圆锥齿轮差速器结构

汽车设计 课程设计说明书

（论文）

普通锥齿轮差速器设计

指导教师： 学 院： 专业班级： 姓 名： 学 号：

2011年5月15日

1

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、工作平稳可靠、质量较小、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。本文参照传统差速器的设计方法进行了载货汽车差速器的设计。本文首先根据经验公式，然后参考圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，确定出差速器齿轮的主要设计参数；最后对差速器齿轮的强度进行计算和校核。本文是采用普通圆锥齿轮差速器作为载货汽车的差速器进行设计的。

关键字：对称式、锥齿轮、差速器、行星齿轮

2

1 引言

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

驾校之家解析差速器结构原理

驾校之家解析差速器结构原理前言

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前言 发动机动力输出是需经过一系列的传动机构

才传递到驱动轮的，其中非常重要的一环就 是差速器了。差速器是如何实现差速的？本 期文章将对差速器的结构原理进行解析。

驾校之家解析差速器结构原理

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为什么要用差速器？ 汽车在转弯时，车轮做的是圆弧的运动，那

么外侧车轮的转速必然要高于内侧车轮的转 速，存在一定的速度差，在驱动轮上会造成 相互干涉的现象。由于非驱动轮左右两侧的 轮子是相互独立的，互不干涉。

驾校之家解析差速器结构原理

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驱动轮如果直接通过一根轴刚性连接的话，

两侧轮子的转速必然会相同。那么在过弯时， 内外两侧车轮就会发生干涉的现象，会导致 汽车转弯困难，所以现在汽车的驱动桥上都 会安装差速器。

驾校之家解析差速器结构原理

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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。

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差速器是如何工作的 一般的差速器主要是由两个侧齿轮(通过半

轴与车轮相连)、两

直齿圆锥齿轮的设计步骤

直齿圆锥齿轮的设计步骤

已知参数：P1、n1、u及Lh等

1． 选定齿轮的类型、精度等级、材料及小齿轮的齿数

2． 按齿面接触强度设计 ZE KtT1 d1t 2.922 R1 0.5 Ru H

1）确定公式内各量的数值

（1） 试选Kt（比直齿轮的稍大些）

（2） 计算小齿轮传递的扭矩T1 9.55 10

（3） 选 R 一般：0.25~0.35，常用1/3

（4） 表10-6查ZE

（5） 图10-21按齿面硬度的中间值查 Hlim1、 Hlim2

（6） 计算应力循环次数N1、N2

（7） 图10-19查KHN1、KHN2

（8） 许用接触应力的计算：取SH 1 62P1，Nmm n1

H1 KHN1 Hlim1SH， H2 KHN2 Hlim2SH

2)计算直径：

(1)试算d1t，代入 H1 、

H2 中的小值

(2)计算圆周速度vm dmn1

(3)计算齿宽b RR Rd1t60 1000 d1t 1 0.5 R 60 1000 u2 (4)计算各载荷系数

由vm及精度，查图10-8得到（精度降低一级）Kv，KHa KF 1 表10-2查KA

表10-9查KH be，得到：KH KF 1.5KH b

毕业设计说明书（论文）

作 者: 学 院: 专 业: 题 目:

学 号： 1101504109

交通工程学院 车辆工程

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

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本次毕业论文的设计主要是锥齿轮式差速器，锥齿轮式差速器是最普通的差速器，安装在两半轴之间。此次设计主要涉及到差速器行星齿轮和半轴齿轮的参数计算、材料选择和强度校核，同时也简要说明了差速器的原理。在设计中参考了大量文献、翻阅了大量机械设计手册，对差速器的结构有了更深刻的了解和对锥齿轮有了进一步的认识，最后，通过利用Pro/E软件对锥齿轮式差速器进行建模工作和生成二维图。 关键词 锥齿轮，差速器，齿轮结构

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Design of Common Bevel Gear Differential Car

毕业设计说明书（论文）

作 者: 学 院: 专 业: 题 目:

学 号： 1101504109

交通工程学院 车辆工程

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

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本次毕业论文的设计主要是锥齿轮式差速器，锥齿轮式差速器是最普通的差速器，安装在两半轴之间。此次设计主要涉及到差速器行星齿轮和半轴齿轮的参数计算、材料选择和强度校核，同时也简要说明了差速器的原理。在设计中参考了大量文献、翻阅了大量机械设计手册，对差速器的结构有了更深刻的了解和对锥齿轮有了进一步的认识，最后，通过利用Pro/E软件对锥齿轮式差速器进行建模工作和生成二维图。 关键词 锥齿轮，差速器，齿轮结构

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Design of Common Bevel Gear Differential Car

机械设计基础课程设计

齐齐哈尔大学机械设计基础课程设计

名称：二级圆锥-圆柱齿轮减速器

学院：机电工程学院

专业班级：过控班

学生姓名：

学号：

指导老师：

时间： 2010年12月15日

成绩：

机械设计基础课程设设计

- 2 - 目 录

机械设计基础课程设计任务书 .............................................................................................. - 6 -

1 传动简图的拟定 (7)

1.1 技术参数 (7)

1.2 工作条件 (7)

1.3 拟定传动方案 (7)

2 电动机的选择 (8)

2.1 电动机的类型 (8)

2.2 功率的确定 (8)

2.2.1 工作机所需功率w P (8)

2.2.2 电动机至工作机的总效率η (8)

2.2.3 所需电动机的功率d P (8)

2.2.4电动机额定功率 (8)

2.4 确定电动机的型号 (8)

3 传动比的分配 (9)

4传动参数的计算 (9)

4.1 各轴的转速n (9)

4.2 各轴的输入功率P (9)

4.3 各轴的输入转矩T (9)

5 V 带传动的设计 (10)

5.1计算功率 (10)

5.2选V

圆锥圆柱齿轮减速器说明书,大学课程设计论文

一、设计任务

1．带式运输机传动装置设计的布置:

图1-1

2．设计的技术数据： 运输带的工作拉力：F=2400N 运输带的工作速度：V=0.85m/s 运输带的滚筒直径：D=290mm 运输带的宽度 ：B=400mm 3．工作情况及要求：

用于机械加工车间运输工作，1班制连续工作,载荷有轻度冲击，使用10年,小批量生产。在中等规模制造厂制造。动力来源：电力三相交流380/220V。速度允差〈5%。

二、电动机的选择计算

根据工作要求及条件，选择三相异步电动机 ，封闭式结构，电压380V，Y系列。

1.选择电动机功率

滚筒所需的有效功率：PI=F×V=2400×0.85=2.04KW

2

4

传动装置的总效率： 总 带 齿 卷筒承联

圆锥圆柱齿轮减速器说明书,大学课程设计论文

式中: 滚筒效率: 滚筒=0.96

联轴器效率: 联=0.99 V带传动效率: v = 0.96 圆锥滚子球轴承： 承=0.99 斜齿轮啮合效率： 斜=0.95

传动总效率: 总=0.96×0.952× 0.994×0.99×0.96=0.791

所需电动机功率:P总=

圆锥圆柱齿轮减速器说明书,大学课程设计论文

一、设计任务

1．带式运输机传动装置设计的布置:

图1-1

2．设计的技术数据： 运输带的工作拉力：F=2400N 运输带的工作速度：V=0.85m/s 运输带的滚筒直径：D=290mm 运输带的宽度 ：B=400mm 3．工作情况及要求：

用于机械加工车间运输工作，1班制连续工作,载荷有轻度冲击，使用10年,小批量生产。在中等规模制造厂制造。动力来源：电力三相交流380/220V。速度允差〈5%。

二、电动机的选择计算

根据工作要求及条件，选择三相异步电动机 ，封闭式结构，电压380V，Y系列。

1.选择电动机功率

滚筒所需的有效功率：PI=F×V=2400×0.85=2.04KW

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传动装置的总效率： 总 带 齿 卷筒承联

圆锥圆柱齿轮减速器说明书,大学课程设计论文

式中: 滚筒效率: 滚筒=0.96

联轴器效率: 联=0.99 V带传动效率: v = 0.96 圆锥滚子球轴承： 承=0.99 斜齿轮啮合效率： 斜=0.95

传动总效率: 总=0.96×0.952× 0.994×0.99×0.96=0.791

所需电动机功率:P总=

差速器设计

根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及它们之间的相互关系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别的。例如，转弯时外侧车轮的行程总要比内侧的长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会使轮胎过早磨损、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学要求。 同样情况也发生在多桥驱动中，前、后驱动桥之间，中、后驱动桥之间等会因车轮滚动半径不同而导

差速器设计

根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及它们之间的相互关系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别的。例如，转弯时外侧车轮的行程总要比内侧的长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会使轮胎过早磨损、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学要求。 同样情况也发生在多桥驱动中，前、后驱动桥之间，中、后驱动桥之间等会因车轮滚动半径不同而导