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差速器設(shè)計說明書畢業(yè)設(shè)計(存儲版)

2024-09-01 04:05上一頁面

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【正文】 尺寸系數(shù),反映材料的不均勻性,與齒輪尺寸和熱處理有關(guān),  當(dāng)m時,在此=  —載荷分配系數(shù),當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承型式時,=~;~。 汽車主減速器與差速器齒輪基本上都采用滲碳合金鋼制造【9】。這種鍍層不能用來補償零件的公差尺寸,也不取代潤滑。 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。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。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)。從這一點出發(fā),半軸又是一個易損件。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。在中國,CATIA也得到了廣泛的應(yīng)用,包括一汽集團、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。軟件的一種全新風(fēng)格。 為確保CATIA產(chǎn)品系列的發(fā)展,CATIA CATIAV5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。 CATIA V5應(yīng)用領(lǐng)域1)航空航天:CATIA 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)。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。 CATIA2)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。再按著錐角進(jìn)行拉升,畫出錐齒輪。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。 差速器零件建模1) 差速器半軸齒輪建模Step1 【開始】→【機械設(shè)計】→【零部件設(shè)計】,進(jìn)入到零部件設(shè)計界面[11]。產(chǎn)品是完全集成的。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。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。并將包括發(fā)動機在內(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。對于新的CATIA V5客戶,可充分利用CATIA 4)專用知識的捕捉和重復(fù)使用 CATIA V5版本特點[10]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。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)。同時水冷有利于增加半軸表面的壓應(yīng)力,提高其疲勞強度。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。半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造,如40Cr,40CrMnMo,40CrMnSi,40CrMoA,35CrMnSi,35CrMnTi等。在機械設(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)機械設(shè)計,花鍵連接的強度條件為靜聯(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,有機械設(shè)計手冊得c=;h=。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。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。 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。 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。因此,傳動系中的差速器齒輪往往是個薄弱環(huán)節(jié)。因此,對于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強度校核。15徑向間隙16齒根角。m; (39) =90176。 行星齒輪球面半徑的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸,通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑,它就是行星齒輪的安裝尺寸,實際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距,因此在一定程度上也表征了差速器的強度。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下,都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn),使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。 普通圓錐齒輪式差速器的差速原理[6]圖31 差速器差速原理 如圖31所示,對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。 牙嵌式自由輪差速器的半軸轉(zhuǎn)矩比是可變的,最大可為無窮大。當(dāng)把降到2.65~3.00,降到0.45~0.50時,可提高該差速器的使用壽命。理論上凸輪形線應(yīng)是阿基米德螺線,為加工簡單起見,可用圓弧曲線代替。當(dāng)然,如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面,雖鎖住差速器,但牽引力仍超過車輪與地面間的附著力,汽車也無法行駛。當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時,差速器殼通過斜面對行星齒輪軸產(chǎn)生沿行星齒輪軸線方向的軸向力,該軸向力推動行星齒輪使壓盤將摩擦片壓緊。圖22 差速器工作示意圖根據(jù)運動分析可得 (21)顯然,當(dāng)一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時,另一側(cè)半軸將以兩倍的差速器殼體角速度旋轉(zhuǎn);當(dāng)差速器殼體不轉(zhuǎn)時,左右半軸將等速反向旋轉(zhuǎn)。強制鎖止式差速器就是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗,還會使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動性能變差。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進(jìn)入差速器,直接驅(qū)動行星輪架,再由行星輪帶動左、右兩條半軸,分別驅(qū)動左、右車輪。3/4浮式半軸的支承關(guān)系與全浮式是一樣的,只是輪轂用~個軸承支承在橋殼上,這時由于輪轂的支承剛度較差,因此半軸不僅承受轉(zhuǎn)矩,而且承受部份彎矩?,F(xiàn)在有些汽車生產(chǎn)廠家為了提高汽車的通過性,增加其產(chǎn)品競爭能力,采用差速鎖將左、右半軸鎖在一起,或采用具有高摩擦副的凸輪式,蝸輪式和帶有摩擦片的齒輪式以及自動輪式等自鎖式差速器,以便使驅(qū)動橋的轉(zhuǎn)矩盡可能多地傳給不滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動車輪,以充分利用這一驅(qū)動車輪的附著力來產(chǎn)生足夠的牽引力,使汽車能夠繼續(xù)行駛。有的重型汽車為了進(jìn)一步增大驅(qū)動橋的減速比還增設(shè)了輪邊減速器。困此,為了使汽車傳動系設(shè)計得合理,首先必須選擇好傳動系的傳動比,并恰當(dāng)?shù)貙⑵浞峙浣o變速成器和驅(qū)動橋。普通的非斷開式驅(qū)動后橋的橋殼相當(dāng)于一根聯(lián)接左、右驅(qū)動車輪的剛性空心梁,而主減速器,差速器及半軸都裝在其中。今后CAD將與CAM、CAT(Computer Aided Test,計算機輔助測試)結(jié)合成CADMAT系統(tǒng),更將顯示出其巨大的作用。汽車工業(yè)是最先用CAD技術(shù)的行業(yè)之一,目前在發(fā)達(dá)國家的汽車行業(yè)中,CAD技術(shù)已得到了普遍應(yīng)用,并取得了巨大的經(jīng)濟效益,新的轎車產(chǎn)品的開發(fā)周期已縮短至2~3年,汽車CAD系統(tǒng)的軟硬件都已達(dá)到較高水平,并仍在向智能化,集成化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。不論是大中型企業(yè)還是小型企業(yè)其產(chǎn)品設(shè)計水平和工藝制造水平都相對落后,產(chǎn)品不能很好地與整車相匹配,不能完全滿足使用要求。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 Small differential structure design strength calculation using theoretical analysis results。其質(zhì)量,性能的好壞直接影響整車的安全性,經(jīng)濟性、舒適性、可靠性。本文認(rèn)真地分析了國內(nèi)外驅(qū)動橋中差速器設(shè)計的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,在論述汽車驅(qū)動橋的基本原理和運行機理的基礎(chǔ)上,提煉出了在差速器設(shè)計中應(yīng)掌握的滿足汽車行駛的平順性和通過性、降噪技術(shù)的應(yīng)用及零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化、產(chǎn)品的系列化等關(guān)鍵技術(shù);闡述了汽車差速器的基本原理并進(jìn)行了系統(tǒng)分析;根據(jù)經(jīng)濟、適用、舒適、安全可靠的設(shè)計原則和分析比較,確定了輕型車差速器總成及半軸的結(jié)構(gòu)型式;輕型車差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計強度計算運用了理論分析成果;最后運用CATIA軟件對汽車差速器進(jìn)行建模設(shè)計,提升了設(shè)計水平,縮短了開發(fā)周期,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,設(shè)計完全合理,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。特別是一些小型企業(yè)或民營企業(yè)。從某些方面來說這成了制約企業(yè)快速發(fā)展的主要因素。(3)運用CATIA軟件對驅(qū)動橋的差速器及半軸進(jìn)行建模分析,并驗證差速器設(shè)計的合理性。這種驅(qū)動橋無剛性整體橋殼,如德國梅賽德斯—奔馳200型轎車,左、右兩段橋殼僅由一銷軸相聯(lián),且僅有一側(cè)的半軸為分段式的,可相對的主減速器做上、下擺動和雙鉸節(jié)式,如德國Audi 80 Quattro的后驅(qū)動橋左、右兩半軸均可相對主減速器做上、下擺動。采用優(yōu)化設(shè)計方法使傳動系各傳動比與發(fā)動性能參數(shù)作最佳匹配,可得到最佳效果。另外,即使汽車在平坦路面上直線行駛左、右輪行程相同,但有時也會由于輪胎外徑的制造誤差,輪胎磨損程度,輪胎氣壓或輪胎負(fù)荷的不同,而引起它們的滾動半徑不相等,導(dǎo)致轉(zhuǎn)速也不相同。根據(jù)所承受載荷的不同半軸分為全浮式、半浮式和3/4浮式三種。 汽車驅(qū)動橋的設(shè)計要求驅(qū)動橋是汽車傳動系統(tǒng)中主要總成之一。 汽車在行駛過程中左,右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。例如把一粒豆子放進(jìn)一個碗內(nèi),豆子會自動停留在碗底而絕不會停留在碗壁,因為碗底是能量最低的位置(位能),它自動選擇靜止(動能最小)而不會不斷運動。普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼,2個半軸齒輪,4個行星 齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪,小型、微型汽車多采用2個行星齒輪),行星齒輪 軸(不少裝4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu)),半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。一般為0.05~0.15,兩半軸轉(zhuǎn)矩比kb=1.11~1.35,這說明左、右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大,故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等,這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是合適的。成正比,可表示為示為 (26)式中,為摩擦片平均摩擦半徑;為差速器殼V形面中點到半軸齒輪中心線的距離;為摩擦因數(shù);為摩擦面數(shù);為V形面的半角。 滑塊凸輪式差速器圖2—4為雙排徑向滑塊凸輪式差速器。 蝸輪式差速器蝸輪式差速器(圖2—5)也是一種高摩擦自鎖差速器。裝有這種差速器的汽車在直線行駛時,主動環(huán)可將由主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩
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