普通锥齿轮差速器的设计(内含CAD)
目录
摘要 (2)
引言 (3)
1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (4)
2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (6)
3 对称式圆锥行星齿轮差速器的计算 (7)
3.1 2 吨货车车型数据 (7)
3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (9)
3.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (9)
3.2.2 差速器齿轮的几何计算 (12)
3.2.3 差速器齿轮的强度计算 (14)
3.2.4 差速器齿轮的材料 (17)
4 结论 (15)
参考文献
摘要
普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。
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本文参照传统差速器的设计方法，2吨货车车型数据为设计参数进行了差速器的设计。通过差速器齿轮的基本参数的选择、几何计算确定此差速器的外形、结构，并进行强度计算，保证此圆锥行星齿轮差速器强度达到工作要求。最后，选择此差速器的材料和制造工艺。
关键字：圆锥齿轮差速器行星齿轮
前言
汽车在行驶过程中左，右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮；汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径的不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，
从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。
差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度|转动。差速器按其结构特征不同，分为齿轮式、凸轮式、涡轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。
一对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理
图1-1 差速器差速原理
如图1-1所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮
机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起，固为主动件，设其角速度为0ω；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为1ω和2ω。A 、B 两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C ，A 、B 、C 三点到差速器旋转轴线的距离均为r 。
当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径r 上的A 、B 、C 三点的圆周速度都相等（图2-1），其值为0ωr 。于是1ω=2ω=0ω，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。 当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度4ω自转时（图），啮合点A 的圆周速度为1ωr =0ωr +4ωr ，啮合点B 的圆周速度为2ωr =0ωr -4ωr
于是:1ωr +2ωr =（0ωr +4ωr ）+(0ωr -4ωr )
即: 1ω+ 2ω=20ω （1-1） 若角速度以每分钟转数n 表示，则
0212n n n =+ （1-2） 式（1-2）为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式，它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。因此在汽车转弯行驶或其它行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上
滚动而无滑动。
由式(1-2）还可以得知：①当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；
②当差速器壳的转速为零（例如中央制动器制动传动轴时），若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。
2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构
普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。如图3-2所示。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。
图2-1 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器
1，12-轴承；2-螺母；3，14-锁止垫片；4-差速器左壳；5，13-螺栓；6-半轴齿轮片；7-半轴齿轮；8-行星齿轮轴；
9-行星齿轮；10-行星齿轮垫片；11-差速器右壳垫。
3对称式圆锥行星齿轮差速器的计算
3.1 2吨货车车型数据
3.1．1 尺寸参数：见表1
表 1 2吨货车整车尺寸参数
尺寸类型项目参数值
整车外形尺寸
（mm）总长LB 6000 总宽BB 2000 总高HB 2000
车厢内部尺寸
（mm）长LB 4280 宽BB 2000 高HB 2000
底盘布置尺寸
（mm）轴距L 3360
前后轮距1580/1525
B1/B2
通过性参数（整车整备静态）最小离地间隙
hmin（mm）
270 接近角α（°）38°离去角β（°）34°
3.1.2质量参数：见表 2
表 2 2吨货车质量参数表
类别项目参数值
质量参数整车整备质量me
（kg）
2000 乘员数3人最大总质量ma
(kg)
4000
最大轴载质量
（kg）前轴G1 1284 后轴G2 2716
3.1.3发动机技术参数：见表 3
表 3 PE6T发动机性能参数
型号PE6T 额定功率Pe (kw) 137 额定功率转速ne (rpm) 3200 最大转矩Ttq (n?m) 710 最大转矩时转速nt
(rpm)
2200
全负荷最低燃油消耗量
b (kw?h)
220
3.1.4传动系的传动比：见表 4
表 4 变速器和主减速器的传动比
档位Ⅰ档
(ig1)
Ⅱ档
(ig2)
Ⅲ档
(ig3)
Ⅳ档
(ig4)
Ⅴ档
(ig5)
倒档
速比 3.7 2.57 1.88 1.37 1.00 6.5 主减速器传动
比ig0
7.6
3.1.5轮胎和轮辋规格：
轮胎：7.50—16LT
3.1.6车轮滚动半径：
轮胎：7.50—16LT r=0.383
3.1.7滚动阻力系数f：
为计算方便，近似取0.02
3.1.8空气阻力系数和空气阻力：
本车的空气阻力系数CD=0.7，迎风面积A≈BB?HB=2×2=4(m2)
式中：BB为汽车总宽2000mm；HB为汽车总高3300mm
3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算
由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。
3.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择
1.行星齿轮数目的选择
载货汽车采用4个行星齿轮。
2.行星齿轮球面半径B R的确定
圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径B R，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。
球面半径B R 可按如下的经验公式确定：
3T K R B B = mm (3-1) 式中：B K ——行星齿轮球面半径系数，可取 2.52～2.99，对于有4个行星齿轮的载货汽车取小值；
T ——计算转矩，取Tce 和Tcs 的较小值，N ·m. 根据上式B R =2.672343=50.2mm 所以预选其节锥距A 0=52mm
3.行星齿轮与半轴齿轮的选择
为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。但一般不少于10。半轴齿轮的齿数采用14～25，大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比1z /2z 在1.5～2.0的范围内。
差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数L z 2，R z 2之和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，差速器将无法安装，即应满足的安装条件为：
I n
z z R
L =+22 （3-2） 式中：L z 2，R z 2——左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说， L z 2=R z 2
n ——行星齿轮数目； I ——任意整数。
在此1z =12，2z =18 满足以上要求。
4.差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定
首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角1γ，2γ 2
11arctan
z z =γ=
18
12arctan
=33.69°
1γ=90°-2γ=57.31°
再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数m m=
110sin 2γz A =220sin 2γz A =??69.33sin 12
52
2=4.81 由于强度的要求在此取m=5mm
得12511?==mz d =60mm 22mz d ==5×18=90mm 5.压力角α
目前，汽车差速器的齿轮大都采用22.5°的压力角，齿高系数为0.8。最小齿数可减少到10，并且在小齿轮（行星齿轮）齿顶不变尖的条件下，还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。由于这种齿形的最小齿数比压力角为20°的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。在此选22.5°的压力角。
6. 行星齿轮安装孔的直径φ及其深度L
行星齿轮的安装孔的直径φ与行星齿轮轴的名义尺寸相同，而行星齿轮的安装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度，通常取：
φ1.1=L
[]nl
T L c ??==σφφ3
02
101.1
[]nl
T c σφ1.1103
0?=
（3-3） 式中：0T ——差速器传递的转矩，N ·m ；在此取19251.16N ·m
n ——行星齿轮的数目,在此为4；
l ——行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，mm ， l ≈
0.5d '2， d '2为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而d '2≈0.82d ；
[]c σ——支承面的许用挤压应力，在此取98 MPa
根据上式 908.0'2?=d =72mm l =0.5×72=36mm
φ36
4981.11016.192513
????=≈35mm 351.1?=L ≈39mm
3.2.2 差速器齿轮的几何计算
表3-1 汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表 序
号
项目
计算公式
计算结果
1
行星齿轮齿数 1z ≥10，应尽量取最小值 1z =12
2
半轴齿轮齿数
2z =14～25，且需满足式
（3-4）
2z =18
3 模数 m
m =5mm
4 齿面宽
b=(0.25～0.30)A 0;b ≤
10m
15mm
5 工作齿高 m h g 6.1= g h =8mm
6 全齿高 051.0788.1+=m h
8.991mm 7 压力角 α
22.5° 8 轴交角 ∑=90° 90°
9
节圆直径
11mz d =； 22mz d =
mm d 601=
mm d 902=
10 节锥角
2
1
1arctan
z z =γ，1290γγ-?= 1γ=33.69
2γ=56.310
11 节锥距 2
2
110sin 2sin 2γγd d A ==
0A =52mm 12
周节
t =3.1416m
t =15.707mm
13 齿顶高
21a g a h h h -=;
m z z h a ?????
?
??????????? ??+=2
12237.043.0 1a h =5.03mm
2a h =2.97mm
14
齿根高 1f h =1.788m -1a h ;1f h =1.788
1f h =3.91mm
m -2a h h f 2=5.97mm
15 径向间隙 c =h -g h =0.188m +0.051
c = 0.991mm
16 齿根角
1δ=01arctan A h f ;0
2
2arctan A h f =δ 1δ=4.300°;
2δ=6.549° 17 面锥角 211δγγ+=o ；122δγγ+=o
1o γ=37.99°2o γ=
62.86°
18 根锥角 111δγγ-=R ；222δγγ-=R
1R γ=29.39°2R γ=
49.76°
19 外圆直径 11101cos 2γa h d d +=；
22202cos 2γa h d d += 37.6801=d mm 29.9302=d mm
20 节圆顶点至
齿轮外缘距
离
1'12
01sin 2γχh d -=
2'
2102sin 2
γχh d -=
15.4201=χmm 74.2602=χmm
21 理论弧齿厚 21s t s -=
()
m h h t s τα---=
tan 2
'2'12 1s =10.3 mm
2s =8.55 mm
22 齿侧间隙 B =0.245～0.330 mm
B =0.250mm
23
弦齿厚
2
6213B
d s s S i i i i --=χ
1χS =10.142mm 2χS =8.416mm 24 弦齿高
i
i
i i
i d s h h 4cos 2'γχ+=
1χh =6.537mm 2χh =3.458mm
3.2.3 差速器齿轮的强度计算
差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受的载荷较大，它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时，或一侧车轮打滑而滑转时，差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动。因此对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度校核。轮齿弯曲强度w σ为
w σ=J
m bz K K K TK v m
s 2203102? MPa (3-4)
式中：T ——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，其计算式n
T T 6
.00?=
,在此T 为2887.7N ·m ； n ——差速器的行星齿轮数4； 2z ——半轴齿轮齿数；
0K 、v K 、s K 、m K ——见式（2-9）下的说明； J ——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，
由图3-1可查得J =0.225
图3-2 弯曲计算用综合系数
根据上式w
σ=4
225.0901850.1792.00.17.28871023?????????=627.5MPa
〈980MPa
所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。
此节内容图表参考了《汽车设计实用手册》[1]中差速器设计一节。
3.2.4 差速器齿轮的材料
差速器齿轮和主减速器齿轮一样，基本上都是用渗碳合金钢制造，目前用于制造差速器锥形齿轮的材料为20CrMnTi 、20CrMoTi 、22CrMnMo 和20CrMo 等。由于差速器齿轮轮齿要求精度较低，所以精锻差速器齿轮工艺已被广泛应用。
4 结论
本次课程设计，开始自己也不知道该怎么动手，就在网上找了一些差速器设计的相关资料和模板，再开始设计自己车型的差速器。
在差速器的数据计算时，有些地方不是很清楚，又和同学们一起讨论，很多同学细心的给我讲解。通过这次课程设计，我发现自己理论知识的缺乏、绘图软件使用不熟练等问题。在之后的时间里应该加强基本理论知识和绘图软件的学习，并且把理论知识运用到实践中，使所学的东西能真正运用出来。只要自己认真做，没有什么不可能完成的任务，这次课程设计也为我们的毕业
设计做了很好的准备。
参考文献
[1] 王望予. 汽车设计. 4版. 北京：机械工业出版社, 2004.
[2 ]郑文伟，吴克坚. 机械原理. 7版. 北京：高等教育出版社，1996.
[3] 余志生. 汽车理论. 5版. 北京：机械工业出版社, 2009.
[4] 陈家瑞. 汽车构造. 3版. 北京：机械工业出版社, 2010.7.
[5] 濮良贵,纪名刚. 机械设计. 8版. 北京：高等教育出版社，2006.5.
[6] 骆素君,朱诗顺. 机械课程设计简明手册. 北京：机械工业出版社，2006.8.
差速器锥齿轮几何尺寸计算用表
序号 项目 计算公式 计算结果 1 行星齿轮齿数 1z ≥10，应尽量取最小值 1z =10 2 半轴齿轮齿数 2z =14～25，且需满足式（3-4） 2z =18 3 模数 m m =5.5mm 4 齿面宽 b=(0.25～0.30)A 0;b ≤10m 16mm 5 工作齿高 m h g 6.1= g h =8.8mm 6 全齿高 051.0788.1+=m h 9.885 7 压力角 α 22.5° 8 轴交角 ∑=90° 90° 9 节圆直径 11mz d =； 22mz d = d2=99 10 节锥角 2 1 1arctan z z =γ，1290γγ-?= 1γ=29.055°， =2γ60.945° 11 节锥距 2 2 110sin 2sin 2γγd d A == 0A =56.625mm 12 周节 t =3.1416m t =17.2788mm 13 齿顶高 21a g a h h h -=;m z z h a ????? ? ??????????? ??+=2 12237.043.0 1a h =5.807mm 2a h =2.993mm 14 齿根高 1f h =1.788m -1a h ; =1.788m -2a h 1f h =3.972mm ; =6.786mm 15 径向间隙 c =h -g h =0.188m +0.051 c =1.085mm 16 齿根角 1δ=01arctan A h f ;0 2 2arctan A h f =δ 1δ=4.012°; 2δ=6.834° 17 面锥角 211δγγ+=o ；122δγγ+=o 1o γ=33.067° 2o γ=67.779°
汽车差速器的结构和原理
汽车差速器的结构和工作原理 汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。 当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图1)；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等；即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。 图1 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。 在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各驱动桥所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。 差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。 普通差速器的结构及工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成（见图1）。（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓（或铆钉）固定在差速器壳右半部8的凸缘上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半轴相连。与差速器壳一起转动（公转）的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转，实现对两侧车轮的差速驱动。行星齿轮的背面和差速器壳相应位置的内表面，均做成球面，这样作能增加行星齿轮轴孔长度，有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。 在传力过程中，行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大的轴向力，为减少齿轮和差速器壳之间的磨损，在半轴齿轮和行星齿轮背面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常用软钢、铜或者聚甲醛塑料制成。
(内含CAD)普通锥齿轮差速器的设计
目录 摘要 (2) 引言 (3) 1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (4) 2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (6) 3 对称式圆锥行星齿轮差速器的计算 (7) 3.1 2 吨货车车型数据 (7) 3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (9) 3.2.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (9) 3.2.2 差速器齿轮的几何计算 (12) 3.2.3 差速器齿轮的强度计算 (14) 3.2.4 差速器齿轮的材料 (17) 4 结论 (15) 参考文献
摘要 普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。 332825716要CAD图纸进群下载 本文参照传统差速器的设计方法，2吨货车车型数据为设计参数进行了差速器的设计。通过差速器齿轮的基本参数的选择、几何计算确定此差速器的外形、结构，并进行强度计算，保证此圆锥行星齿轮差速器强度达到工作要求。最后，选择此差速器的材料和制造工艺。
关键字：圆锥齿轮差速器行星齿轮 前言 汽车在行驶过程中左，右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮；汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径的不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，
直齿锥齿轮传动计算例题
例题10-3试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。 [解]1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20°。 （2）齿轮精度和材料与例题10-1同。 （3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 （1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即 1) =1.3 计算小齿轮传递的转矩。 9.948 选取齿宽系数=0.3。 查得区域系数 查得材料的弹性影响系数。 [] 由图 由式（ ， 由图10-23查取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-14）得 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
2）试算小齿轮分度圆直径 (2) 1 3.630m/s ②当量齿轮的齿宽系数 0.342.832mm 2) ①由表查得使用系数 ②根据级精度（降低了一级精度） ④由表 由此，得到实际载荷系数 3)由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 及相应的齿轮模数 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）由式（10-27）试算模数，即
1）确定公式中的各参数值。 ①试选 ②计算 由分锥角 由图 由图 由图查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为 由图取弯曲疲劳寿命系数 ，由式（10-14）得 因为大齿轮的大于小齿轮，所以取 2)试算模数。 =1.840mm
差速器的结构及工作原理 图解
差速器的结构及工作原理（图解） 汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。 当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长(图D－C5－5)；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等； 即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。 差速器的作用 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。 若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。
这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。 在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。 布置在前驱动桥（前驱汽车）和后驱动桥（后驱汽车）的差速器，可分别称为前差速器和后差速器，如安装在四驱汽车的中间传动轴上，来调节前后轮的转速，则称为中央差速器。
差速器可分为普通差速器和两大类。 普通差速器的结构及工作原理 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。 对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成12-13（见图D－C5－6）。（从前向后看）左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器的从动齿轮7用螺栓（或）固定在差速器壳右半部8的上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出的园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承（衬套）的直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮的左右两侧各与一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳左右相应的孔中，其内花键与半轴相连。与差速器壳一起转动（公转）的行星齿轮拨动两侧的半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不同时，行星齿轮还要绕自身轴线转动--自转，实现对两侧车轮的差速驱动。
普通锥齿轮差速器设计
第一章绪论 汽车行驶时,左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧车轮；汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎符合、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右、车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学的要求；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器按其结构特征不同，分为齿轮、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。 本次设计选择的是对称锥齿轮式差速器中的普通锥齿轮式差速器。
第二章 普通锥齿轮差速器基本原理 普通锥齿轮差速器由于结构简单、工作平稳可靠，一直广泛用于一般使用条件下的汽车驱动桥中。图2-1为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度； ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速 度；To 为差速器壳接受的转矩；T r 为 差速器的内摩擦力矩；T 1、T 2分别为左、右两半轴对差速器的 反转矩。 图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图 根据运动分析可得 ω1+ω2＝2ω0 (2 - 1) 显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。 根据力矩平衡可得 T0 T2T1T0T1-T2{ =+= (2 - 2) 差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定 K=r T /0T (2 - 3) 结合式(5—24)可得 k ) -0.5T0(1T1k ) 0.5T0(1T2{ =+= (2 - 4) 定义快慢转半轴的转矩比kb=T2/T1,则kb 与k 之间有
(整理)弧齿锥齿轮几何参数设计
第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计 14.1 弧齿锥齿轮的基本概念 14.1.1 锥齿轮的节锥 对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比，轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样，相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图14-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角δ1或δ2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角∑。节锥任意一点到节锥顶点O 的距离称为该点的锥距R i ，节点P 的锥距为R 。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 21δδ+=∑ 大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比 1 2 12z z i = (14-1) 小轮和大轮的节点半径r 1、r 2分别为 11sin δR r = 22sin δR r = (14-2) 它们与锥齿轮的齿数成正比，即 1 2 1212sin sin z z r r ==δδ (14-3) 传动比与轴交角已知，则节锥可惟一的确定，大、小轮节锥角计算公式为 ∑ +∑ = cos 1sin 12122i i tg δ 21δδ-∑= (14-4) 当0 90=∑时，即正交锥齿轮副，122i tg =δ 14.1.2弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角 1．旋向 弧齿锥齿轮的轮齿对母线的倾斜方向称为旋向，有左旋和右旋两种（图14-3）。面对轮齿观察，由小端到大端顺时针倾斜者为右旋齿轮（图14-3b ），逆时针倾斜者则为左旋齿（图14-3a ）。 大小轮的旋向相图14-2 锥齿轮的节锥与节面 (a) 左旋 (b) 右旋 图14-1 弧齿锥齿轮副
开式锥齿轮传动设计实列
开式锥齿轮传动设计实列（图表均参考《机械设计基础》第五版） 题目：某开式直齿锥齿轮传动载荷均匀，用电动机驱动，输入功率1.9KW ，输入转速10r/min ，传动比3.2，试设计此齿轮传动。 解：（1）选择材料确定许用应力 小齿轮用40MnB 调质处理，齿面硬度为241~286HBS,6001=FE σMPa （表11-1） 大齿轮用ZG35SiMn 调质处理，齿面硬度为241~269HBS,5102=FE σMPa （表11-1） 取25.1=F S （表11-5） 所以，[]4801 1==F FE F S σσMPa ，[]40822==F FE F S σσMPa （2）因为是开式传动，所以按齿根弯曲应力进行设计 设齿轮按8级精度制造；取K=1.2(表11-3)；3.0~25.0=R φ，取0.25； 小齿轮上转矩661108145.11055.9?=?=n P T N ·mm. 初选4.54,17121===iZ Z Z ，取54。所以实际传动比176.317/54==μ 因为2tan δμ=（P70表4-5），所以954.0sin cos 21==δδ，298.0cos 2=δ 则81.17cos 1 11==δz z v ，54.1,02.311==ααS F Y Y （图11-8,11-9）； 04.181cos 2 22==δz z v ，85.1,16.222==ααS F Y Y []009689.0111=F S F Y Y σαα，[] 009794.0222=F S F Y Y σαα 所以，[]719.71)5.01(43222222 11 =?+-≥F S F R R Y Y Z KT m σμφφαα 考虑磨损49.8%)101(*719.7=+=m 。标准化为m=9 (3)尺寸计算略（P70表4-5） 主要计算分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径，锥距，齿宽（与直径相关尺寸保留小数点后三位） （4）结构设计略（P183图11-18）
圆弧齿锥齿轮传动设计几何计算过程
圆弧齿锥齿轮传动设计几何计算过程 圆弧齿锥齿轮传动设计 几何计算过程 输入参数： 齿轮类型：35。格里森制 大端模数m=6mm 齿形角a =20° 齿数 Z 1=30,Z 2=90 径向变位系数X 1 =.347,x 2=-.347 传动比i=3 齿顶高系数 h a*=.85 切向变位系数 x t1 =-.056,x t2=.O56 中点螺旋角3m =35° 齿顶间隙系数c *=.188 齿宽系数tpR =.211 ,宽度b=60mm 小轮螺旋方向：左旋 序号 项目 公式 结果 1 大端分度圆d d 1=Z 1m,d 2=Z 2m d 1=180.00mm, d 2=540.00mm 2 分锥角S 81 =arctan(Z 1/Z 2), 2=90- 8 81=18.435 ° ,2=71.565 ° 3 锥距R R=d 1/2sin 81=d 2/2sin 82 R=284.605mm 4 齿距p p= nm p=18.850mm 5 齿高h h=(2h a *+c*)m h=11.328mm 6 齿顶高h a h a =(h a *+x)m h a1=7.182,h a2=3.018mm 7 齿根高h f h f =(h a *+c*-x)m h f1 =4.146,h f2=8.310mm 8 顶隙c c=c*m c=1.13mm 9 齿根角9f Q f1=arctg(h f1/R), Q =arctg(h f2/R) 0f1 =.835 ° ,f2=1.672 ° 10 齿顶角Q a Q a 1= Q f2, Q 2=Q f1（等顶隙收缩齿） 0a1=1.672 ° 戶陆.835 ° 11 顶锥角8a 8a1= 81+ Q f2, 82= 82+Q f1 81=20.107 °, 82=72.400 ° 12 根锥角8 8f1= 81- Q f1, f2= 82- 02 8f1=17.600 °, 8(2=69.893 ° 13 顶圆直径d a d a1=d 1+2h a1COS 81,d a2=d 2+2h a2COS 82, d a1=193.63,d a2=541.91mm 14 分锥顶点至轮冠距离 A k A k1 =d 2/2-h a1Sin 81,=d 1/2-h a2Sin 82 A k1=267.73,A k2=87.14mm 15 齿宽中点分度圆直径 d m d m1=d 1-bsin 81,d m2=d 2-bsin 82 d m1=161.026mm,d m2=483.079mm 16 齿宽中点模数m m m m =d m1/z 1=d m2/z 2 m m =5.368mm 17 中点分度圆法向齿厚s mn S mn =(0.5 n COS 唱+2xtan a +x?m m s mn1 =7.962mm,s mn2=5.851mm 18 中点法向齿厚半角书mn , 2 ^mn =S mn Sin 8 COS 旳/d m ipmn1 =1.803 ° 书 mn 2=.147 19 中点分圆法向弦齿厚S mn 2 _S mn =S mn (1-书mn /6) S mn1 =7.960mm 丄 mn2=5.851mm 20 中点分圆法向弦齿高h am h am =h a -btan 0a /2+S mn ^mn /4 h am1 =6.369mm,h am2=2.585mm 21 当量齿数Z v 3 Z v =Z/cos 8 cos (3m Z v1=57.532,Z v2=517.784 22 端面重合度￡a e?=[Z 1(tan a at1 -tan a )/cos 1 +Z 2(tan a at2-tan a )/cos 2]/2 n 其中:tan a =(tan a /cos m j &z =1.317
锥齿轮传动设计说明书
毕业设计说明书 专业：机械制造与自动化 班级：机制3081班 姓名：弓宏国 学号：11308123 指导老师：白福民 陕西国防工业职业技术学院
目录 第一部分工艺设计说明书 (4) ………… 第二部分第17号工序夹具设计说明书 (13) ………… 第三部分第7 号工序刀具设计说明书 (15) ………… 第四部分第17号工序量具设计说明书 (17) ………… 第五部分毕业设计体会 (18) ………… 第六部分参考资料 (19)
二O一O届毕业设计（论文）任务书 专业：机械制造与自动化班级：机制3081班姓名：钟磊学号：11308110一、设计题目(见附图)： 锥齿轮传动（CL24-A）零件机械加工工艺规程制订及第17工序工艺装备设计。 二、设计条件： l、零件图；2、生产批量：中批量生产。 三、设计内容： 1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图； 2、毛坯选择：1）、毛坯类型；2）、余量确定；3）、毛坯图。 3、机械加工工艺路线确定：1）、加工方案分析及确定；2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。 4、工艺尺寸及其公差确定：1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸；3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 5、设备及其工艺装备确定： 6、切削用量及工时定额确定：确定每道工序切削用量及工时定额。 7、工艺文件制订：1）、编写工艺设计说明书；2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片） 8、指定工序机床夹具设计：1）、工序图分析；2）、定位方案确定；3）、定位误差计算；4）、夹具总装图绘制，绘制夹具中所有非标零件图。 9、刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图） 四、上交资料（全部为电子文稿）： 1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写） 2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）； 3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写） 4、夹具总装图一张（A4图纸）；零件图两张（A4图纸）； 5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写） 6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。 五、起止日期： 2 010年11月1日一2 01 年月日(共周) 六、指导教师： 七、审核批准： 教研室主任：系主任： 年月日 八、设计评语： 九、设计成绩： 年月日
直齿锥齿轮传动计算例题
例题10-3 试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。 [解] 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20°。 （2）齿轮精度和材料与例题10-1同。 （3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.224=76.8，取z2=77。 2.按齿面接触疲劳强度设计 （1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即 1)确定公式中的各参数值。 ①试选=1.3。 ②计算小齿轮传递的转矩。 9.948 ③选取齿宽系数=0.3。 ④由图10-20查得区域系数。 ⑤由表10-5查得材料的弹性影响系数。 ⑥计算接触疲劳许用应力[]。 由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为 ，。 由式（10-15）计算应力循环次数： ， 由图10-23查取接触疲劳寿命系数，。 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-14）得 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 2）试算小齿轮分度圆直径
(2)调整小齿轮分度圆直径 1）计算实际载荷系数前的数据准备。 ①圆周速度 3.630m/s ②当量齿轮的齿宽系数。 0.342.832mm 2)计算实际载荷系数。 ①由表10-2查得使用系数。 ②根据Vm=3.630m/s、8级精度（降低了一级精度），由图10-8查得动载系数Kv=1.173。 ③直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数。 ④由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂时，得齿向载荷分布系数 。 由此，得到实际载荷系数 3)由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为 及相应的齿轮模数 3.按齿根弯曲疲劳强度设计 （1）由式（10-27）试算模数，即 1）确定公式中的各参数值。 ①试选。
普通锥齿轮式汽车差速器的设计_车辆工程_带CAD图纸
设计题目：差速器设计及驱动半轴设计 目录 1 基本数据 (3) 2 普通圆锥齿轮差速器设计 (3) 2.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (3) 2.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (4) 2.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (4) 2.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (4) 2.3.2 差速器齿轮的几何计算 (7) 2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (9) 2.3.4差速器齿轮的材料 (10) 3 驱动半轴的设计 (10) 3.1 结构形式分析 (10) 3.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (10) 3.3 半轴花键的强度计算 (12) 3.4 半轴其他主要参数的选择 (12) 3.5 半轴的结构设计及材料与热处理 (13) 4.参考文献 (13)
差速器设计及驱动半轴设计 1.所设计车辆基本参数 参数名称数值单位 车辆前后轴距2620 mm 前轮距1455 mm 后轮距1430 mm 总质量2100 Kg 最大功率76.0 Kw 最大扭矩158 Nm 最高车速140 Km/h 2.普通圆锥齿轮差速器设计 汽车在行驶过程中，左右车轮在同一时间所滚过的路程往往不等。例如，在转弯时外两侧车轮行程显然不同，即外侧的车轮滚过的路程大于侧车轮；汽车在不平的路面上行驶，由于轮胎气压，轮胎负荷，胎面磨损程度不同以及制造误差等影响，也会引起左右车轮因滚动半径的不同而使左右车轮行程不等。如果驱动桥的左右车轮刚性连接，则行驶时不可避免的会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致操纵性能恶化。为防止这类现象发生，汽车在左右驱动轮间装有轮间差速器，从而保证驱动桥两侧车轮在行程不等的情况下具有不同角速度，满足了汽车行驶时的运动要求。 差速器用来在两轴之间分配转矩，保证两输出轴有可能以不同角速度转动。 差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。 2.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 图2-1 差速器差速原理 如图2-1所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在 ω；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度一起，固为主动件，设其角速度为0 为1ω和2ω。A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C，A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。
直齿锥齿轮传动设计
锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般多采用90°。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关"圆柱"在锥齿轮中就变成了"圆锥"，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单，但噪声较大，用于低速传动（＜5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的场合。本节只讨论S=90°的标准直齿锥齿轮传动。 1. 齿廓曲面的形成 直齿锥齿轮齿廓曲面的形成与圆柱齿轮类似。如下图所示，发生平面1与基锥2相切并作纯滚动，该平面上过锥顶点O的任一直线OK的轨迹即为渐开锥面。渐开锥面与以O为球心，以锥长R为半径的球面的交线AK为球面渐开线，它应是锥齿轮的大端齿廓曲线。但球面无法展开成平面，这就给锥齿轮的设计制造带来很多困难。为此产生一种代替球面渐开线的近似方法。 2. 锥齿轮大端背锥、当量齿轮及当量齿数
(1) 背锥和当量齿轮 下图为一锥齿轮的轴向半剖面，其中DOAA为分度锥的轴剖面，锥长OA称锥距，用R表示；以锥顶O为圆心，以R为半径的圆应为球面的投影。若以球面渐开线作锥齿轮的齿廓，则园弧bAc为轮齿球面大端与轴剖面的交线，该球面齿形是不能展开成平面的。为此，再过A作O1A⊥OA，交齿轮的轴线于点O1。设想以OO1为轴线，以O1A为母线作圆锥面O1AA，该圆锥称为锥齿轮的大端背锥。显然，该背锥与球面切于锥齿轮大端的分度圆。由于大端背锥母线1A与锥齿轮的分度锥母线相互垂直，将球面齿形的圆弧bAc投影到背锥上得到线段b'Ac'，圆弧bAc与线段b'Ac'非常接近，且锥距R与锥齿轮大端模数m之比值愈大（一般R/m>30），两者就更接近。这说明：可用大端背锥上的齿形近似地作为锥齿轮的大端齿形。由于背锥可展开成平面并得到一扇形齿轮，扇形齿轮的模数m、压力角a和齿高系数ha*等参数分别与锥齿轮大端参数相同。再将扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮，这个虚拟的圆柱齿轮称为该锥齿轮的大端当量齿轮。这样就可用大端当量齿轮的齿形近似地作为锥齿轮的大端齿形，即锥齿轮大端轮齿尺寸（ha、hf等）等于当量齿轮的轮齿尺寸。 (2) 基本参数 由于直齿锥齿轮大端的尺寸最大，测量方便。因此，规定锥齿轮的参数和几何尺寸均以大端为准。大端的模数m的值为标准值，按下表选取。在GB12369-90中规定了大端的压力角a=20。，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.2。 (3) 当量齿数 当量齿轮的齿数zv称为锥齿轮的当量齿数。zv与锥齿轮的齿数z的关系可由上图求出，由图可得当量齿轮的分度圆半径rv
差速器的工作原理
差速器的工作原理（图,另附文字说明） 工作原理：当汽车直走时，两个行星齿轮只公转，不自转。如图中右上所示。 右下图表示的是汽车（方向是朝读者这边走的）右转。 根据力学原理，转弯时内侧车轮势必会转的慢些，此时驱动轴转速不变，行星轮此时一边绕半轴公转，一边自转。 因此可以看出，转弯时汽车驱动力会减小的，特别是走泥路时尽量避免打方向，以防抛锚。（不知解释的对不对，望各位指点！）
差速器 图D－C5－3（3－93）准双曲面齿轮单级主减速器 1-从动锥齿圈；2-薄垫片；3-差速器轴承；4-主动锥齿轮；5-主动锥齿轮后轴承； 6-主动锥齿轮前轴承；7-主动锥齿轮密封圈；8-隔离套管；9-半轴齿轮； 10-差速器壳；11-进油道 如图所示为单级主减速器结构，它采用一对准双曲面锥齿轮传动。图D－C5－6（3－96）差速器构造零件的分解 1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；6-行星齿轮； 7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓 目前国产轿车及其它类汽车基本都采用了对称式锥齿轮普通差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴（十字轴或一根直销轴）和差速器壳等组成。图D－C5－7（3－97）差速器运动原理示意图 1,2-半轴齿轮；3-差速器壳；4-行星齿轮；5-行星齿轮轴；6-主减速器从动齿轮 左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，这就是两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性关系式。图D－C5－8（3－98）差速器扭矩分配示意图 1- 半轴齿轮；2-半轴齿轮；3-行星齿轮轴；4-行星齿轮 设输入差速器壳的转矩为M0 ，输出给左、右两半轴齿轮的转矩为M1和M2，Mf 为折合到半轴齿轮上总的内摩擦力矩，则： M1=0.5（M0－Mf） M2=0.5（M0+Mf） 图D－C5－9（3－99）斯堪尼亚LT110型汽车的强制锁止式差速器 1-活塞；2-活塞皮碗；3-气路管接头；4-工作缸；5-套管；6-半轴；7-压力弹簧；8-锁圈；9-外接合器；10-内接合器；11-差速器壳
圆锥齿轮参数设计
圆锥齿轮参数设计 0.概述 锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般多采用90°。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关"圆柱"在锥齿轮中就变成了"圆锥"，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单，但噪声较大，用于低速传动（＜5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的场合。本节只讨论S=90°的标准直齿锥齿轮传动。 1. 齿廓曲面的形成 直齿锥齿轮齿廓曲面的形成与圆柱齿轮类似。如下图所示，发生平面1与基锥2相切并作纯滚动，该平面上过锥顶点O的任一直线OK的轨迹即为渐开锥面。渐开锥面与以O为球心，以锥长R为半径的球面的交线AK为球面渐开线，它应是锥齿轮的大端齿廓曲线。但球面无法展开成平面，这就给锥齿轮的设计制造带来很多困难。为此产生一种代替球面渐开线的近似方法。 2. 锥齿轮大端背锥、当量齿轮及当量齿数 (1) 背锥和当量齿轮 下图为一锥齿轮的轴向半剖面，其中DOAA为分度锥的轴剖面，锥长OA称锥距，用R 表示；以锥顶O为圆心，以R为半径的圆应为球面的投影。若以球面渐开线作锥齿轮的齿廓，则园弧bAc为轮齿球面大端与轴剖面的交线，该球面齿形是不能展开成平面的。为此，再过A作O1A⊥OA，交齿轮的轴线于点O1。设想以OO1为轴线，以O1A为母线作圆锥面O1AA，该圆锥称为锥齿轮的大端背锥。显然，该背锥与球面切于锥齿轮大端的分度圆。由于大端背锥母线1A与锥齿轮的分度锥母线相互垂直，将球面齿形的圆弧bAc投影到背锥上得到线段 b'Ac'，圆弧bAc与线段b'Ac'非常接近，且锥距R与锥齿轮大端模数m之比值愈大（一般R/m>30），两者就更接近。这说明：可用大端背锥上的齿形近似地作为锥齿轮的大端齿形。由于背锥可展开成平面并得到一扇形齿轮，扇形齿轮的模数m、压力角a和齿高系数ha*等参数分别与锥齿轮大端参数相同。再将扇形齿轮补足成完整的直齿圆柱齿轮，这个虚拟的圆
差速器结构图
差速器结构图：1-差速器壳轴承；2和8-差速器壳体；3和5-调整垫片；4-半轴齿轮（两个）；6-行星齿轮（两个或四个）；7-主减速器从动锥齿轮；9-行星齿轮轴。
托森轮间差速器：1-差速器壳；2-直齿轮轴；3-半轴；4-直齿轮；5-主减速器被动齿轮；6-蜗伦；7-蜗杆
差速器用以连接左右半轴，可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩。保证车轮的正常滚动。有的多桥驱动的汽车，在分动器内或在贯通式传动的轴间也装有差速器，称为桥间差速器。其作用是在汽车转弯或在不平坦的路面上行驶时，使前后驱动车轮之间产生差速作用。 我们喜欢的，要么错过了，要么已经有主了；喜欢我们的，总觉得缺少一种感觉。于是我们抱着追求真感情的态度，寻找爱情，可是总觉得交际面太窄，没有办法认识理想的类型；于是我们抱着宁缺毋滥的态度，自由着，孤单着……——几米
汽车制动传动装置（气压传动装置） 2010-4-14 气压传动装置的工作原理原理： 气压式制动传动装置是利用压缩空气作动力源的动力制动装置。制动时，驾驶员通过控制踏板的行程，便可控制制动气压的大小，得到不同的制动强度。其特点是制动操纵省力，制动强度大，踏板行程小；但需要消耗发动机的动力；制动粗暴而且结构比较复杂。因此，一般在重型和部分中型汽车上采用。 布置形式：气压传动装置的组成与布置形式随车型而异，但总的工作原理相同。管路的布置形式也分为单管路与双管路两种。 双管路气压制动传动装置的组成和管路布置：双管路气压制动传动装置是利用一个双腔（或）三腔）制动阀，两个或三个储气筒，组成两套彼此独立的管路，分别控制两桥（或三桥）的制动器
锥齿轮计算模版.pdf
锥齿轮传动设计 1.设计参数 1150 150********=====d d z z u 式中：u ——锥齿轮齿数比； 1z ——锥齿轮齿数； 2z ——锥齿轮齿数； 1d ——锥齿轮分度圆直径（mm ） ； 2d ——锥齿轮分度圆直径（mm ） 。 1.1062 1115021)2()2(2212221=+=+=+=u d d d R mm 25.125)33.05.01(150)5.01(11=???=?=R m d d φ mm 同理 2m d =125.25 mm 式中：1m d 、2m d ——锥齿轮平均分度圆直径（mm ）； R φ——锥齿轮传动齿宽比，最常用值为R φ=1/3，取R φ=0.33。 530 150111===z d m 同理 2m =5 式中：1m 、2m ——锥齿轮大端模数。 175.4)33.05.01(5)5.01(11=???=?=R m m m φ 同理 2m m =4.175 式中：m m 1、m m 2——锥齿轮平均模数。 2.锥齿轮受力分析 因为锥齿轮1与锥齿轮2的传动比为1，且各项数据相同，则现以锥齿轮1为分析对象得：
1250150 83.932211=?==m t d T F N 88.88345cos 45tan 1250cos tan 111=????==δαt r F F N 88.88345cos 45tan 1250sin tan 111=????==δαt a F F N 22.133020cos 1250cos 11=? ==αt n F F N 式中；1t F ——锥齿轮圆周力； 1r F ——锥齿轮径向力； 1a F ——锥齿轮轴向力； 1n F ——锥齿轮法向载荷； α——锥齿轮啮合角； δ——锥齿轮分度角。 3.齿根弯曲疲劳强度计算 (1) 确定公式内的各计算数值 1) 由《机械设计》图10-20c 查得锥齿轮的弯曲疲劳强度极限=1FE σ580MPa 2) 由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数=1FN K 1 3) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S =1.4，由《机械设计》式（10-12）得 =?==4 .15801][111S K FE FN F σσ414.29 MPa 4) 计算载荷系数K 23.235.111.15.1=???==βαF F v A K K K K K 5) 查取齿形系数 由《机械设计》表10-5查得8.21=Fa Y 6) 查取应力校正系数 由《机械设计》表10-5查得55.11=Sa Y
差速器设计说明书
学号成绩 汽车专业综合实践说明书 设计名称：汽车差速器设计 设计时间 2012年 6月 系别机电工程系 专业汽车服务工程 班级 姓名 指导教师 2012 年 06 月 18日
目 录 任务设计书 已知条件：（1）假设地面的附着系数足够大； （2）发动机到主传动主动齿轮的传动效率96.0=w η； （3）车速度允许误差为±3%； （4）工作情况：每天工作16小时，连续运转，载荷较平稳； （5）工作环境：湿度和粉尘含量设为正常状态，环境最高温度为30 度； （6）要求齿轮使用寿命为17年（每年按300天计，每天平均10小时）； （7）生产批量：中等。 （8）半轴齿轮、行星齿轮齿数，可参考同类车型选定，也可自己设计。 （9）主传动比、转矩比参数选择不得雷同。 差速器的功用类型及组成 差速器——能使同一驱动桥的左右车轮或两驱动桥之间以不同角速度旋转，并传递转矩的机构。起轮间差速作用的称为轮间差速器，起桥间作用的称桥间（轴间）差速器。轮间差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动。 1.齿轮式差速器 齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。 按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式（等转矩式）和不对称式（不等转矩式）。目前汽车上广泛采用的是对称式锥齿轮差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。它又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等。其结构见下图：
2.滑块凸轮式差速器 图二—2为双排径向滑块凸轮式差速器。 差速器的主动件是与差速器壳1连接在一起的套，套上有两排径向孔，滑块2装于孔中并可作径向滑动。滑块两端分别与差速器的从动元件内凸轮4和外凸轮3接触。内、外凸轮分别与左、右半轴用花键连接。当差速器传递动力时，主动套带动滑块并通过滑块带动内、外凸轮旋转，同时允许内、外凸轮转速不等。理论上凸轮形线应是阿基米德螺线，为加工简单起见，可用圆弧曲线代替。
车用普通锥齿轮式差速器的设计-毕业论文
毕业设计说明书（论文） 作者: 学号：1101504109 学院: 交通工程学院 专业: 车辆工程 题目: 车用普通锥齿轮式差速器的设计 副教授 指导者： 评阅者： 2014 年06 月
目录 1 绪论 ............................................. 错误!未定义书签。 1.1背景和意义...................................... 错误!未定义书签。 1.2汽车锥齿轮式差速器的概述 (1) 1.2.1汽车锥齿轮式差速器的差速原理 (2) 1.3 本文研究的容 ................................... 错误!未定义书签。 2 锥齿轮式差速器参数的计算、强度校核和材料选择 (4) 2.1 初始数据的来源与依据 (4) 2.2 锥齿轮式差速器齿轮参数的确定 ................... 错误!未定义书签。 2.3 差速器齿轮的几何计算图表 ....................... 错误!未定义书签。 2.4 锥齿轮式差速器齿轮材料的选择 ................... 错误!未定义书签。 2.5 差速器齿轮的强度计算 ........................... 错误!未定义书签。 2.6 半轴直径的初选及强度计算 (11) 2.7 半轴花键的计算 (11) 2.8 十字轴的计算 (12) 3 锥齿轮式差速器的实体建模 ......................... 错误!未定义书签。 3.1 建模工具的选择 ................................. 错误!未定义书签。 3.2 锥齿轮式差速器建模的过程 ....................... 错误!未定义书签。 3.2.1 一些零件的建模过程 ........................... 错误!未定义书签。 4 锥齿轮式差速器的虚拟装配 ......................... 错误!未定义书签。结论 .. (20) 致 (21) 参考文献 (22)
标致206XT普通锥齿轮差速器及半浮式半轴设计
目录 普通锥齿轮差速器设计 (1) 1 关键字 (2) 2 车型数据 (2) 2.1参数表 (2) 2.2个人具体设计内容的参数 (2) 3普通圆锥齿轮差速器设计 (2) 3.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 (3) 3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (4) 3.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计和计算 (5) 3.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择 (5) 3.3.2 差速器齿轮的几何计算 (8) 3.3.3 差速器齿轮的强度计算 (9) 3.3.4 差速器齿轮的材料 (10) 4 半浮式半轴的设计 (11) 4.1半浮式半轴结构形式分析 (11) 4.2 半浮式半轴杆部半径的确定 (16) 4.3 半轴花键的强度计算 (193) 4.4 半轴其他主要参数的选择 (14) 4.5半轴的结构设计及材料与热处理 (205)
5 参考文献 (15) 普通锥齿轮差速器设计 1关键字 差速器行星齿轮半轴 发动机参数： 发动机型号 TU5JP4 排气量（l） 1.587 发动机形式 直列4缸，DOHC双顶置凸轮轴，每缸4气门缸径X冲程 78.5 mm X 82.0 mm 材料 全铝缸盖、铸铁缸体 功率（Kw/rpm） 78/5750最大扭矩(N·m/rpm) 142/4000 升功率(Kw/l) 49.15 压缩比 10.5 2、车型数据
2.1参数表 2.2 个人具体设计内容的参数 3、普通圆锥齿轮差速器设计 汽车在行驶时，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内、
外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮；汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等；即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左、右车轮因滚动半径的不同而使左、右车轮行程不等。如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。在多桥驱动汽车上还装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷。使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消化率等。 差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。 3.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理 图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图 如图2-1所示，对称普通锥齿轮式差速器是一种行星齿轮机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起，固为主动件，设其角速度为0ω；半轴齿轮1和2为从动件，其角速度为1ω和2ω。A 、B 两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心点为C ，A 、B 、C 三点到差速器旋转轴线的距离均为r 。 当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径r 上的A 、B 、C 三点的圆周速度都相等（图2-1），其值为0ωr 。于是1ω=2ω=0ω，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。