【文章內(nèi)容簡介】 1 2 02w w w?? （ 21） 若角速度以每分鐘轉數(shù) n 表示，則 1 2 02n n n?? （ 22） 式（ 22）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2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 8 頁 共 27 頁 表明左右兩側半軸齒輪的轉速之和等于差速器殼轉速的兩倍，而與行星齒輪轉速無關。因此在汽車轉彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應轉速自轉，使兩側驅動車輪以不同轉速在地面上滾動而無滑動。 由式（ 22）還可以得知： 錯誤 !未找到引用源。 當任何一側半軸齒輪的轉速為零時，另一側半軸齒輪的轉速為差速器殼轉速的兩倍； ② 當差速器殼的轉速為零（例如中 央制動器制動傳動軸時），若一側半軸齒輪受其它外來力矩而轉動，則另一側半軸齒輪即以相同的轉速反向轉動。 對稱式錐齒輪差速器的轉矩分配 0M ：由主減速器傳來的轉矩，經(jīng)由差速器殼、行星齒輪軸和行星齒輪傳給半軸齒輪。行星齒輪相當于一個等臂杠桿，而兩個半軸齒輪的半徑也是相等的。因此，當行星齒輪沒有自轉時，總是將轉矩 0M 平均分配給左、右兩半軸齒輪，即 1 2 0 /2M M M?? 。 當兩半軸齒輪以不同的轉速朝相同的方向轉動時，設左半軸轉速 1n 大于右半軸轉速2n ，則行星齒輪將按順時針的方向繞行星齒輪軸自轉。此時行星齒輪孔與行星齒輪軸軸頸間以及齒輪背部與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦。行星齒輪所受的摩擦力矩 rM 方向與行星齒輪的轉向相反，此摩擦力矩使行星齒輪分別對左、右半軸齒輪附加作用了大小相等而方向相反的兩個圓周力，因此當左、右驅動車輪存在轉速差時， ? ?10 /2rM M M?? ，? ?20 /2rM M M?? 左、右車輪上的轉矩之差等于差速器的內(nèi)摩擦力矩 rM 。 為了衡量差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉矩分配特性，常以鎖緊系數(shù) K表示 ? ?2 1 0//rK M M M M M? ? ? （ 23） 差速器內(nèi)摩擦力矩 rM 和其輸入轉矩 0M （差速器殼體上的力矩 ） 之比定義為差速器鎖緊系數(shù) K ?？炻胼S的轉矩之比 21/MM定義為轉矩比，以 ? ? ? ?21/ 1 / 1bK M M K K? ? ? ? （ 24） 目前廣泛使用的對稱式錐齒輪差速器的內(nèi)摩擦力矩很小，其鎖緊系數(shù)K = ，轉 矩比 bK 為 ，可以認為，無論左、右驅動車輪轉速是否相等，其轉矩基本上總是平均分配的。這樣的分配比例對于汽車在好的路面上直線或轉彎行駛2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 9 頁 共 27 頁 時，都是令人滿意的。但是當汽車在壞的路面行駛時，卻嚴重影響了通過能力。例如，當汽車的一個驅動車輪接觸到泥濘或冰雪路面的時候，在泥濘路面上的車輪原地滑轉，而在好路面上的車輪靜止不動。這是因為在泥濘路面上的車輪比在 好路面上的車輪與路面之間附著力小，路面只能對半軸作用很小的反作用很小的反作用轉矩，雖然另一車輪與好路面間的附著力較大，但因對稱式錐齒輪差速器具有轉矩平均分配的特性，使這一個車輪分配到的轉矩只能與傳到滑轉的驅動車輪上的很小的轉矩相等，致使總的驅動力不足以克服行駛阻力，汽車便不能前進。 當汽車直線行駛時，此時行星齒輪軸將轉距平均分配兩半軸齒輪，兩半軸齒輪轉速恒等于差速器殼的轉速，傳遞給左右車輪的轉矩也是相等的。此時左右車輪的轉速是相等的。 而當汽車轉彎行駛時，其中一個半軸轉動一個角，兩半軸的轉矩就得不到平均分配 ，必然出現(xiàn)一個轉速大，一個轉速小，此時汽車就平穩(wěn)地完成了轉彎行駛。 針對這次畢業(yè)設計的課題，本章就差速器的工作原理做了詳細的說明，并且結合東風 EQ1090E 型貨車的特點以及特性，進行了差速器的方案選擇，已達到設計出合適的差速器的目的。 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 共 27 頁 對稱式錐齒輪差速器的具體詳細結構如下： 圖 普通的對稱式錐齒輪差速器 1， 12軸承； 2螺母； 3， 14鎖止墊片； 4差速器左殼； 5， 13螺栓； 6半軸齒輪墊片； 7半軸齒輪； 8行星齒輪軸； 9行 星齒輪； 10行星齒輪墊片； 11差速器右殼 由于差速器殼上裝著主減速器的從動齒輪，所以差速器的從動錐齒輪尺寸受到主減速器從動齒輪軸承支承座以及主動齒輪導向軸承座的限制。而因為此次設計的是安裝在驅動橋的兩個半軸之間的差速器，所以尺寸受到軸承座的限制。輪間差速器的非標準零主要有從動錐齒輪（對稱式錐齒輪）、行星齒輪軸（十字軸）等等。 對于安裝在半軸之間的差速器，它的尺寸受到軸承座的限制，而影響差速器尺寸的主要就是齒輪的尺寸，所以如何把齒輪設計得更加優(yōu)化就顯得更加重要。 對稱式差速器齒輪參數(shù)的確定 n 的確定 行星齒輪數(shù)目需要根據(jù)承載情況來選擇，在承載不大的情況下可以取兩個，反之則取四個。而東風 EQ1090E型載貨汽車選擇的是四個行星齒輪即 4n? 。 bR 的確定以及節(jié)錐距 0A 的計算 行星齒輪背面的球面半徑 bR 是行星齒輪的基本尺寸參數(shù)，其反映了差速器 圓錐齒輪節(jié)錐距 0A 的大小和承載能力。 bR 可以根據(jù)如下經(jīng)驗公式確定： 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 27 頁 3b b dR K T?? （ 31） 上式中： bK 是行星齒輪球面半徑系數(shù)， bK =～ ，對于有四個行星 齒輪的轎車和公路用貨車取小值，對于有兩個行星齒輪的轎車以及有四個行星齒輪的越野車和礦用車，取大值。此處， bK 取 . dT 是差速器計算轉矩， ? ?m in ,d G m G e G sT T T T?? ,Nm? bR 是球面半徑， mm 轉矩的計算從動錐齒輪計算轉矩 GeT m a x 1 0d e fGe K T K i i iT n ?? ? ? ? ? ?? （ 32） 上式中： GeT 是計算轉矩， Nm? , dK 是由于猛接離合器而產(chǎn)生的 動載系數(shù)，對于性能系數(shù) 0jf ? 的汽車 (一般貨車，礦用汽車，越野車 )，取 1dK? maxeT 是發(fā)動機最大轉矩， max 158eT N m?? K 是液力變矩器變矩 系數(shù)， 1K? 1i 是變速器一檔傳動比，東風 EQ1090E 型載貨汽車變速器一檔傳動比 1 ? fi 是分動器傳動比， 1fi ? 0i 是主減速器傳動比，東風 EQ1090E 型載貨汽車采用雙曲線齒輪，單級減速器，主減速器傳動比 0 ? ?是從發(fā)動機到主減速器從動齒輪之間的傳動效率， 96??? n 是驅動橋數(shù)， 1n? 代入式 （ 32） 中，得 1 1 5 8 1 7 . 3 1 1 6 . 3 3 0 . 9 6 7 0 1 8 . 61GeT N m? ? ? ? ? ?? ? ? 從動錐齒輪計算轉矩 GsT 2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 共 27 頁 22 rGs mmG m rT i ????? （ 33） 上式中： GsT 是計算轉矩， 2G 是滿載狀態(tài)下一個驅動橋上的靜負荷，對于 42? 式貨車，為了保證在泥濘路面上的通行能力，提高地面驅動力，常將滿載時前軸負荷控制在總軸荷的 26%～ 27%，故2 929 00 73 678 17GN? ? ? ? 2m 是汽車在發(fā)出最大加速度時的后橋負荷轉移系數(shù)，一般乘用車為 ～ ，貨車為 ～ ,此處 2m 取 。 ? 是輪胎與地面間的附著系數(shù)，對一般輪胎的公路用車，可取 ?? ， r 是輪胎的滾動半徑，東風 EQ1090E 型載貨汽車采用普通斜交簾線的標準輪輞輪胎，查表得? 。 mi 是主減速器從動錐齒輪到車輪間的傳動比， ? 。 m? 是主減速器從動齒輪到車輪間的傳動效率，當無輪邊減速器時， 1m?? ， 代入式 （ 33） 中，得 6 7 8 1 7 1 . 1 0 . 8 5 0 . 3 9 8 8 0 7 5 . 83 . 1 2 5 1GsT N m? ? ?? ? ?? TT GeGs? ， mNTTTT GeGeGsd ???? 0 1 8),m i n ( 將以上數(shù)據(jù)代入式（ 31）中，得： 32 .7 7 0 1 8 .6 5 1 .7bR m m? ? ? 將 bR 圓整為 54mm,錐齒輪的節(jié)錐距 0A 一般稍小于 bR ，即 ? ? ? ?0 0 .9 8 0 .9 9 5 2 .9 2 5 3 .4 6bA R m m?? 所以預選其節(jié)錐距 0 53A mm? （ 1）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的確定 為了使齒輪有較高的強度，希望取較大的模數(shù)，因此行星齒輪的齒數(shù) 1Z 應該盡可能2021 屆畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 共 27 頁 少，但一般不少于 10，半軸齒輪的齒數(shù) 2Z 一般采用 14～ 25之間。汽車半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)之比大多在 ～ 2的范圍內(nèi)。 為了使四個行星齒輪能同時與兩個半軸齒輪嚙合，兩個半軸齒輪的齒數(shù)和必須能被行星齒輪數(shù)整除，否則差速器齒輪不能裝配。 綜上所述，即 21/ 2ZZ? , （ 34） 22LRZZIn? ? （ 35） 上式中： 1Z 是差速器行星齒輪的齒數(shù)， 2Z 是差速器半軸齒輪的齒數(shù)， 2LZ 和 2RZ 分別是差速器左、右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式錐齒輪差速器來說，22LRZZ? ， n 是行星齒輪的數(shù)目， 4n? , I 是任意整數(shù) 根據(jù)上述可在此取 1210, 18ZZ??滿足以上要求。 （ 2）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 1初步確定行星齒輪節(jié)錐角 1? 和半軸 齒輪節(jié)錐角 2? 11 2 10a r