【導(dǎo)讀】和力學(xué)分析對差速器運(yùn)動原理有了更深一步的認(rèn)識的了解。國內(nèi)外差速器發(fā)展?fàn)顩r···································································1. 課題設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)······································································3. 第2章總體設(shè)計(jì)方案·········································································

　　

【正文】 圖 差速器行星齒輪和半軸齒輪裝配模型 如圖 為差速器三維裝配圖，裝配時(shí)，要使初始的齒輪面盡可能的嚙合，以減少仿真時(shí)因?yàn)槟Ｐ统跏紶顟B(tài)引起的誤差。 選擇 GC 工具箱，選擇齒輪建模中的錐齒輪，其中有齒輪嚙合一項(xiàng)，如圖 所示 。 圖 建立齒輪模型 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 19 選擇一個(gè)主動齒輪和一個(gè)配合齒輪，完成齒輪的嚙合，如圖 所示 。 圖 齒輪嚙合 完成行星齒輪和半軸齒輪的裝配后，選擇開始，選擇運(yùn)動仿真并保存尺寸修改，選擇新建運(yùn)動學(xué)仿真，單機(jī)連桿選擇行星齒輪和半軸齒輪建立連桿，如圖 所示 。 圖 建立連桿 分別建立 4 個(gè)連桿后選擇運(yùn)動副，建立 4 個(gè)運(yùn)動副，建立后如圖 所示。 圖 運(yùn)動副 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 20 建立好運(yùn)動副后，選擇齒輪副，由于有四個(gè)齒輪互相嚙合，所以我們要建立 3租齒輪副來確保他們互相嚙合自轉(zhuǎn)，并且選定其中的行星齒輪為主動齒輪，初始速度設(shè)定為 30。 齒輪副建立完成后單機(jī)解算方案，并且求解。至此我們完成了齒輪的運(yùn)動學(xué)仿真。最后單機(jī)動畫，點(diǎn)擊播放即可看到差速器的運(yùn)動仿真，如圖 所示 。 圖 運(yùn)動仿真 差速器動力學(xué)分析圖表 該汽車發(fā)動機(jī)最大扭矩 107Nm，滿載軸荷 ，輪胎滾動半徑為 ，假定路面摩擦系數(shù) 。 圖 力學(xué)圖表 如圖 所示利用上面的運(yùn)動學(xué)仿真，對其結(jié)果進(jìn)行動力學(xué)分析，單擊繪圖，請求中選擇速度和加速度分析，設(shè)置仿真時(shí)間為 4s，步長為 1s，仿真結(jié)果如圖 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 21 圖 行星齒輪角加速度 通過上述力學(xué)曲線做出如下分析，當(dāng)直線行駛時(shí)， 差速器兩側(cè)驅(qū)動橋零件運(yùn)動情況相同，差速器行星輪無自轉(zhuǎn)，兩側(cè)驅(qū)動輪猶如用一根整軸連接，相同的轉(zhuǎn)速，整體旋轉(zhuǎn)，左右半軸齒輪轉(zhuǎn)速與差速器外殼相同，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，倘若沒有差速器，在車輪滾動的同時(shí)，兩側(cè)輪胎與地面將產(chǎn)生滑移，內(nèi)側(cè)車輪將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)，兩側(cè)輪胎和地面磨損加大，若裝有差速器，則附加力矩通過半軸齒輪左右到行星齒輪上，產(chǎn)生一個(gè)使行星齒輪轉(zhuǎn)動的力，使行星齒輪沿順時(shí)針產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，使外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速減慢，起差速作用。 圖 半軸齒輪行星齒輪嚙合 力 分 析行星齒輪對半軸齒輪嚙合力曲線可知： 1~0 秒時(shí)處于平穩(wěn)行駛階段，此時(shí)嚙合力值呈平穩(wěn)的周期波動狀態(tài)， 1秒后由于行星齒輪的自轉(zhuǎn)，將與半軸齒輪產(chǎn)生周期性的嚙合，這樣會產(chǎn)生不斷的沖擊，導(dǎo)致其曲線圖波動明顯。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 22 第 5 章 差速器外殼夾具的設(shè)計(jì) 夾具的分類 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置：裝夾各種刀具用的裝置，則一般稱為 “輔助工具 ”。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍，一般可分為通用夾具，專用夾具和可以 調(diào)整式夾具等。 1）通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具，如車床上的卡盤，銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺，分度頭等。它們一般都標(biāo)準(zhǔn)化了，具有一定的通用性，可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。 2）專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的。 3）可調(diào)整夾具可調(diào)整夾具是為了擴(kuò)大夾具的使用范圍，彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個(gè)工件的某一特定工序的缺點(diǎn)，正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具 。 夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的夾具為鉆 Φ 8 的孔，加工過程要保證尺寸公差，該夾具適用于立式鉆床。根據(jù) 立式鉆床的要求我們進(jìn)行該零件夾具的設(shè)計(jì)。 確定設(shè)計(jì)方案 這道工序所加工的孔是以差速器外殼下表面 L 定位，并與該面平行。我們考慮以N 面定位來加工該道工序的孔。 從對工件的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析可知，該道工序加工一字孔為同心孔定位比較容易，因?yàn)槭褂昧⑹姐@床鉆該一字孔，我們只需考慮在加工時(shí)如何將該工件立起。 工件以差速器外殼下表面如圖 在夾具上進(jìn)行定位，限制了三個(gè)自由度，根據(jù)六點(diǎn)定位原則，必須對另外的三個(gè)自由度加以限制。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)夾具方案如下 ： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 23 圖 差速器外殼 通過下表面定位已經(jīng)限制了 三個(gè)自由度，分別是工件繞 X 軸的移動，繞 Y 軸和Z 軸的轉(zhuǎn)動，另外三個(gè)自由度分別是 X 軸的轉(zhuǎn)動、 Y 軸和 Z 軸的移動，根據(jù)這樣的要求我們可以設(shè)計(jì)該工件的定位夾緊方案。在此我們使用一個(gè)定位板將工件固定，使其達(dá)到所規(guī)定的精度并固定下來，這樣便限制了 Y 軸和 Z 軸的移動兩個(gè)自由度，鑒于該零件多孔的結(jié)構(gòu)，我們可以采用定位銷對其中的一孔進(jìn)行定位來限制 X 軸的轉(zhuǎn)動。 因?yàn)殂@削時(shí)鉆削力是向下的，差速器外殼下面是懸空的，因此我們在下面放置一個(gè)可以調(diào)節(jié)的輔助支撐（圖 ）。 圖 支撐桿 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 該夾具主要為了加工殼 體的一字孔，鉆孔必須使用導(dǎo)向裝置，即鉆模板。又 因?yàn)殂@孔精度較高，鉆孔后還需要擴(kuò)孔，因此鉆模板上固定個(gè) 1 快換鉆套，上面用鉆套螺釘壓緊，如圖 所示。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 24 圖 快換鉆套 定位元件的確定 在選擇定位方案時(shí)，由于定位方式多種多樣，對定位基準(zhǔn)、限位基準(zhǔn)的確定也有幾種不同方法，此處采用以下觀點(diǎn)： 1）當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面（內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、球面等）作為定位基面時(shí)，其軸線為定位基準(zhǔn)。當(dāng)工件以平面與定位元件接觸，此平面就是定位基面，它的理想狀態(tài)（平面度誤差為零）是定位基準(zhǔn)。但對于已經(jīng)加工過的平面，通常忽略 其平面度誤差，所以認(rèn)為，定位基面就是定位基準(zhǔn)，二者重合。 2）當(dāng)定位元件以回轉(zhuǎn)面作為限位基面時(shí)，其軸線作為限位基準(zhǔn)。此夾具定位元件采用一平面和兩定位銷，有一面未限定的正好與加工的方向反向?？梢圆蛔饕?，在夾緊的時(shí)候，留有稍微大點(diǎn)的余量即可。（夾具總裝配圖如圖 所示） 圖 差速器夾具裝配圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 25 總 結(jié) 至此為期半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)臨近尾聲，我的大學(xué)生活也圓滿結(jié)束，期間自己通過查閱資料，翻看書籍對機(jī)械設(shè)計(jì)又了更深層次的認(rèn)識和了解，自動動手去實(shí)踐讓自己更一步的提高，我知道自己對于機(jī)械來說還所知甚少， 但是我堅(jiān)信我可以通過我的努力讓自己成為一名合格的、過關(guān)的機(jī)械類成員?；叵胱约哼@半年來的學(xué)習(xí)，有過懊惱，有過開心，當(dāng)然也有過迷茫，但是自己一步一步走過來通過努力；完成自己的設(shè)計(jì)，期間遇到很多困難，但是通過自己的學(xué)習(xí)解決了這些問題，讓自己更加自信，讓自己的知識更加多方面。不僅把自己平時(shí)所學(xué)的理論知識加以實(shí)際化，更重要的是我從中學(xué)會了如何提出問題、分析問題和解決問題，在實(shí)踐中升華專業(yè)知識，提高動手能力，讓理論與實(shí)踐相結(jié)合 。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 26 參考文獻(xiàn) [1] 劉惟信 .汽車車橋設(shè)計(jì) [M]. 北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020. 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[30] Asbby select in mechanical design[M] Oxford: Butterworth Heinema nn,1999:3541. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 28 致 謝 在 畢業(yè)設(shè)計(jì) 完成之際，我的心情萬分激動。從 設(shè)計(jì) 的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個(gè)過程中，我得到了許多的熱情幫助。 我首先要 真誠的 感謝 我的指導(dǎo)教師張莉 老師， 是她的悉心教誨和認(rèn)真指導(dǎo)使我順利的完成了課題， 并對我的研究提出了很多寶貴的意見，使我的研究工作有了目標(biāo)和方向 ， 使我能夠不斷地學(xué)習(xí)提高，同時(shí)， 張莉 老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài) 度也令我十分敬佩，是我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。 還要再次感謝張老師對我的關(guān)心和照顧 , 在此表示最誠摯的謝意。