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专业课程设计差速器的设计.doc
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1、学号06071417成绩课程设计说明书设计名称 差速器设计设计时间 4-6月系 别 机电工程系专 业 汽车服务工程班 级 07级14班姓 名 罗毅鉴指导老师 宋玉林 年4 月 20日目 录一、设计任务书- 2 -二. 传动方案确实定- 3 -三、总体设计- 4 -(一)传动比分配(二) 传动装置运动和动力参数计算四、传动零件设计计算- 4 -(一)主减速器齿轮设计。(二)差速器齿轮设计。五、半轴计算和校核。(一) 半轴计算转矩及杆部直径。(二) 全浮式半轴强度校核计算。六、滚动轴承选择。七、差速器壳体设计一、设计任务书题目2: A0级轿车差速器设计车型 发动机N.max发动机M.maxI档变比
2、主传动比驱动方案发动机面包车I80kw/6000rmp140N.m/4500rmp3.643.23.9FR纵置已知条件:(1)假设地面附着系数足够大; (2)发动机到主传动主动齿轮传动效率; (3)车速度许可误差为3%; (4)工作情况:天天工作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 (6)要求齿轮使用寿命为(每十二个月按300天计); (7)生产批量:中等。 (8)车轮半径(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=1.15-1.4之间选择。 (10)安全系数为n=1.2-1.35之间选择 (11)
3、其它参数查相关手册。(12)车重1.8吨传动方案:如参考图例设计工作量:(1)差速器设计计算说明书1份。 (2)差速器装配图1张(A0图纸); (3)零件工作图2张(同一设计小组各个同学零件图不得反复,须由指导老师指导选定);二.传动方案确实定一般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-差速器右壳三、总体设计(1)传动比分配一档变比:主传动比:总传动比:(2)传动装置运动和动力参数计算主减速器主动锥齿轮所传输扭矩主减速器从动锥齿轮所传输扭矩:差速
4、器转矩比为(1)(2)联立两式得, 取为半轴齿轮所接收转矩主减速器主动锥齿轮转速半轴齿轮转速由差速器原理知当车辆转向时其极限情况为内侧车轮不转,则另一侧车轮转速为则当车辆转向时,半轴齿轮最大转速,最大转矩表1 传动装置和动力参数名称转速n/()扭距/传动比/i发动机最大扭矩/转速M.max45001401I挡45001403.64主减速器主动锥齿轮1236.26489.2163.55主减速器从动锥齿轮348.241736.717半轴齿轮696.48961.40四、传动零件设计注: 注:本计算采取西北工业大学编机械设计(第八版)讲述计算方法。相关设计计算公式、图表、数据引自此书。(一)、主减速器
5、齿轮基础参数选择、设计和计算螺旋锥齿轮传动(图a)主、从动齿轮轴线垂直相交于一点,齿轮并不一样时在全长上啮合,而是逐步从一端连续平稳地转向另一端。另外,因为轮齿端面重合影响,最少有两对以上轮齿同时啮合,所以它工作平稳、能承受较大负荷、制造也简单。不过在工作中噪声大,对啮合精度很敏感,齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏,并伴随磨损增大和噪声增大。为确保齿轮副正确啮合,必需将支承轴承预紧,提升支承刚度,增大壳体刚度。此次课程设计采取螺旋锥齿轮传动a)图a 主减速器齿轮传动形式a)螺旋锥齿轮传动 b)双曲面齿轮传动 c)圆柱齿轮传动 d)蜗杆传动驱动桥锥齿轮工作条件是相当恶劣,和传动系其它齿
6、轮相比,含有载荷大、作用时间长、改变多、有冲击等特点。它是传动系中微弱步骤。锥齿轮材料应满足以下要求:1)含有高弯曲疲惫强度和表面接触疲惫强度,齿面含有高硬度以确保有高耐磨性。2)轮齿芯部应有合适韧性以适应冲击载荷,避免在冲击载荷下齿根折断。3)铸造性能、切削加工性能及热处理性能良好,热处理后变形小或变形规律易控制。4)选择合金材料时,尽可能少用含镍、铬元素材料,而选择含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素合金钢。(二)、选择齿轮类型、材料和热处理、精度等级、齿轮齿数1)按传动方案选择直齿轮圆锥直齿轮传动2)主减速器受轻微冲击,速度不高,故选择7级精度(GB 10095-88)。3)材料选择 由所引用
7、教材表选择直齿锥轮材料为20CrMnTi(调质),硬度为300HBS(齿芯部).60HRC(齿面)4)选小齿轮齿数,则:,取。1、按齿面接触强度设计由教材式()进行试算,即(1)确定公式中各计算数值: 1)初选载荷系数齿轮7级精度,由图查得动载系数直齿轮,由表查得7级精度、小齿轮相对支承非对称部署时,故载荷系数2) 计算小齿轮传输转矩3)由表选择齿宽系数4)由表查得材料弹性影响系数5)由图按齿面硬度查得小齿轮接触疲惫强度极限;大齿轮接触疲惫强度极限6)由式计算应力循环次数。,7)由图取接触疲惫寿命系数系数,8)计算接触疲惫许用应力。取失效率为 ,安全系数由式(10-12)得(2)计算1)计算小
8、齿轮分度圆直径,带入中较小值。2)计算齿宽b及模数h=2.25=2.254.51=10.14mm,3)按实际载荷系数校正所算分度圆直径计算模数3.按齿根弯曲强度设计由式()得弯曲强度设计公式为()确定公式内各计算数值)由图查得小齿轮弯曲疲惫强度极限;大齿轮弯曲强度极限)由图取弯曲疲惫寿命系数)计算弯曲疲惫许用应力。取弯曲疲惫安全系数,由()得4)计算载荷系数。)查取齿形系数。,取整,由表查得; )查取应力校正系数。由表查得。)计算半轴齿轮 ,行星齿轮大齿轮数值大。()设计计算=3.63mm对比计算结果,由齿面接触疲惫强度计算模数大于齿根弯曲疲惫计算模数,因为齿轮模数大小关键取决于弯曲强度所决定
9、承载能力,而齿面接触疲惫强度所决定承载能力,仅和齿轮直径(即模数和齿数乘积)相关,可取由弯曲强度算得模数3.63并就近圆整为标准值, 所以这么设计出齿轮传动,既满足了齿面接触疲惫强度,又满足了齿根弯曲疲惫强度,并做到结构紧凑,避免浪费。所以,直齿锥齿轮模数为取分度圆直径,修正齿数,取则计算中心距计算大、小齿轮分度圆直径计算齿轮宽度圆整后取,(三)、主减速器主动齿轮和从动齿轮强度校核由式()得弯曲强度校核公式为:1) 因为其它参数全部已知所以,只需计算主动齿轮,从动齿轮,齿宽和, 8)分别代入各参数,所以主动锥齿轮强度合格。,所以从动锥齿轮强度合格。由式(10-25)得接触疲惫强度校核公式为:把
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