轎車長安汽車主減速器和差速器設計含4張CAD圖

轎車長安汽車主減速器和差速器設計含4張CAD圖,轎車,長安,汽車,減速器,差速器,設計,CAD AUTOMOTIWE?FINAL?DRIVE FINAL?DRIVE ???A?final?drive?is?that?part?of?a?power?transmission?system?between?the?drive?shaft?and?the?differential.?Its?function??is??to??change??the??direction??of??the??power?transmitted??by??the??drive??shaft?through??90??degrees??to??the?driving??axles At??the??same? time it??provides??a?fixed?reduction?between?the?speed?of?the?drive?shaft?and? the?axle?driving?the?wheels.? ???The??reduction??or??gear??ratio??of??the??final??drive??is?determined?by?dividing?the?number?of?teeth?on?the?ring?gear??by??the??number??of??teeth??on??the??pinion??gear .In?passenger??vehicles,??this??speed??reduction??varies??from?about?3:1?to?5:1.?In?trucks?it?varies?from?about?5:1?to?11:1.?To?calculate?rear?axle?ratio,?count?the?number?of?teeth?on?each?gear.?Then?divide?the?number?of?pinion?teeth into?the?number?of?ring?gear?teeth.?For?example,?if?the?pinion?gear?has?10?teeth?and?the?ring?gear?has?30?30?divided??by??10,??the??rear??axle??ratio??would??be??3:1.?Manufacturers?install?a?rear?axle?ratio?that?provides?a?compromise??between??performance??and??economy .The?average?passenger?car?ratio?is?3.50:1.? ???The?higher?axle ratio,?4.11:1?for?instance,?would?increase acceleration??and??pulling??power??but??would?decrease?fuel?economy.?The?engine?would?have?to?run?at?a?higher?rpm?to?maintain?an?equal?cruising?speed? ???The lower axle ratio3:1, would reduce?acceleration?and?pulling?power?but?would?increase?fuel?mile age. The??engine??would??run??at??a??lower??rpm??while?maintaining?the?same?speed? ???The?major?components?of?the??final??drive??include?the??pinion?? gear,??connected??to??the??drive??shaft,??and??a?bevel?gear?or?ring? gear?that?is?bolted?or?riveted?to?the?differential??carrier. To maintain??accurate and?proper?alignment?and?tooth?contact,?the?ring??gear??and?differential??assembly??are??mounted??in??bearings .The?bevel?drive?pinion?is?supported?by?two?tapered?roller bearings, mounted in the differential carrier ?This?pinion?shaft?is?straddle??mounted meaning??that??a?bearing?is?located?on?each?side?of?the?pinion?shaft?teeth.?Oil?seals?prevent?the?loss?of?lubricant??from??the??housing?where?the?pinion?shaft?and?axle?shafts?protrude.?As?a?mechanic,?you?will?encounter?the?final?drive?gears?in?the?spiral bevel?and?hypoid?design.?Spiral?Bevel?Gear?? ???Spiral bevel gears?have?curved?gear?teeth?with?the?pinion?and?ring?gear?on?the?same?center?line.?This?type?of??final??drive??is??used??extensively??in??truck??and?occasionally?in?older?automobiles.?This?design?allows?for?constant?contact?between?the?ring?gear?and?pinion.?It?also?necessitates?the?use?of?heavy?grade?lubricants Hypoid?Gear. ???The?hypoid?gear?final?drive?is?an?improvement?or?variation?of?the? spiral?bevel?design?and?is?commonly?used?in?light?and?medium?trucks?and?all?domestic?rear-?wheel?drive?automobiles.?Hypoid?gears?have?replaced?spiral?bevel?gears?because?they?lower?the?hump?in?the??floor??of??the??vehicle??and??improve??gear-meshing??action.?As?you?can?see?in?figure?5-13,?the?pinion?meshes?with?the?ring?gear?below?the?center?line?and?is?at?a?slight?angle?less?than?90?degrees??? ????Figure?5-13.?Types?of?final?drives???This?angle?and?the?use?of?heavier??larger??teeth??permit??an??increased??amount??of?power?to?be?transmitted?while?the?size?of?the?ring?gear?and?housing?remain constant.?The?tooth?design?is?similar?to?the?spiral?bevel?but?includes?some?of?the?characteristics?of?the?worm?gear.?This?permits?the?reduced?drive?angle.?The?hypoid?gear?teeth?have?a?more?pronounced?curve?and?steeper?angle,?resulting?in?larger?tooth?areas?and?more?teeth?to?be?in contact?at?the?same?time.?With?more?than?one?gear?tooth?in??contact,??a??hypoid??design??increases??gear??life??and?reduces??gear??noise .The??wiping??action??of??the??teeth?causes??heavy??tooth??pressure??that??requires??the??use??of?heavy??grade??lubricants.?Double-Reduction?Final??Drive.?? ???In?the?final?drives?shown?in?figure?5-13,?there?is?a single fixed gear reduction?This is the only gear?reduction?in?most??automobiles??and??light-??and??some?medium-duty??trucks??between??the??drive??shaft??and??the?wheels.? ???Double-reduction?final?drives?are?used?for?heavy-?duty?trucks.?With?this?arrangement?fig.?5-14?it?is?not?necessary?to?have?a?large?ring?gear?to?get?the?necessary?gear??reduction .The??first??gear?reduction??is??obtained?through?a?pinion?and?ring?gear?as?the?single?fixed?gear?reduction?final?drive.?Referring?to?figure?5-14,?notice?that?the??secondary??pinion??is??mounted??on??the??primary?ring?gear?shaft.?The?second?gear?reduction?is?the?result?of?the?secondary?pinion?which?is?rigidly?attached?to?the?primary?ring?gear,?driving?a?large?helical?gear?which?is?attached to the differential case?Double-reduction?final?drives?may?be?found?on?military?design?vehicles,?such?as?the?5-ton?truck.?Many?commercially?designed?vehicles?of?this?size? use?a?single-?or?double-reduction?final??drive??with??provisions??for??two??speeds??to??be?incorporated?. ????Figure?5-14.? Double-reduction?final?drive?Two-Speed?Final?Drive??The?two-speed?or?dual-ratio?final?drive?is?used?to? Supplement the gearing of the other drivetrain?components?and?is?used?in?vehicles?with?a?single?drive?axle??fig5-15The??operator??can??select??the??range??or?speed?of?this?axle?with?a?button?on?the?shifting?lever?of?the?transmission?or?by?a?lever?through?linkage. ???The??two-speed??final??drive??doubles??the??number??of?gear?ratios?available?for?driving?the?vehicle?under?various load and road conditions?For example, a?vehicle with at wo-speed unit and a five-speed?transmission ,ten different forward speed are?available.?This?unit provides?a?gear?ratio?high?enough?to?permit?pulling?a?heavy?load?up?steep?grades?and?a?low??ratio??to??permit??the??vehicle??to??run??at??high??speeds?with?a?light?load?or?no?load?. ???The?conventional?spiral?bevel?pinion?and?ring?gear?drives?the?two-speed?unit,?but?a?planetary?gear?train?is?placed?between?the?differential?drive?ring?gear?and?the?differential??case .The??internal??gear??of??the??planetary?gear?train?is?bolted?rigidly?to?the?bevel?drive?gear.?A?ring?on?which?the?planetary?gears?are?pivoted?is?bolted?to??the??differential??case A??member,??consisting??of??the?sun??gear??and??a??dog??clutch,??slides??on??one??of??the??axle?shafts??and??is??controlled??through??a??button??or??lever?accessible?to?the?operator. ???When?in?high?range,?the?sun?gear?meshes?with?the?internal?teeth?on?the?ring?carrying?the?planetary?gears?and??disengages?the??dog??clutch??from??the??left??bearing?adjusting?ring,?which?is?rigidly?held?in?the?differential?carrier .In??this??position,??the??planetary?gear?train?is?locked?together.?There?is?no?relative?motion?between?the?differential?case?and?the?gears?in?the?planetary?drive?train .The??differential??case??is??driven??directly??by??the?differential?ring?gear,?the?same?as?in?the?conventional?single?fixed?gear?final?drive.? ???When?shifted?into?low?range,?the?sun?gear?is?slid?out?of?mesh?with? the?ring?carrying?the?planetary?gears.?The?dog?clutch?makes?a?rigid? connection?with?the?left?bearing?adjusting?ring.?Because?the?sun?gear?is?integral?with??the??dog??clutch,??it??is?also??locked??to?the??bearing?adjusting??rings??and??remains??stationary .The??internal?gear?rotates?the?planetary?gears?around?the?stationary?sun?gear,?and?the?differential?case?is?driven?by?the?ring?on?which?the?planetary?gears?are?pivoted.?This?action?produces?the?gear?reduction,?or?low?speed, of?the?axle?DIFFERENTIALACTION? ???The?rear?wheels?of?a?vehicle?do?not?always?turn?at?the?same?speed.?When?the?vehicle?is?turning?or?when?tire??diameters??differ??slightly,??the??rear??wheels??must?rotate?at?different?speeds???If?there?were?a?solid?connection?between?each?axle?and?the?differential?case,?the?tires?would?tend?to?slide,?squeal,?and?wear??whenever??the??operator??turned??the?steering??wheel??of??the??vehicle A??differential?is??designed?to?prevent?this?problem Driving?Straight?Ahead?. ???When?a?vehicle?is?driving?straight?ahead,?the?ring?gear,?the?differential?case,?the?differential?pinion?gears,?and?the differential?side?gears?turn?as?a?unit.?The?two?differential?pinion?gears?do?NOT?rotate?on?the?pinion?shaft,?because?they?exert equal?force?on?the?side?gears.?As?a?result,?the?side?gears?turn?at?the?same?speed?as?the?ring?gear,?causing?both?rear?wheels?to?turn?at?the?same?speed Turning?Corners. ???When?the?vehicle?begins?to?round?a?curve,?the?differential?pinion?gears?rotate?on?the?pinion?shaft. This?occurs?because?the?pinion?gears?must?walk?around?the?slower??turning??differential?side gear. Therefore,?the pinion?gears?carry?additional??rotary??motion??to??the??faster?turning?outer?wheel?on?the?turn???Differential?speed?is?considered?to?be?100?percent.?The??rotating??action??of??the??pinion??gears??carries??90?percent?of?this?speed?to?the?slowing?mover?inner?wheel?and?sends?110?percent?of?the?speed?to?the?faster?rotating?outer?wheel.?This?action?allows?the?vehicle?to?make?the?turn without?sliding?or?squealing?the?wheels Figure?5-15.?Two?speed?final?drive. ???? 汽車主減速器 主減速器是在傳動軸和差速器之間的一個動力傳動系統(tǒng)的組成部分。它的作用是通過90°傳動軸改變傳給驅(qū)動軸的動力傳遞方向。同時,它提供了一個固定的減速,該值介于傳動軸和驅(qū)動輪軸的速度之間。主減速器的減速和齒輪傳動比取決于環(huán)形齒輪齒數(shù)和小齒輪齒數(shù)。 客車的減速在3:1到5:1之間,卡車是在5:1到11:1之間。計算后軸傳動比要數(shù)每個齒輪上的齒數(shù)。然后把小齒輪的齒數(shù)插入環(huán)形齒輪的齒數(shù)。例如,如果小齒輪有10齒,齒圈有3030除以10,后軸比率將3:1。生產(chǎn)廠家在安裝后軸傳動比時要考慮到性能和費用之間的協(xié)調(diào)。客車平均的比率是3.50:1更高軸比,例如4.11:1,將增加加速度和動力但會降低燃油經(jīng)濟性。發(fā)動機將不得不突然進攻一個更高轉速保持一個能與之匹敵的速度。較低級軸比如3:1,這將減少加速度和拉動力但是將會增加燃油里程。發(fā)動機將突然進攻一個降低轉速而維持同一速度。 主減速器的主要元件包括連接到傳動軸上的小齒輪,和一個被鉚釘固定在差速器殼上的斜齒輪或者是圓柱齒輪。為了保持輪齒之間準確,正確的接觸,齒圈,差動總成被安裝在一定的方位。主動小錐齒輪由二對圓錐滾子軸承支撐,安裝在差速器上。這個小齒輪軸跨式組合安裝。意味著那是一個能被定位在每個小齒輪齒側的軸齒。油封是為了防止?jié)櫥瑒?小齒輪軸,軸凸出的部分泄漏弧齒錐齒輪具有彎曲的輪齒的弧齒錐齒輪同小齒輪,齒圈在同一中心線。這種主減速器形式被廣泛使用在卡車上。這個設計允許環(huán)形齒和小齒輪之間建立不斷地聯(lián)系。它也因此有必要用高等級滑潤劑。雙曲面齒輪減速器是一個改進或變異的盤旋斜角設計,常用在輕型和中型卡車以及所有國內(nèi)的四輪驅(qū)動汽車上。雙曲面齒輪已經(jīng)取代了弧齒錐齒輪,因為他們降低了汽車底板上的凸起,改善輪齒嚙合行動。小齒輪軸線在中心線的下,在一個輕微角度少于90°。這個角度和用的(大)的輪齒可以保證被傳遞的功率增加同時保持環(huán)形齒的大小和容積不變。這種齒型設計類似蝸輪的特征。這個保證驅(qū)動器角的減小。雙曲線齒輪輪齒有一個更顯著的彎曲和陡峭的,導致了在大齒輪輪齒地區(qū)更多的輪齒在同時接觸。在不止一個輪齒在同時接觸的情況下,一個雙曲線設計能夠增加齒輪的壽命和減少齒輪音。輪齒的縱向滑動會引起很大的壓力,所以要使用高等級的潤滑油。?雙級主減速器,有一個獨立的固定減速齒輪。這個獨一無二的減速齒輪常用在大多數(shù)汽車和輕型和中型卡車的傳動軸和車輪之間。雙級主減速器主要被用在重型卡車上。有了這種安排我們就沒必要用一個大直徑的環(huán)形齒輪來使其獲得必要的齒輪減速。第一級齒輪減速是通過一個小齒輪,齒圈作為單固定齒輪減速來實現(xiàn)的主減速器。我們注意到那個次要小齒輪被安裝在主環(huán)形齒輪軸上。第二級齒輪減速是通過被安裝在主環(huán)形齒輪軸上的次要小齒輪驅(qū)動被附屬在差動器里面的一個大的螺旋齒輪實現(xiàn)的。雙級主減速器可在軍用汽車上發(fā)現(xiàn),例如5噸卡車上。許多這種尺寸的商用汽車設計使用單級或雙級主減速器同規(guī)定的雙速結合在一起。?雙速主減速器雙速或者是兩傳動比的主減速器常常被用來補充另一個傳動元件的齒輪,常用在單驅(qū)動軸的汽車上。操作者選擇這個軸的范圍或者是速度可以通過一個按鍵安裝在傳輸?shù)淖兯贄U上或者是一個連鎖的杠桿。雙速減速器擁有兩個齒輪比來驅(qū)動汽車以適用多種多樣的負荷和道路狀況。例如一輛汽車有一個雙速單元,一個五速傳輸,那么就有十種不同的前進速度可供使用。這個單元提供一個足夠高的齒輪齒數(shù)比來保證可以重負荷行駛,和一個低的比率以允許車輛在輕載或者是空載的情況下以高速來運行。 常規(guī)螺旋小傘齒輪,齒圈驅(qū)動雙速單位,但一個行星齒輪系被放置在差速器傳動齒輪和差速器殼之間。內(nèi)齒輪行星齒輪系被用螺絲定在硬性斜角傳動齒輪。有一個環(huán),在這個環(huán)上行星齒輪是回轉的,這個環(huán)被釘在差速器殼上。一個成員,它的組成包括太陽輪和一個爪形離合器,滑動在其中的一個半軸上,通過一個按或者是連接到操作者那里的杠桿被控制。當在高的范圍,相嚙合的太陽齒輪同在環(huán)上的內(nèi)齒攜帶行星齒輪,從左邊的調(diào)整環(huán)上脫離接觸爪形離合器,這個環(huán)硬性固定在差速器殼上。在這個位置上,星系齒輪系被鎖在一起。在差速器殼和在行傳動軸里的齒輪之間沒有相對運動。差速器殼由差速器環(huán)齒輪直接驅(qū)動,在常規(guī)的單級主減速器也是同樣的。當在轉換到低的范圍,太陽齒輪從嚙合的狀態(tài)滑離,和調(diào)整環(huán)一起驅(qū)動行星齒輪爪形離合器和左邊的調(diào)整環(huán)構成了一個剛性連接。因為太陽輪也是爪形離合器的一部分,它業(yè)被鎖在調(diào)整環(huán)上,保持靜止。內(nèi)齒輪使行星齒輪繞著靜止的太陽輪旋轉。差動器外殼通過行星齒輪被安裝在樞軸上的環(huán)來驅(qū)動。這個動作將產(chǎn)生齒輪減速或者是低速的軸。一輛汽車的后輪不是總是用同一種速度在行駛。當汽車在轉彎或者是當輪胎直徑不同,汽車的后輪們必須以不同的速度運轉。如果在每個軸和差速器殼之間都有一個固體連接,那么輪胎將傾向于滑動、發(fā)出尖銳的噪聲、以及每當操作者轉動方向盤的時候磨損。一個差速器就被設計用來防止這樣的問題。當汽車在直線行駛時,齒圈,差速器殼,差速器小齒輪和差速器邊緣齒輪像一個單元一樣運轉。兩個差速器小齒輪不在一個小齒輪軸上運轉,所以對變齒輪施加的力相同。結果,兩半軸齒輪與環(huán)形齒輪同一速度運轉,導致兩個車輪用同一速度運轉。轉彎當車輛按曲線行駛,差動齒輪旋轉在小齒輪軸。發(fā)生這種情況四因為小齒輪齒輪必須繞著慢轉差速器側齒輪旋轉。因此,在轉彎時,小齒輪會帶動差速器旋轉運動來使外轉向輪運動速度快。?差動的速度被認為是百分之百。小齒輪的旋轉運動將會把百分之九十的這個速度帶該運動緩慢的內(nèi)輪,把百分之一百一的速度傳遞給運動較快的外輪。這個動作會使汽車在轉彎的時候無滑動或者是這輪無噪聲。 9 成績評定表 班級 姓名 畢業(yè)設計 （論文）題目 長安汽車主減速器與差速器設計 指導教師姓 名 指導教師職 稱 講師 指導教師評分 （滿分 30 分） 指導教師評語： 論文選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，能夠達到綜合訓練目標，題目有較高難度，工作量大。選題具有實際意義。該生查閱文獻資料能力強，能全面收集關于汽車驅(qū)動橋的資料，寫作過程中能綜合運用機械基礎知識，綜合運用知識能力強。文章篇幅完全符合學院規(guī)定， 內(nèi)容完整，層次結構安排科學。文題完全相符，設計方法新穎。語言表達流暢，格式完全符合規(guī)范要求；參考了豐富的文獻資料，其時效性較強；沒有抄襲現(xiàn)象。 評閱教師姓 名 方明曄 評閱教師職 稱 成優(yōu)高工 評閱教師評分 （滿分 30 分） 27 評閱教師評語： 論文選題符合專業(yè)培養(yǎng)要求，工作量適中，難度適中。 該生查閱文獻資料能力較好，能較為全面收集與研究內(nèi)容相關的文獻資料，寫作過程中能綜合運用所學專業(yè)技能，具備綜合運用知識能力。 文章篇幅符合學院規(guī)定，內(nèi)容較為完整。語言表達流暢，格式完全符合規(guī)范要求。 摘要 本文介紹了汽車主減速器與差速器的設計建模過程，論述了切換差速器與主角按俗氣的結構和工作原理，通過對汽車主要參數(shù)的分析與計算對差速器和主減速器進行設計，并使用solid works對主減速器和差速器進行3D建模，生成2D工程圖。完成裝配后，對主減速器和差速器進行運動仿真，論證差速器原理，并用Ansys workbench對其進行有限元分析，以論證設計的合理性。 關鍵詞：建模，主減速器，差速器，有限元分析 Abstract Automobile were introduced in this paper the design of the main reducer and differential modeling process, this paper discusses the differential switch and the leading role in the structure and working principle of tacky, through the analysis of automobile main parameters and calculation of differential and the main reducer design, and use the solid works 3 d modeling of the main reducer and differential generating 2 d engineering drawing. After the assembly, the main reducer and differential were simulated to demonstrate the principle of differential, and the finite element analysis was carried out with ANSYS Workbench to demonstrate the rationality of the design. Key words: modeling, main reducer, differential, finite element analysis 1.1課題研究的背景及意義 汽車自誕生以來到現(xiàn)在己有一個多世紀，隨著社會發(fā)展的日新月異，汽車的購買量和使用越來越多，已然成為人民生活的必需品。從中國汽車協(xié)會給出的數(shù)據(jù)來看，中國整個2018年乘用車銷量為2371萬輛，連續(xù)第十年蟬聯(lián)全球銷量第一，并且預計2019年汽車銷量為2800萬量。伴隨著汽車銷量的居高不下，汽車尾氣排放己成為當前全球變暖爭論的一個關鍵因素，在過去的幾十年中，車輛越來越面臨由監(jiān)管和市場力量驅(qū)動的嚴格性能、排放和燃油經(jīng)濟性標準(例如歐洲的ACEA標準、排放交易政策等)，汽車行業(yè)創(chuàng)新和改革刻不容緩。根據(jù)我國關于發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加強節(jié)能減排工作的決策部署，為緩解能源和環(huán)境污染壓力，我國大力推動汽車行業(yè)向節(jié)能汽車、新能源汽車轉型，推動汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。這種戰(zhàn)略舉措不僅能加快我國汽車行業(yè)發(fā)展，還能培育新的經(jīng)濟增長點，激發(fā)我國創(chuàng)造活力，提升我國汽車行業(yè)在國際的競爭優(yōu)勢。決策中所述的新能源汽車是采用新型動力系統(tǒng)和新能源驅(qū)動的新型汽車，可見汽車行業(yè)的轉型在我國勢在必行，新能源驅(qū)動汽車的創(chuàng)新和發(fā)展成為我國汽車行業(yè)的戰(zhàn)略目標。 車用主減速器與變速器是汽車的關鍵部件。主減速器用于在驅(qū)動橋內(nèi)能夠?qū)⑥D矩和轉速改變。差速器用于協(xié)調(diào)發(fā)動機的速度和車輪的實際速度，能夠用于發(fā)揮電動機最佳性能，傳動性能直接影響整車的動力性能。尤其是差速器技術創(chuàng)新是我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵之一。目前我國各大汽車廠商和一些科研院校均積極開展了能夠形成自主知識產(chǎn)權的變速器基礎創(chuàng)新技術研究和開發(fā)工作，爭取領先各國掌握變速器創(chuàng)新關鍵技術。 1.2主減速器概述 主減速器（final reduction drive） （如圖1.1）在驅(qū)動橋內(nèi)能夠?qū)⑥D矩和轉速改變的機構?；竟τ檬菍碜宰兯倨骰蛘呷f向傳動裝置的轉矩增大，同時降低轉速并改變轉矩的傳遞方向。主減速器由一對或幾對減速齒輪副構成。動力由主動齒輪輸入經(jīng)從動齒輪輸出。汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。另外，轉速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機構的傳動負荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設置一個主減速器。 圖1.1 主減速器結構圖 主減速器的存在有兩個作用，第一是改變動力傳輸?shù)姆较?，第二是作為變速器的延伸為各個檔位提供一個共同的傳動比。 變速器的輸出是一個繞縱軸轉動的力矩，而車輪必須繞車輛的橫軸轉動，這就需要有一個裝置來改變動力的傳輸方向。之所以叫主減速器，就是因為不管變速器在什么檔位上，這個裝置的傳動比都是總傳動比的一個因子。有了這個傳動比，可以有效的降低對變速器的減速 能力的要求，這樣設計的好處是可以有效減小變速器的尺寸，使車輛的總布置更加合理。汽車主減速器最主要的作用，就是減速增扭。我們知道發(fā)動機的輸出功率是一定的，根據(jù)功率的計算公式W=M*v（功率=扭矩*速度），當通過主減速器將傳動速度降下來以后，能獲得比較高的輸出扭矩，從而得到較大的驅(qū)動力。此外，汽車主減速器還有改變動力輸出方向、實現(xiàn)左右車輪差速或中后橋的差速功能。 1.3差速器概述Error! Reference source not found. 1-軸承；2-左外殼；3-墊片；4-半軸齒輪；5-墊圈；6-行星齒輪；7-從動齒輪；8-右外殼；9-十字軸；10-螺栓 汽車差速器（如圖1.2）能夠使左、右（或前、后）驅(qū)動輪實現(xiàn)以不同轉速轉動的機構。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。功用是當汽車轉彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右車輪以不同轉速滾動，即保證兩側驅(qū)動車輪作純滾動運動。差速器是為了調(diào)整左右輪的轉速差而裝置的。在四輪驅(qū)動時，為了驅(qū)動四個車輪，必須將所有的車輪連接起來，如果將四個車輪機械連接在一起，汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉，為了能讓汽車曲線行駛旋轉速度基本一致性，這時需要加入中間差速器用以調(diào)整前后輪的轉速差。普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動機的動力 圖1.2：差速器 經(jīng)傳動軸進入差速器，直接驅(qū)動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動左、右車輪。 差速器的設計要求滿足：（左半軸轉速）+（右半軸轉速）=2（行星輪架轉速）。當汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等處于平衡狀態(tài)，而在汽車轉彎時三者平衡狀態(tài)被破壞，導致內(nèi)側輪轉速減小，外側輪轉速增加。 汽車轉彎時，內(nèi)側車輪和外側車輪的轉彎半徑不同，外側車輪的轉彎半徑要大于內(nèi)側車輪的轉彎半徑，這就要求在轉彎時外側車輪的轉速要高于內(nèi)側車輪的轉速。差速器的作用就是滿足汽車轉彎時兩側車輪轉速不同的要求!這個作用是差速器最基本的作用，至于后為發(fā)展的什么中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等，他們是為了提高汽車的行駛性能、操控性能而設計的。 汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉彎，圓弧的中心點在左側，在相同的時間里，右側輪子走的弧線比左側輪子長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點，右邊輪子快一點，用不同的轉速來彌補距離的差異。 如果后輪軸做成一個整體，就無法做到兩側輪子的轉速差異，也就是做不到自動調(diào)整。為了解決這個問題，早在一百年前，法國雷諾汽車公司的創(chuàng)始人路易斯·雷諾就設計出了差速器這個東西。 1.4國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，是一種相對精密的機械，使用它的目的是用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。 減速器主要由傳動零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結構有三大部分： 1. 齒輪、軸及軸承組合。 2. 箱體：箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。 3. 減速器附件：為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計給予足夠的重視外，還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設計。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設計、制造和使用特點各不相同。其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒輪—蝸桿減速器；行星齒輪減速器。一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機械無級變速機等等。 減速器特點：蝸輪蝸桿減速器的主要特點是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。諧波減速器的諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的，體積不大、精度很高，但缺點是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉速不能太高。行星減速器其優(yōu)點是結構比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大。但價格略貴。 簡言之，一般機器的功率在設計并制造出來后，其額定功率就不在改變，這時，速度越大，則扭矩（或扭力）越??；速度越小，則扭力越大。 1.4.1國外減速器現(xiàn)狀 減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動原理和結構上與此類似或相近，都為目前先進的齒輪減速器。除了不斷改進材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結構上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例，減速器與電動機的連體結構，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結構形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機器人等領域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應用前景遠大。 1.4.2國內(nèi)減速器現(xiàn)狀 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國外（如丹麥、德國等）進口，花去不少的外匯。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優(yōu)點。但受其傳動的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。90年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現(xiàn)較大的傳動比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結構簡單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結構，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學研制成功的“內(nèi)平動齒輪減速器”不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點外，還有著大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點，處于國內(nèi)領先地位。國內(nèi)有少數(shù)高等學校和廠礦企業(yè)對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一些工作。 1.5發(fā)展趨勢 當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長、高水平、高性能、積木式組合設計、型式多樣化，變型設計多等方向發(fā)展。 ?1、高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。 ?2、積木式組合設計?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 ?3、型式多樣化，變型設計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用范圍。 參考文獻 【1】 劉惟信．汽車車橋設計[M]．北京：清華大學出版社，2004． 【2】 孫恒，陳作模，葛文杰．機械原理[M]．北京：高等教育出版社，2006． 【3】 席偉光，楊光．機械設計課程設計[M]．北京：高等教育出版社，2003． 【4】 王望予．汽車設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004．? 【5】 甘永立．幾何公差與測量[M]．上海：上?？茖W技術出版社，2008． 【6】 濮良貴，紀名剛等．機械設計[M]．北京：高等教育出版社，2006．? 【7】 陳家瑞．汽車構造．下冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005． 【8】 余志生．汽車理論[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2006．? 【9】 王寶璽，賈慶祥．汽車制造工藝學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007．? 【10】 蘇春．數(shù)字化設計與制造[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005．? 【11】 廖念釗.莫雨松等. 互換性與技術測量［M］中國計量出版社 【12】 王宗榮. 工程圖學[M]. 北京.機械工業(yè)出版社.2001.09 【13】 成大先. 機械設計手冊[S]. 北京.化學工業(yè)出版社.2004.1 【14】 劉澤九. 滾動軸承應用手冊[S]. 北京.機械工業(yè)出版社2014.1 【15】 盧曦，鄭松林．轎車主減速器齒輪疲勞壽命的試驗研究[J]．機械強度，2008：664-667? 【16】 葉素娣，?陳科．單級圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設計[J]．蕪湖職業(yè)技術學院學報，2009.11(2)? 【17】 朱杰武．汽車減速器從動斜齒輪斷齒分析[J]．陜西工學院學報，2000。16(4)? 【18】 李紅淵,李萍鋒.載重汽車驅(qū)動橋主減速器設計[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2009(10):43-44+47. 【19】 廖武,張永康.一種汽車主減速器傳動比選擇方法[J].汽車實用技術,2018(15):92-93. 【20】 張淑艷,郭輝,孫向軒.電動汽車減速器箱體結構優(yōu)化設計[J].機械設計與研究,2013,29(02):133-136. 【21】 蔡健文,林小娟.基于三維建模差速器的參數(shù)化設計[J].科技經(jīng)濟導刊,2019,27(12):40-41. 【22】 郝補國.主減速器及差速器總成的使用維護與檢修[J].機械管理開發(fā),2017,32(08):41-43. 【23】 黃一鳴.有限元分析在汽車主減速器殼體設計中的應用[J].大眾科技,2016,18(11):40-42+91. 13