毕业论文（设计）汽车差速器原理及设计.doc

汽车差速器原理及设计摘 要：本次设计主要对安装在驱动桥的两个半轴之间的差速器进行设计，主要涉及 到了差速器非标准零件如齿轮结构和标准零件设计计算，同时也介绍了差速器的 发展现状和差速器的种类因此对于差速器的方案选择和工作原理也作出了简略的 说明在设计中参考了大量的文献，因此对差速器的结构和作用有了更透彻的了 解在设计出合理适用的差速器的同时也对差速器相关的行业有了一定得认识关键词：半轴，差速器，齿轮结构Auto differential prinpicle and disignAbstract: The design of the main drivers on the installation of the bridge in between the two axle differential design, mainly related to the differential structure of non-standard parts such as gear parts and standards for design and calculation, but also introduced the development of differential status and the type of differential. For differential selection and the principle of the program have also made a brief note. Reference in the design of a large amount of literature on the role of differential structure and have a more thorough understanding. Re-engineering the application of a reasonable differential at the same time also has been related industries must be aware of. Differential through the mapping component map also let me in the field of learning has been improved.Keywords: Axle, differential .gear structure1. 弓丨言 11.1汽车差速器研究的背景及意义 11.2汽车差速器国内外研究现状 12. 设计任务书 53. 传动方案的拟定 64. 总体设计 74.1传动比的分配 74. 2传动装置的运动和动力参数计算 75. 传动零件的设计 95.1、 主减速器齿轮的基本参数选择、设计与计算 95.2、 选择齿轮类型、材料和热处理、精度等级、齿轮齿数 105.3、 主减速器主动齿轮与从动齿轮的强度校核 146. 差速器的基本参数选择、设计与计算 177. 半轴的设计 237.1半轴计算转矩及杆部直径 237. 2半轴强度校核计算 238滚动轴承的选择 269.差速器壳体的设计 26结论 28参考资料 29致 谢 301 •引言1.1汽车差速器研究的背景及意义汽车行业发展初期，法国雷诺汽车公司的创始人雳诺发明了汽车差速器，汽车差 速器作为汽车必不可少的部件之一曾被汽车专家誉为“小零件大功用”。

汽车转弯行 驶时，内、外两侧车轮在同一时间内要移动不同的距离，外轮移动的距离比内轮大 差速器的作用就是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在转弯行驶时允许左、 右两半轴以不同转速旋转（差速）本世纪六七十年代，世界经济发展进入了一个高 速增长期，而2008年开始的全球金融危机又让汽车产业在危机中有了发展的机遇， 在世界各处都有广阔的市场冃前国内重型汽车的差速器产品的技术基本源自美国、德国、日本等几个传统的 工业国家，我国现有的技术基本上是引进国外的基础上发展的，而且已经有了一定的 规模但是冃前我国差速器的自主开发能力仍然很弱，影响了整车新车的开发，在差 速器的技术开发上还有很长的路要走1. 2汽车差速器国内外研究现状当前汽车在朝着经济性和动力性的方向发展，如何能够使自己的产品燃油经济性 和动力性⑷尽可能提高是每个汽车厂家都在做的事情，当然这是一个广泛的概念，汽 车的每一个部件都在发生着变化，差速器也不例外，尤其是那些对操控性有较高要求 的车辆1.2.1国外差速器生产企业的研究现状国外的那些差速器牛产企业的研究水平已经很高，而且还在不断的进步年销售 额达18亿美金的伊顿公司汽车集团是全球化的汽车零部件制造供应商，在发动机气 体管理，变速箱，牵引力控制和安全排放控制领域居全球领先地位，对汽车差速器的 内部各零件的加工制造要用精密制造方法。

零件主要产品包括发动机气体管理部分及 动力控制系统，其中属于动力控制系统的差速器产品在同类产品中居领先地位伊顿 公司开发了新型的锁式差速器，它的工作原理与其他差速器的不同之处：当一侧轮子 打滑时，普通开式差速器儿乎不能提供任何有效扭矩给车辆，而伊顿的锁式差速器则 可以在发现车轮打滑，锁定动力传递百分之百的扭矩到不打滑车轮，足以克服各种困 难路面给车辆带来的限制在牵引力测试、连续弹坑、V型沟等试验中，两驱车在装 有伊顿锁式差速器后，越野性能及通过性能甚至超过了四驱动的车辆，通过有限元软 件的分析，就可以知道各个车轮的受力情况因为只要驱动轮的任何一侧发生打滑空 转以后，伊顿锁式差速器会马上锁住动力，并把全部动力转移到另一有附着力的轮上, 使车辆依然能止常向前或向后行驶毫无疑问，更强的越野性和安全性M是差速器的 最终目标1.2.2我国差速器行业市场的发展以及研究现状从冃前来看，我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变，正处于由大到强 的发展阶段，在这个转型和调整的关键时刻，提高汽车车辆差速器的精度、可靠性是 中国差速器行业的紧迫任务近几年中国汽车差速器市场发展迅速，产品产出持续扩 张，国家产业政策鼓励汽车差速器产业向高科技产品方向发展，国企企业新增投资项 冃逐渐增多。

投资者对汽车差速器行业的关注越来越密切，这就使得汽车差速器行业 的发展需求增大差速器的种类趋于多元化，功用趋于完整化冃前汽车上最常用的 是对称式锥齿轮差速器，还有现在各种各样的功能多样的差速器，女口：轮间差速器、 防滑差速器、强制锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器其中的托森差 速器是一种新型差速器机构，它能解决在其他差速器内差动转矩较小时不能起差速作 用的问题和转矩较大时不能自动将差速器锁死的问题这里着重介绍一下一种新型差速器为LMC常互锁差速器：LMC常互锁差速器是由 湖北力鸣汽车差速器公司投资5000万元生产的新型差速器2009年批量生产，2010 年达到验收LMC常互锁差速器用于0.5---1・5吨级车辆，它能有效地提高车辆的通 过性、越野型、可靠性、安全性和经济性，能够满足很多不同条件和不同情况下的车 辆要求这种纯机械、非液压、非液粘、非电控的中央差速分动装置，已申报了美、 英、日、韩、俄罗斯等19个国家的专利保护，这一技术不仅仅是一项中国发明，也 是一项世界发明LMC常互锁差速器是由多种类的齿轮系统及相应的轴、壳体组成， 具备传动汽车的前轮和后轮轮间差速器、前后桥轴间差速器。

LMC常互锁差速分动器 通过四支传动轴和轮边减速器带动四个车轮，实现每个车轮独立驱动，在有两个车轮 打滑的情况下仍能正常行驶，在冰雪路面、泥泞路面、无路路面上有其独特优势，可 以彻底解决传统四驱汽车的不足：如不能高速行驶；车轮打滑不能正常行驶；不能实 现轴间差速；高油耗问题、功率循环问题；四驱转换麻烦等装有LMC常互锁差速分 动器的车辆具有以下优点：（1） 提高车辆的通过性：具有混合差速，LMC常互锁差速分动器可实现轮间、轴 间、对角任意混合差速和锁止，任何情况下单个车轮、对角线双轮不会发生滑转，即 使单个车轮悬空，车轮仍有驱动力而能正常行驶2） 提高汽车的传动系的寿命和可靠性：因实现了任意差速，消除了功率循环， 克服了分时四驱在四驱状态下传动系统因内耗而产生的差速器、传动轴、分动器等机 件磨损，甚至于致命性的损坏，延长了传动系统的使用寿命3） 提高车辆的安全性：行车安全，转弯容易，加速性好，制动稳定，操纵轻便 安全，无需增加操纵机构4） 具有良好的经济性：功能领先，制造成本低，维修简便，节油，经济环保， 产品适用性广LMC常互锁差速分动器的研发是在经济刺激的影响下产生的产品，符合我国国情 的需要。

1. 3汽车差速器的功用及其分类差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路而上行驶时，使左右驱动车轮以不同 的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮与地而间作纯滚动运动汽车转弯时驱动轮运动示意图汽车行驶时，左右轮在同一时间内所滚动的路程往往不等如图所示，在转弯时 内、外两侧车轮转弯半径R1和R2不同，行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于 内测车轮；汽车在不平的路面行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路 程不等；即使在平直的路面行驶，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、右车轮因滚动半径不同而使左、右车轮行驶不 等如果驱动桥的左、右车轮钢性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上 滑移或是滑转这样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，汽车就要安装差速器，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 驱动桥的左右车轮之间设置差速器，称为轮间差速器，在两轴间分配转矩，保证 两输出轴有可能以不同的角速度转动，使汽车行驶时能作纯滚动运动，提高了车辆的 通过性。

现在差速器的种类趋于多元化，功用趋于完整化目前汽车上最常用的是对称式 锥齿轮差速器，还有各种各样的功能多样的差速器，女山防滑差速器、强制锁止式差 速器、高摩擦自锁式差速器、托森差速器、行星圆柱齿轮差速器车型发动机N. max发动机M. maxI档变比主传动比驱动方案发动机面包车I80kw/6000rmp140N. m/4500rmp3.643.2-3. 9FR纵置2.设计任务书题目:A0级轿车差速器设计已知条件：(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％ =0.96；(3) 车速度允许误差为土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°C(6) 要求齿轮使用寿命为17年(每年按300天计)；(7) 生产批量：中等8) 车轮半径R = 380oth(9) 半轴齿轮、行星齿轮齿数，可参考同类车型选定，可自己设计9)差速器转矩比S二1.15 1・4之间选取10) 安全系数为n二1.2 1.35之间选取(11) 其余参数查相关手册12) 车重1.8吨3. 传动方案的拟定23「高合器2■变速器3-万向刊4■霓妙桥5-差速器6-半轴7-主蔽速器8-传幼辑nr(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-半轴齿轮垫片;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4 •总体设计4.。