅(qū)動(dòng)橋不僅是汽車的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，而且也是汽車的行使機(jī)構(gòu)，還起著支承汽車荷重的作用。當(dāng)汽車直行時(shí)，左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)三者平衡狀態(tài)被破壞，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。差速器的這種調(diào)整是自動(dòng)的，這里涉及到“最小能耗原理”，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 (25)普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)是。此摩擦力矩Tr，與差速器所傳遞的轉(zhuǎn)矩丁。目前，許多使用范圍比較廣的重型貨車上都裝用差速鎖。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)零件材料、機(jī)械加工、熱處耶、化學(xué)處理等方面均有較高的技術(shù)要求。 牙嵌式自由輪差速器牙嵌式自由輪差速器(圖26)是自鎖式差速器的一種。3 普通圓錐齒輪式差速器設(shè)計(jì)汽車在行駛過(guò)程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等，例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過(guò)的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；由于路面波形不同也會(huì)造成兩側(cè)車輪滾過(guò)的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會(huì)引起左、右車輪因滾動(dòng)半徑的不同而使左、右車輪行程不等。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，固為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為w0；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度為和。 普通圓錐齒輪式差速器的結(jié)構(gòu)普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成[7]。把=5200r/n , =140km/h , = , =1代入（35）計(jì)算出 =從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （36） 式中：—計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； =158 —計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，=1；—變速器傳動(dòng)比，=；—主減速器傳動(dòng)比，=；—變速器傳動(dòng)效率，=；—液力變矩器變矩系數(shù)，=1；—由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，=1；—變速器最低擋傳動(dòng)比，=1；代入式（46），有： = Nm主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩=根據(jù)上式== （37） 所以預(yù)選其節(jié)錐距=43mm 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)選擇為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。 （310） 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m， m==== （311） 查閱文獻(xiàn)[3]， 取m=4mm，得 =48mm， =418=72mm 壓力角目前，176?！?0m5工作齒高6全齒高7壓力角8軸交角=90176。 17面錐角；。m； —差速器的行星齒輪數(shù)； —半軸齒輪齒數(shù)；　 —