【正文】 ..... 30 CATIA V5 版本和應用領域介紹 .............................................. 30 CATIA V5 版本特點 .................................................. 30 CATIA V5 應用領域 .................................................. 31 差速器的建模 ............................................................ 32 差速器零件建模 ..................................................... 32 差速器的裝配 ....................................................... 36 總 結(jié) ..................................................................... 36 參考文獻 ..................................................................... 37 致 謝 ...................................................................... 38 1 1 緒 論 自改革開放以來我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā) 展迅猛，成為了我國的支柱產(chǎn)業(yè)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 關鍵詞 ： 驅(qū)動橋 ； 差速器 ； 半軸 ； 結(jié)構(gòu)設計 ； Abstract II Automobile driving axle is one of the main ponents of cars, its basic function is increased by the transmission shaft or directly by ing from torque, again will torque distribution to drive wheels, and make about driving wheel has about vehicle movement required differential function. Auto differential drive to meet internal, located in car wheel or when turning inside and outside two axles directly with different point of view, and transfer the rotating torque transmission torque in demand, according to the environment should be driving torque, improve the automatic assignment car through sex. Its quality, performance will have a direct impact on the security of the vehicle, economy, fort and reliability. As car technology maturity, the increasing popularity of small, people of different purposes according to differential, the design gives a variety of types differential. Compared with foreign countries, China39。 汽車差速器位于 驅(qū)動橋內(nèi)部，為滿足汽車轉(zhuǎn)彎時內(nèi)外側(cè)車輪或兩驅(qū)動橋直接以不同角度旋轉(zhuǎn)，并傳遞扭矩的需求，在傳遞扭矩時應能夠根據(jù)行駛的環(huán)境自動分配扭矩，提高了汽車通過性。 According to economic, applicable, fortable, safe and reliable design principles and analysis parison, determine the small differential assembly and half shaft structure type。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 我國汽車驅(qū)動橋的 現(xiàn)狀 分析 汽車驅(qū)動 橋是汽車的主要部 件之一，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， 雖然我國車橋制造企業(yè)眾多，但與國外相比差距較大，沒有形成自已的核心競爭力，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1） 技術(shù)含量較低 我國汽車車橋制造企業(yè)除少數(shù)企業(yè)規(guī)模較大外，普遍規(guī)模較小，生產(chǎn)能力強弱不均，技術(shù)力量參差不齊。 4） CAD 應用落后 計算機輔助設計 (CAD： Computer Aided Design)技術(shù)一般指以計算機 作為輔助工具的各種應用技術(shù)， 是以計算機外圍設備及其系統(tǒng)軟件為基礎，包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、有限元分析 (FEA)及優(yōu)化設計、數(shù)控加工編程 (NCP)、仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (PDM)等內(nèi)容。采用電子計算機作分析計算手段，由于其計算速度很快且數(shù)據(jù)容量很大，就可采用較為準確的多自由度的數(shù)學模型來模擬汽車零部件在各種工況下的運動，采用現(xiàn)代先進的數(shù)學方法進行分析，可取得較準確的結(jié)果，這就為設計人員分析各種方案和進行創(chuàng)造性的工作提供了很大的方便。當車輪采用非獨立懸架時，采用的非斷開式 (整體式 )驅(qū)動橋。其次是因為變速器的主要任務僅在于通過選擇適應的排擋數(shù)目及各擋傳動比，以使內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性能適應汽車在各種行駛阻力下對動力性和燃料經(jīng)濟性要求，而驅(qū)動橋主減速器 (有時還有輪邊減速器 )的功用則在于當變速器處于最高擋位 (通常為直接擋，有時還有超速擋 )時，使汽車有足夠的牽引力，適當?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜剂辖?jīng)濟性，為此，需將經(jīng)過變速器、傳動軸傳來的動力，通過驅(qū)動橋的主減速器作進一步增大轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速的變化。在大型汽車上，為了得到大的主減速器比同時又不減小離地間隙，常采用另加一對斜齒 (或人字形齒 )圓柱齒輪或行星輪系的雙級主減速器的方法。如果不計其不大的內(nèi)摩擦，則這種差速器是將轉(zhuǎn)矩平均地分配到左、右半軸上，因此，裝用這種簡單的對稱式圓錐行星齒輪差速器的汽車，當左、右驅(qū)動車輪與道路的附著系數(shù)不同是一個驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而失去牽引力時，另一個附著驅(qū)動車輪也得喪失牽引功能。因此，它不僅承受轉(zhuǎn)矩，而且承受作用車輪與路面間的鉛垂力、縱向力、橫向力所引起的彎矩。 差速器的組成與工作原理 普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成 [3]。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎制造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。 普通齒輪式差速器的傳動機構(gòu)為齒輪式 ， 齒輪差速器要圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種 ，汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應用廣泛。圖 22 為其示意圖，圖中 0w 為差速器殼的角速度； 1w 、 2w 分別為左、右兩半軸的角速度； 0T 為差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩； rT 為差速器的內(nèi)摩擦力矩； 1T 、 2T 分別為左、右兩半軸對差速器的反轉(zhuǎn)矩。每個半軸齒輪背面有壓盤 3 和主、從動摩擦片 2，主、從動摩擦片 2分別經(jīng)花鍵與差速器殼 1和壓盤 3相連。 如果差速器完全鎖住，則汽車所能發(fā)揮的最大牽引力 tF 為 2 2 2m in m in()2 2 2t G G GF ? ? ? ?? ? ? ? (28) 可見，采用差速鎖將普通錐齒輪差速器鎖住，可使汽車的牽引力提高 min min( ) / 2? ? ?? 倍，從而提高了汽車通過性。當差速器傳遞動力時，主動套帶動滑塊并通過滑塊帶動內(nèi)、外凸輪旋轉(zhuǎn)，同時允許內(nèi)、外凸輪轉(zhuǎn)速不等。但在如此高的內(nèi)摩擦情況下，差速器磨損快、壽命短。此外，由于左、右車輪的轉(zhuǎn)矩時斷時續(xù)，車輪傳動裝置受的動載荷較大，單邊傳動也使其受較大的載荷。差速器有多種形式，在此設計普通對稱式圓錐行星齒輪差速器。 當行星齒輪 4 除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5 以角速度 4w 自轉(zhuǎn)時，嚙合點 A 的圓周速度為1 0 4w r w r w r??，嚙合點 B的圓周速度為 2 0 4w r w r w r??， 于是 1 2 0 4 0 4( ) ( )w r w r w r w r w r w r? ? ? ? ? （ 31） 14 即 1 2 02w w w?? （ 32） 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2nnn ?? （ 33） 式（ 33）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關。 本設計中選擇的汽車基本參數(shù)如下表 31 所示： 表 31 汽車的基本參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)值 單位 汽車布置方式 前置后驅(qū) 15 總長 4320 mm 寬 1750 mm 軸距 2620 mm 前輪距 1455 mm 后輪距 1430 mm 整備質(zhì)量 1480 kg 總質(zhì)量 2100 kg 發(fā) 動機型式 汽油直列四缸 排量 L 最大功率 最大轉(zhuǎn)矩 158/4000 NM 壓縮比 :1 離合器 摩擦式離合器 變速器檔數(shù) 五檔 手動 輪胎類型與規(guī)格 185R14 km/h 轉(zhuǎn)向器 液壓助力轉(zhuǎn)向 前輪制動器 盤 后輪制動器 鼓 前懸架類型 雙叉骨獨立懸架 后懸架類型 螺旋彈簧 最高車速 140 km/h 行星齒輪數(shù)目的選擇 行星齒輪數(shù) n 需根據(jù)承載情況來選擇，在承載不大的情況下 n 可以取兩個，由于輕型轎車的承載 較小，因此， 采用 2個行星齒輪。 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? ， 211 arctanzz?? = 12arctan18 =176。 18 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度 行星齒輪的安裝孔的直徑 ? 與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安 裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。? ??L （ 312） ? ? 32 0 101 . 1cTLnl?? ????? （ 313） ? ?30 101 .1 cTnl? ???? （ 314） 式中： 0T — 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， N 9 節(jié)圓直徑 11 mzd? ； 22 mzd ? 1 48d? 。 002 ? ? 18 根錐角 1 1 1R? ? ???； 2 2 2R? ? ??? 01 ? ? 。 2222 2cos4xa shh d ??? 1 mm? ；2 mm? 差速器齒輪的強度計算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動 。 汽車驅(qū)動橋 內(nèi)差速器齒輪 的工作條件是相當惡劣 的，與傳動系其它齒輪比較，具有 工作 作用時間長、變化多、有沖擊等特點。滲碳合金鋼的主要缺點是熱處理費用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與心部的含碳量相差過多，便會引起表面硬化層的剝落。 綜上所述，差速器齒輪選用材料為 20CrMnTi，它的工藝流程為： 下料 ?鍛造 ?正火 ?機械加工 ?調(diào)制 ?切齒輪。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。 半軸的計算應考慮到以下三種可能的載荷工況： （ 1） 縱向力 X2 最大時 (X2＝ 21Z? )，附著系數(shù) 預 取