汽車差速器3D三維CATIA模型圖紙

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 學(xué)號(hào) 06181018 成績 主減速器及差速器設(shè)計(jì)說明書 課程名稱 《汽車設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)》 設(shè)計(jì)名稱 主減速器及差速器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)時(shí)間 2021年9-10月 系 別 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 車輛一班 姓 名 指導(dǎo)教師 2021年 10月 23日 23 目錄 1、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1 1.1 任務(wù)題目 1 1.2 進(jìn)度安排 2 2、驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案 4 2.1 驅(qū)動(dòng)橋概述 4 2.2 驅(qū)動(dòng)橋類型選擇 4 2.3 主減速器 6 2.4 普通圓錐齒輪差速器 6 2.5 主減速器、差速器位置設(shè)計(jì) 7 2.6 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 7 3、零部件尺寸計(jì)算 8 3.1 主減速器設(shè)計(jì) 8 3.2差速器設(shè)計(jì) 12 3.3 半軸設(shè)計(jì) 15 4．三維建模及二維平面圖 16 4.1 三維建模 16 4.2 二維平面圖 20 參 考 文 獻(xiàn) 22 致 謝 23 1、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1.1 任務(wù)題目 設(shè)計(jì)題目為面包車后橋差速器設(shè)計(jì) 表1-1 車型參數(shù) 車型 發(fā)動(dòng)機(jī)Nmax 發(fā)動(dòng)機(jī)Mmax I檔變比 主傳動(dòng)比 驅(qū)動(dòng)方案 發(fā)動(dòng)機(jī) 5、E1 66kw/5600rpm 124N.m/2800rmp 3.45 3.2～3.8 FR 縱置 已知條件：（1）假設(shè)地面的附著系數(shù)足夠大； （2）發(fā)動(dòng)機(jī)到主傳動(dòng)主動(dòng)齒輪的傳動(dòng)效率； （3）車速度允許誤差為±3%； （4）工作情況：每天工作16小時(shí)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； （5）工作環(huán)境：濕度和粉塵含量設(shè)為正常狀態(tài)，環(huán)境最高溫度為30度； （6）要求齒輪使用壽命為17年（每年按300天計(jì)，每天平均10小時(shí)）； （7）生產(chǎn)批量：中等。 （8）半軸齒輪、行星齒輪齒數(shù)，可參考同類車型選定，也可自己設(shè)計(jì)。 （9）主傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)矩比參數(shù)選擇不得雷同。 1.2 進(jìn)度安排 （1）課程設(shè)計(jì)的步驟（共五階段部分） 表1-2 課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 序號(hào) 階段內(nèi)容 第一階段 設(shè)計(jì)計(jì)算（第1-4周） 1-4周 布置任務(wù)、拆裝部件、講解工作原理、計(jì)算方法講解 答疑和進(jìn)度檢查 階段檢查，給出階段成績 第二階段 三維建模（第5周～第8周） 5-8周 部件測(cè)繪、三維建模 答疑和進(jìn)度檢查 階段檢查，給出階段成績 第三階段 二維平面圖（第9周～第11周） 9-11周 繪制部件裝配圖、零件工作圖（CATIA制圖） 答疑和進(jìn)度檢查 階段檢查給出階段成績 第四階段 二維零件圖（第12-13周） 12-13周 由指導(dǎo)教師指定兩個(gè)零件。繪制主要零件工作圖（CATIA制圖） 階段檢查給出階段成績 第五階段 編寫說明書（第14-16周） 14-16周 編寫課程設(shè)計(jì)說明書、整理課程設(shè)計(jì)資料、裝檔案袋并上交 階段檢查給出階段成績；出圖（部件裝配圖、零件圖） 答辯 設(shè)計(jì)計(jì)算。可參考《車輛設(shè)計(jì)》教材。 （2） 三維建模所有零件的三維模型和裝配。（CATIA制圖） （3） 繪制A0二維裝配圖。（CATIA制圖） （4） 繪制零件圖。零件圖每人2張，由指導(dǎo)教師分配任務(wù)，紙張大小、比例自定或指導(dǎo)老師安排。 （5） 整理說明書。字?jǐn)?shù)5000字以上。格式參考模板。說明書應(yīng)包括下面內(nèi)容：①、設(shè)計(jì)任務(wù)及安排。②結(jié)構(gòu)原理和現(xiàn)狀比較。③參數(shù)選擇與計(jì)算、三維建模、二維制圖過程。④參考文獻(xiàn)。⑤致謝。⑥附錄（包括零件圖和裝配圖）。 2、驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案 2.1 驅(qū)動(dòng)橋概述 汽車動(dòng)力通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器、半軸等到傳到車輪。主減速器、差速器、半軸、萬向節(jié)、驅(qū)動(dòng)車輪和橋殼等組成了汽車驅(qū)動(dòng)橋?？梢姡?qū)動(dòng)橋?yàn)槠噦鲃?dòng)系統(tǒng)中最末端總成。 驅(qū)動(dòng)橋的功用是：1.將傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降速增大轉(zhuǎn)矩；2.通過主減速器圓錐齒輪副或雙面齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；3.通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)外兩側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向；4.通過橋殼和車輪實(shí)現(xiàn)承載及傳力作用。 2.2 驅(qū)動(dòng)橋類型選擇 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動(dòng)車輪的懸架結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。當(dāng)車輪釆用非獨(dú)立懸架時(shí)（絕大多數(shù)載貨汽車和少量轎車），釆用的為非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性連成一體的，兩側(cè)半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)作相對(duì)運(yùn)。故非斷開式驅(qū)動(dòng)橋亦廊為整體式驅(qū)動(dòng)橋。 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下,如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可采用雙極結(jié)構(gòu)。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直上方：公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方：有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在釆用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。 圖2-1 整體式驅(qū)動(dòng)橋 圖2-2 驅(qū)動(dòng)橋組成 為了提高汽車行駛平順性和通過性，大部分轎車和越野車全部或部分驅(qū)動(dòng)橋采用獨(dú)立懸架，即兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分別用彈性懸架與車架相連接，兩輪可彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架跳動(dòng)。與此相應(yīng)，主減速器殼固定在車架上。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)制成分段，并通過鉸接連接，這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 圖2-3 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減震裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平舒寧也有顯著 的影響。斷開時(shí)驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減少汽車在不平路面上行駛時(shí)的震動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的形式平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的循壞，提高其可靠性及使用壽命。 2.3 主減速器 1.主減速器的功用 1）降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩； 2）改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向； 2.結(jié)構(gòu)形式 1）按參加減速器傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有主減速器和雙極減速器； 2）按主減速器傳動(dòng)比檔數(shù)分，有單速式和雙速式； 3）按齒輪副結(jié)構(gòu)分，有圓柱齒輪式、圓錐齒輪式和準(zhǔn)雙面齒輪式； 3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）斜齒圓柱齒輪特點(diǎn)是主從動(dòng)輪軸線平行； 2）曲線齒錐齒輪特點(diǎn)是主從動(dòng)錐齒輪垂直且相交； 3） 準(zhǔn)雙曲面錐齒輪特點(diǎn)是主從動(dòng)錐齒輪軸線垂直但不相交，有軸線偏移。 圖2-4 主動(dòng)和從動(dòng)齒輪軸線位置 2.4 普通圓錐齒輪差速器 差速器的功用是既能向兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪傳遞轉(zhuǎn)矩，又能使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，以滿足轉(zhuǎn)向燈情況下內(nèi)外驅(qū)動(dòng)輪要以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的需要。轉(zhuǎn)向時(shí)外側(cè)車輪滾過的路程長，內(nèi)側(cè)車輪滾過的路程短，要求外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速快于內(nèi)側(cè)車輪，即希望內(nèi)外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同。 通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以掌握差速器的差速原理；通過動(dòng)力學(xué)分析可以掌握其轉(zhuǎn)矩分配特性。內(nèi)摩擦力矩很小的對(duì)稱式錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性可以概括為‘差速但不差轉(zhuǎn)矩’，即可使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能改變傳給兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩。 2.5 主減速器、差速器位置設(shè)計(jì) 我們?cè)O(shè)計(jì)的是發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)家用轎車的主減速器及差速器。主減速器及差速器的位置布置如下圖 。 圖2-5 主減速器和差速器位置示意圖 主動(dòng)輪齒輪：Z1=11,從動(dòng)輪齒輪：Z2=40 橋殼形式：斷開式 半軸形式：全浮式 差速器形式：直齒圓錐齒輪式 2.6 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 圖2-6 圓錐行星齒輪差速器 3、零部件尺寸計(jì)算 3.1 主減速器設(shè)計(jì) （一）主減速器齒輪計(jì)算載荷 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tce； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩——Temax=124N?m； 驅(qū)動(dòng)橋數(shù)——n=1； 發(fā)動(dòng)機(jī)到萬向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率——η=0.96； 變速器一檔傳動(dòng)比——i1=3.45； 主減速器傳動(dòng)比——i0=3.6； 分動(dòng)器傳動(dòng)比——if=1； 猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)——kd=1； 液力變矩器變矩系數(shù)——k=1； 則從動(dòng)錐輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tce=kdTemaxki1ifi0ηn=1×124×1×3.45×1×3.6×0.961≈1478.48N?m； 主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率——ηG=0.95； 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tz=Tcei0ηG=1478.483.6×0.95≈432.3N?m； （二）錐齒輪主要參數(shù)的選擇 (1) 主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1和z2； 對(duì)于乘用車，z1一般不少于9。本次設(shè)計(jì)取z1=11，則z2=z1?i0=11×3.6≈40。 (2) 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms 直徑系數(shù)——KD2=15；直徑系數(shù)，一般為13.0～15.3；（取15） 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2=KD23Tce=15×31478.48≈170.9mm； 齒輪端面模數(shù)ms=D2z2=170.940≈4.3∈km3Tce，模數(shù)系數(shù)km=0.3~0.4； 取齒輪端面模數(shù)ms=4； (3) 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2 從動(dòng)錐齒輪齒面寬b2=0.155D2=0.155×160.6≈26mm； 主動(dòng)錐齒輪齒面寬b1=1.1b2=1.1×25≈29mm h=2ha*+c*mt=2×1+0.25×4mm=9mm 寬高比b2/h，bh=269≈2.89。b1/h，bh=299≈3.22。 (4) 中點(diǎn)螺旋角β 汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角的平均螺旋角一般為35°~40°； 本次設(shè)計(jì)選用中點(diǎn)螺旋角β=37°； (5) 法向壓力角α 對(duì)于弧齒錐齒輪，乘用車的α一般選用14°30'或16°。 本次設(shè)計(jì)選用法向壓力角α=16°。 （三）強(qiáng)度校核計(jì)算 (1) 單位齒長圓周力 主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑——D1=ms?z1=4×11=44mm； 單位齒長圓周力 p=2kdTemaxkigifηnD1b2×103=2×1×124×1×3.45×1×0.9644×26×103≈653.3N<893N； (2) 輪齒彎曲強(qiáng)度 過載系數(shù)k0=1； 尺寸系數(shù)ks≈0.62； 齒面載荷分配系數(shù)km=1.05； 質(zhì)量系數(shù)kv=1； 主動(dòng)錐齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)Jw=0.23； 從動(dòng)錐齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)Jw=0.22； 則主動(dòng)錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為： 2Tzk0kskmkvmsb1D1Jw×103=2×432×1×0.62×1.051×4×27×40×0.23×103≈562MPa<700MPa 從動(dòng)錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為： 2Tcek0kskmkvmsb2D2Jw×103=2×1478.48×1×0.62×1.051×4×25×161×0.22×103≈618MPa<700MPa (3) 輪齒接觸強(qiáng)度 尺寸系數(shù)ks=1； 齒面品質(zhì)系數(shù)kf=1； 綜合彈性系數(shù)cp=232.6N1/2/mm； 齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)JJ=0.15； b取b1和b2中的較小值； 則錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： σJ=cpD12Tzk0kskmkvbJJ×103=232.6452×432.3×1×1×1.051×25×0.15×103≈2342.39MPa 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 模數(shù) m 4 主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) Z1>9 11 從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) Z2=i0*Z1 40 齒頂高 ha=m 4 齒根高 hf=1.2m 4.8 齒高 h=2.2m 8.8 主動(dòng)錐齒輪分度圓直徑d1 d=mz d1=44 從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑d2 d2=160 主動(dòng)錐齒輪分度圓錐角δ1 δ1=arctan(Z1/Z2) δ1=15。 從動(dòng)錐齒輪分度圓錐角δ2 δ2=90。-δ1 δ2=75。 主動(dòng)錐齒輪外錐距R1 R=d/2sinδ R1=85 從動(dòng)錐齒輪外錐距R2 R2=83 齒寬b1，b2 b=（0.25-0.35）R b1=25.5 b2=24.9 主動(dòng)錐齒輪齒頂圓直徑da1 da=m*(z+2cosδ) da1=52 從動(dòng)錐齒輪齒頂圓直徑da2 da2=162 主動(dòng)錐齒輪齒根圓直徑df1 df=m(z-2.4cosδ) df1=35 從動(dòng)錐齒輪齒根圓直徑df2 df2=158 主動(dòng)錐齒輪齒頂角θa1 θa=arctan(2sinδ/z) θa1=2.5。 從動(dòng)錐齒輪齒頂角θa2 θa2=2.5。 主動(dòng)錐齒輪齒根角θf1 θf=arctan(2.4sinδ/z) θf1=3。 從動(dòng)錐齒輪齒根角θf2 θf2=3。 主動(dòng)錐齒輪頂錐角δa1 δa=δ+θa δa1=17.5。 從動(dòng)錐齒輪頂錐角δa2 δa2=77.5。 主動(dòng)錐齒輪根錐角δf1 δf=δ-θf δf1=12。 從動(dòng)錐齒輪根錐角δf2 δf2=72。 傳動(dòng)比i i=Z2/Z1=40/11=3.6 i=3.6 齒寬系數(shù)φR φR=0.25~0.30 φR=0.28 中點(diǎn)螺旋角β β =40° β =37° 壓力角 α =16° α =16° （四）主減速器錐齒輪材料 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其他齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長、變化多、有沖擊等特點(diǎn)，是傳動(dòng)系中最薄弱環(huán)節(jié)。 汽車主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WmoV等。 3.2差速器設(shè)計(jì) 在這里我們選用普通錐齒輪式差速器，普通錐齒輪式差速器由于結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)可靠，一直廣泛用于一般使用條件下的汽車驅(qū)動(dòng)橋中。ω0為差速器殼的角速度；ω1、ω2分別為左、右兩半軸的角速度；T0為差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩；Tr為差速器內(nèi)摩擦力矩；T1、T2分別為左、右兩半軸對(duì)差速器的反轉(zhuǎn)矩。 根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析可得 ω1+ω2=2ω0 顯然，當(dāng)一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時(shí)，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(shí)，左右半軸將等速、反向旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)力矩平衡可得5 T1+T2=T0 T2-T1=Tr 差速器性能常以鎖緊系數(shù)k來表征，定義為差速器的內(nèi)摩擦力矩與差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩之比，由下式確定 k=Tr/T0 結(jié)合力矩平衡式得 T1=0.5T0(1-k) T2=0.5T0(1+k) 定義半軸的轉(zhuǎn)矩比為kb=T2/T1,則kb與k之間有 kb=1+k1-k;k=kb-1kb+1 普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù)k一般為0.05~0.15，兩半軸的轉(zhuǎn)矩比kb為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(duì)于良好路面上行駛的汽車來說是合適的。 我們?nèi)℃i緊系數(shù)k為0.1，得到軸的轉(zhuǎn)矩比kb為1.22。 T1分別為左兩半軸對(duì)差速器的反轉(zhuǎn)矩為T1=665.316N?m， T2分別為右兩半軸對(duì)差速器的反轉(zhuǎn)矩為T2=813.164N?m。 Tr差速器內(nèi)摩擦力矩為Tr=147.848N?m。 （一）差速器齒輪主要參數(shù)選擇 1. 行星齒輪數(shù)n 行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來選擇，本次設(shè)計(jì)選用n=2。 2. 行星齒輪球面半徑Rb 行星齒輪球面半徑Rb反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力。 行星齒輪球面半徑系數(shù)——Kb=3； 差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩Td=Tce=1478.48N?m； 則行星齒輪球面半徑Rb=Kb3Td=3×31478.48≈34.2mm； 行星齒輪節(jié)錐距A0=0.99Rb=0.99×34.2≈33.9mm； 3. 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)z1、z2 本次設(shè)計(jì)選用行星齒輪齒數(shù)z1=13，半軸齒輪齒數(shù)z2=23；z2z1=2313≈1.8∈(1.5~2)。 4. 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ1、γ2及模數(shù)m 行星齒輪節(jié)錐角γ1=arctanz1z2=arctan1524≈30°； 半軸齒輪節(jié)錐角γ2=arctanz2z1=arctan2415≈60°； 錐齒輪大端的端面模數(shù)為m=2A0z1sinγ1=2×33.911×sin30°≈2.6，取m=3。 5. 壓力角α 本次設(shè)計(jì)選用壓力角α=22°30'。 6. 行星齒輪軸直徑d及支承長度L 差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩——T0=1478.48N?m； 行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x——rd=0.5×0.8×mz2=0.5×0.8×3×23=27.6mm； 支承面允許擠壓應(yīng)力——σc=98MPa； 則行星齒輪軸直徑d=T0×1031.1σcnrd=1478.48×1031.1×98×2×27.6≈16mm； 行星齒輪在軸上的支承長度L=1.1d=1.1×18.31≈17mm； （二）差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)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)常處于嚙合傳動(dòng)狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于差速器齒輪，主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 Tc——半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩。T0 =min[Tce，Tcs]， 當(dāng)T0=Tce 時(shí),Tc＝0.6×T0=0.6*1478.48=887Nm； 當(dāng) T0=Tcf時(shí)，Tc＝0.6×T0=0.6*432.3=259 Nm Ks——尺寸系數(shù)，ks=4m25.4=4325.4≈0.511 Km——齒面載荷分配系數(shù)。跨置式支撐結(jié)構(gòu)Km=1~1.1，取Km=1.1 Kv——質(zhì)量系數(shù) ，Kv＝1 m——端面模數(shù)，m=3 b2——半軸齒輪齒寬，b2=0.3×d2=0.3×69=20.7mm d2——半軸齒輪大端分度圓直徑，d2=mz2=3×23=69mm J——綜合系數(shù)，查圖得J=0.23 n——行星齒輪數(shù)，n=2 當(dāng)T0=Tce 時(shí),則輪齒彎曲應(yīng)力 σw=2Tckskmkvmb2d2Jn×103=2×887×0.59×1.051×3×20.7×69×0.23×2×103≈557.6MPa。 當(dāng) T0=Tcf時(shí),則輪齒彎曲應(yīng)力 σw=2Tckskmkvmb2d2Jn×103=2×259×0.59×1.051×3×20.7×69×0.23×2×103≈163MPa 當(dāng)T0=Tce 時(shí)，[σw]=980 MPa，σw=557MPa<[σw]。，符合設(shè)計(jì)要求。 當(dāng) T0=Tcf時(shí)，[σw]=210 MPa，σw=163MPa<[σw]。，符合設(shè)計(jì)要求。 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 模數(shù)m m 3 行星齒數(shù)z1 Z1>=10 13 半軸齒數(shù)z2 Z2=14-25 23 齒頂高h(yuǎn)a ha=m 3 齒根高h(yuǎn)f hf=1.2m 3.6 齒高h(yuǎn) h=2.2m 6.6 行星齒輪分度圓直徑d1 d=mz d1=39 半軸齒輪分度圓直徑d2 d2=69 行星齒輪分度圓錐角δ1 δ1=arctan(Z1/Z2) δ1=30 半軸齒輪分度圓錐角δ2 δ2=90。-δ1 δ2=60 行星齒輪外錐距R1 R=d/2sinδ R1=39 半軸齒輪外錐距R2 R2=40 齒寬b1，b2 b=（0.25-0.35）R b1=11.7 b2=12 行星齒輪齒頂圓直徑da1 da=m*(z+2cosδ) da1=44 半軸齒輪齒頂圓直徑da2 da2=72 行星齒輪齒根圓直徑df1 df=m(z-2.4cosδ) df1=32.8 半軸齒輪齒根圓直徑df2 df2=65.4 行星齒輪齒頂角θa1度 θa=arctan(2sinδ/z) θa1=4.3 半軸齒輪齒頂角θa2度 θa2=4.3 行星齒輪齒根角θf1度 θf=arctan(2.4sinδ/z) θf1=5 半軸齒輪齒根角θf2度 θf2=5 行星齒輪頂錐角δa1度 δa=δ+θa δa1=34.3 半軸齒輪頂錐角δa2度 δa2=73.3 行星齒輪根錐角δf1度 δf=δ-θf δf1=25 半軸齒輪根錐角δf2度 δf2=55 傳動(dòng)比i i=Z2/Z1=23/13=1.6 i=1.6 壓力角 α=22°30′ α=22°30′ 齒寬系數(shù)φR φR=0.25~0.30 φR=0.28 行星齒輪軸直徑 d=T0×1031.1[σc]nrd d=16mm 3.3 半軸設(shè)計(jì) 1.全浮式半軸的計(jì)算載荷可按車輪附著力矩M?計(jì)算，即 M?＝ξMmaxi0iη＝0.6×124×3.45×3.6×0.96＝887.09N.m＝887090N?mm（式4-11） 其中，ξ—差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器取0.6 Mmax—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，題目所給為124 N·M i0—主減速器傳動(dòng)比，題目所取為3.6 i—變速器I檔傳動(dòng)比，i＝i1＝3.45 η—汽車傳動(dòng)效率，題目所給為0.96 全浮式半軸桿部直徑可按下式初步選?。? d＝K3M?＝0.210×3887090＝20.18mm（式4-12） 式中，d為半軸桿部直徑（mm）；M?為半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N·mm），K為直徑系數(shù)，取0.205~0.218，最終取K＝0.210 半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ＝16M?πd3＝16×8870903.14×20.183＝550.04MPa（式4-13） 式中，τ為半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；d為半軸直徑。 半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為500~700MPa，故符合要求。 4．三維建模及二維平面圖 4.1 三維建模 主要說明建模中關(guān)鍵參數(shù)和復(fù)雜部件的建模過程. 半軸齒輪（圖4-1）建模：先在草圖里建立新的平面，在新的平面里根據(jù)半軸齒輪的參數(shù)建立單個(gè)齒，通過使用圓形陣列命令建立完整凸臺(tái)，生成齒輪后，再進(jìn)行打孔，在孔中建立花鍵凸臺(tái)，然后進(jìn)行陣列。半軸齒輪墊片（圖4-2），在草圖畫圓環(huán)，拉伸得到。 圖4-1半軸齒輪圖 圖4-2半軸齒輪墊片 差速器殼體（圖4-3），是一個(gè)鑄造件，尺寸根據(jù)半軸齒輪與行星齒輪的裝配關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)。建凸臺(tái)拔模，中心使用旋轉(zhuǎn)槽命令進(jìn)行加工，在內(nèi)部加工出軸承定位的軸肩，銑殼體外平面平面在多建幾個(gè)凸臺(tái)，用于外部軸承的軸肩定位，打行星齒輪軸孔，并打銷孔與螺栓安裝孔。以下的其他建模，以此類推。 圖4-3 差速器殼體 圖4-4 行星齒輪 圖4-5 卡環(huán) 行星齒輪（圖4-4）建模與半軸齒輪建模步驟類似，卡環(huán)（圖4-5）起固定半軸位置作用，在草圖上畫圓環(huán)拔模，然后在圓環(huán)缺口處建立新的草圖畫矩形草圖進(jìn)行拔模，最后使用鏡像命令完成卡環(huán)建模。 圖4-6 主動(dòng)齒輪 圖4-7 從動(dòng)齒輪 圖4-8 總裝配 4.2 二維平面圖 二維平面圖介紹能幫助讀懂圖紙的說明。 零件二維圖要有足夠的尺寸，讓工程師看到就能很明白，有技術(shù)要求，零件表面粗糙度，尺寸公差等，提升零件的精度。裝配圖則要表達(dá)好各個(gè)零件間的裝配關(guān)系，裝配操作技術(shù)要求等。 圖4-9 差速器殼體二維圖 圖4-10 行星齒輪軸二維圖 圖4.11 主減速器及差速器總成裝配二維圖 參 考 文 獻(xiàn) ［1］. 趙汝嘉.計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 ［2］. 陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.人民交通出版社.2006 ［3］. 陳錦昌.機(jī)械制圖［M］.高等教育出版社.2010 ［4］. 王望予.汽車設(shè)計(jì)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社2004 ［5］. 甘永立.幾何量公差與檢測(cè)［M］.上海科學(xué)技術(shù)出版社.2012 ［6］. 譚慶昌.趙洪志.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.高等教育出版社.2004