【正文】 以特定的步長（旋轉(zhuǎn)或線性位移）和特定的步數(shù)運動，所需的輸入?yún)?shù)為步長（ Step Size）和步數(shù)（ Number of Step）。 （ 4） 單擊 ok 或 Apply 按鈕創(chuàng)建齒輪 副 。當前步數(shù)項顯示當前步數(shù)值，當執(zhí)行全程（ Full Range）運動仿真時，步數(shù)值會快速循環(huán)顯示。 連桿一 L001（ Out shaft? ），如圖 圖 連桿一 連桿二 L002。 第四步：創(chuàng)建齒輪 副 進入創(chuàng)建齒輪 副 菜單： Insert→ Gear? 或 ，如圖 。 見圖 圖 422 激活 Scenario_3 第二步：創(chuàng)建連桿 進入定義連桿菜單， Insert→ Link? 或 ，如圖 所示。如果不使用差速器的話， 那么 當車輛轉(zhuǎn)彎 的 時 候 ， 其中 有 一個 驅(qū)動輪 就會 發(fā)生打滑的現(xiàn)象 。同時也顯示了大齒輪 在結(jié)構(gòu)上 是如何與差速器殼相連的。 車輛 直線行駛時差速器的工作原理 如果車輛沿著直線向前行駛，動力傳動的路線 就如下：旋轉(zhuǎn)的傳動軸帶 動差速器 裝配 總成 的輸入軸和小齒輪，于是 這樣 使得大齒輪開始轉(zhuǎn)動。 4 個 差速 小齒輪和兩個半軸齒輪隨著殼體總成一起 發(fā)生 旋轉(zhuǎn) 運動 。 大齒輪（前面所提到的）與差速器殼體是 通過螺栓 固結(jié)的，所以大齒輪一 旦 發(fā)生 轉(zhuǎn)動就 會 帶動差速器殼體和十字軸以及它所連接的 4 個小齒輪一齊 地 產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。半軸的外端通過螺栓和制動轂以及 驅(qū)動車 輪相連接。但是，當車輛沿 著 曲線行駛或者以比較急 的角度轉(zhuǎn)彎 行駛 的 時 候 ，外側(cè)的驅(qū)動輪 行駛的距離 要比內(nèi)側(cè)的驅(qū)動輪行駛的距離 更多 。 第一步 ：進入另一運動分析方案 選擇 assemble 用鼠標右鍵點擊，選中 New Scenario。 注：創(chuàng)建運動 副 具體方法和直線運動時基本一致，只是在 差速器殼內(nèi)行星齒輪的運動不再是單單的公轉(zhuǎn)，并且要自轉(zhuǎn)，從而使得差速器側(cè)齒輪的運動速度在方向一致的前提下產(chǎn)生快慢變化。 見圖 。分析完成后，運動仿真對話框自動彈出，見圖 。如圖 圖 創(chuàng)建齒輪副 （ 1） 選擇現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn) 副 1； （ 2） 選擇現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn) 副 或平面 副 2； 注意：兩個運動 副 須預(yù)先建立，且兩個運動 副 的第二連桿是同一連桿（即第二個連桿是公共的）。 （ 4） 簡諧運動驅(qū)動 簡諧運動驅(qū)動（ Harmonic Driver）產(chǎn)生一個光滑的向前或向后的正弦運動。而特殊類型的運動 副上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 38 是在兩個普通類型的運動 副 之間定義了特殊 關(guān)系的運動 副 ，它允許兩個普通類型的運動 副 一起工作完成特殊功能。 連桿一 L001，如圖 圖 連桿一 連桿二 L002， 如圖 圖 連桿二 連桿三 L003，如圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 37 圖 連桿三 第四步：創(chuàng)建運動 副 顧名思義，運動 副 （ Joints）就是將機構(gòu)中的連桿連接（ Joint） 在一起，從而使連桿一起運動。預(yù)覽 差速器在直線運動時的運動分析 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 35 第一步：打開裝配件 assemble，進入 Modeling 模塊； 第二步：啟動運動分析模塊 選擇 Application→ Motion。 第二步 創(chuàng)建運動 副 （ Joints） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 34 UG 可創(chuàng)建約束連桿運動的運動 副 。選擇此選項，彈出點構(gòu)造器，可用他指定兩點，組件從第一點移到第二點。 ３ . 加入組件 Differential carrier: Assemblies→ Components→ Edit Existing? 或 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 30 Choose Part File→ Differential→ ok→定義安放位置（０，０，０） ４ . 建立新文件 Onepiece spherical washer： Assemblies→ Components→ creat new 或 →跳出選擇框， ok→輸入新的文件名 Onepiece spherical washer， ok→ ok ５ . 在裝配數(shù)中右擊文件 Onepiece spherical washer，選擇 make work part，將其變?yōu)楣ぷ髁慵?。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 29 自底向上裝配 自底向上裝配是建立在單個零件的幾何模型即組件，在組裝成子裝配件，最后裝成裝配件，自底向 上逐級地進行設(shè)計。一個主模型可以同時被工程圖、裝配、加工、機構(gòu)分析和有限元分析等模塊引用。組件對象記錄的信息有： 名字、層、顏色、線型、線寬、引用集和配對條件等。626? 3539。4133? 3639。4133a rc t a n211 ??? ZZ? , 3639。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 Z2／ Z1在 1． 5～ 2． 0的范圍內(nèi)。 利用 Unigraphics 系統(tǒng)，汽車及其零部件現(xiàn)在可以以一種完全數(shù)字化的方式進行設(shè)計、實驗、制圖及制造。 4. 面設(shè)計采用非均勻有理 B 樣條基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜的曲面，特別適合于汽車外形設(shè)計、汽輪機葉片設(shè)計等復(fù)雜曲面造型。 90 年代初，美國通用汽車公司選中 UG作 為全公司的 CAD/CAE/CAM/CIM 主導(dǎo)系統(tǒng)，這進一步推動了 UG 的發(fā)展。 轉(zhuǎn)矩分配 見圖 圖 SANTANA 差速器轉(zhuǎn)距分配 主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩為 0M ，當行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)時，021 21 MMM ??； 當行星齒輪有自轉(zhuǎn)時， 21 nn? ，則由于行星輪自轉(zhuǎn)，行星輪輪孔與行星齒輪軸間，及齒輪背部與差速器殼之間產(chǎn)生摩擦，行星齒輪所受的摩擦力矩為 TM ，如上圖所示， )(21 01 TMMM ?? ， )(21 02 TMMM ?? 左右輪上的轉(zhuǎn)矩之差等于差速器內(nèi)部摩擦力矩 TM ； TM 使得轉(zhuǎn)的快的半軸減速，轉(zhuǎn)得慢的半軸加速，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的分配。 適用性：適合后橋驅(qū)動輕度越野和低附著力路面。完成一次分離并重新結(jié)合的操作，兩個車輪的角度差不小于 18度。 缺點 就是 鎖止噪音比較大，結(jié)構(gòu)比機械鎖止差速器復(fù)雜，每一種差速器只能適用于一種車型，不具有通用性。 自動機械鎖止差速器 ： 這類差速器的基本結(jié)構(gòu)和機械鎖止式差速器相同，不同的是，機械鎖止差速器的鎖止和解鎖，完全由駕駛員人工控制；自動機械鎖止式差速器則是根據(jù)路況自行鎖止和解鎖。 這種差速器的優(yōu)點不言而喻，在越野路面提供了最大的驅(qū)動力，缺點是在差速器鎖止的情況下，車輛轉(zhuǎn)向極其困難；存在單車輪承受發(fā)動機100％的扭矩的可能，半軸會因為扭矩過大而變形或折斷；車輛在轉(zhuǎn)向的過程中，兩半軸承受相反的扭矩，如果兩側(cè)輪胎的附著力 都很大，會扭斷半軸。優(yōu)點就是提供一定的限滑力矩，缺點是轉(zhuǎn)向特性變差，摩擦片壽命有限。 車輛轉(zhuǎn)彎輪胎不打滑的狀態(tài)下，差速器連接的兩個半軸的扭矩方向是相反的，給車輛提供向前驅(qū)動力的，只有內(nèi)側(cè)的車輪，行星架和內(nèi)側(cè)的太陽輪之間由等速傳動變成了減速傳動，駕駛感覺就是彎道加速比直道加速更有力。 多軸驅(qū)動汽車上，各驅(qū)動橋間由傳動軸相連。若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性轉(zhuǎn)軸上，兩輪角速度相等，則此時外輪必然是邊滾動邊滑動，內(nèi)輪必然是邊滾動邊滑動轉(zhuǎn)。這樣 既保證設(shè)計的正確性，同時也 對差速器的結(jié)構(gòu)和工作原理 有 了 更 直 觀、 形象的了解 。 接著使 用 UG 的裝配模塊。 首先 通過比較各種差速器的優(yōu)缺點，再根據(jù)桑塔納的實際特點選擇合適的差速器結(jié)構(gòu)類型。 本課題以桑塔納轎車差速器為研究目標。 其中運用到了抽殼、陣列、 掃描等命令。最后觀察到結(jié)果和設(shè)計要求相吻合。 當汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，內(nèi)外兩側(cè)車輪中心在同一時間內(nèi)移動過的曲線距離顯然不同，即外側(cè)車輪移動過的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪。這 種裝在同一驅(qū)動橋兩側(cè)驅(qū)動輪之間的差速器稱為輪間差速器。在一個驅(qū)動輪懸空情況下，如果傳動軸是勻速轉(zhuǎn)動，有附著力的驅(qū)動上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 7 輪是沒有驅(qū)動力的，如果傳動軸是加速轉(zhuǎn)動，有附著力的驅(qū)動輪的驅(qū)動力等于懸空車輪的角加速度和轉(zhuǎn)動慣量的乘積。 LSD具備開式差速器的傳動特性和機械結(jié)構(gòu)。 鎖止式差速器，在沒有鎖止的時候，其傳動特性與開式差速器完全相同，在鎖止的情況下，傳動比被固定為 1： 1。這類差速器鎖，由于成本原因，一般只應(yīng)用于高檔轎車和高檔的 SUV?？煽啃苑浅８摺蓚€輪子轉(zhuǎn)動角度相同的時候，離合器再結(jié)合。 缺點：不能用于全時四驅(qū)的前橋；在附著力比較高的平坦路面，提供的牽引力小于鎖止式差速器；在高附著力路面，兩個驅(qū)動輪同時打滑，對半軸的沖擊力非常大，容易扭斷半軸；安裝 自動解鎖差速器 會導(dǎo)致自動檔上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 11 車換檔沖擊變大。這相當于將差速器殼鎖止（中央制動器，鎖住傳動軸），但汽車仍然能動，所以現(xiàn)在逐漸取消中央制動器。它是從二維繪圖、數(shù)控加工編程、曲面造型等功能發(fā)展起來的軟件。 3. 用基于特征（如孔、凸臺、型腔、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計方法，并能用參數(shù)驅(qū)動。 8. 具有良好的用戶界面，絕 大多數(shù)功能都可通過圖表實現(xiàn)；進行對象操作時，具有自動推力功能；同時，在每個操作步驟中，都有相應(yīng)的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。半軸齒輪齒數(shù) Z2在 14～ 25選用。 差速器的主要工作部件： ? 從動軸 見 圖 圖 從動軸 ? 從動錐齒輪 見 圖 圖 從動錐齒輪 ? 差速器 半軸 齒輪 見 圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 19 圖 半軸齒輪 ? 防轉(zhuǎn)螺母 見 圖 圖 防轉(zhuǎn)螺母 ? 行星齒輪軸 見 圖 圖 行星齒輪軸 ? 行星齒輪 見 圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 20 圖 行星齒輪 ? 圓錐滾子軸承 見 圖 圖 圓錐滾子軸承 ? 差速器殼 見 圖 圖 差速器殼 ? 凸緣軸螺栓 見 圖 圖 凸緣軸螺栓 ? 凸緣軸 圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 21 圖 凸緣軸 ? 里程表主動齒輪襯套 見 圖 圖 里程表主動齒輪襯套 ? 里程表主動齒輪 見 圖 圖 里程表主動齒輪 ? 螺栓 圖 213 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 22 圖 螺栓 ? 彈性鎖銷 圖 圖 彈性鎖銷 ? 球型墊圈 圖 圖 球形墊圈 ? 圓柱滾子軸承 圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SANTANA轎車差速器設(shè)計與分析 23 圖 圓柱滾子軸承 ? 雙列圓錐滾子軸承 圖 圖 雙列圓錐滾子軸承 差速器主要部件的尺寸計算 ? 齒數(shù) 101?Z ， 152?Z ? 大端模數(shù) ?em ? 齒頂高系 1*?ah ，頂隙系數(shù) * ???emc ?????????（ ） ? 徑向變位系數(shù) )11(21 ??? ux， ???? xx ????（ ） ? 切向變位系數(shù) ?tx ， ???? tt xx ??????????? （ ） ? 分錐角 2439。4348222 ???? ff ??? ????? () 表 21 差速齒輪與半周齒輪的幾何尺寸計算 序號 名稱 符號 差速齒輪 半周齒輪 1 大端模數(shù) em 2 傳動比 i 3 分度圓錐角 ? 2439。5363? 16 根 錐角 f? 2339。 組件對象 每一個裝配件和子裝配件都可以看作是一個組件對象，組件對象是一個從裝配件或子裝配件鏈接到主模型部件的指針實體。 主模型概念 主模型是各個模塊都能引用的部件模型，是機算機并行工程思想再 UG軟件中的一種體現(xiàn)。