1、本科毕业论文（20 届）驱动桥差速器的设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 驱动桥差速器的设计 1课题意义及目标。 通过毕业设计，能够对机械传动的原理及差速器的结构有深刻的理解和掌握，对设计规范、计算方法及设计思想等内容有一定的了解，为学生在毕业后能尽快适应所从事的工作奠定一些基础。2主要任务1.确定叉车驱动桥差速器的结构形式，并进行必要的设计计算。2.绘制叉车驱动桥差速器装配图及零件图。3.
2、编写设计说明书一本4.电子资料一份。附：1.车型：3 吨叉车；2.空载质量：5400kg3.满载质量：8400kg4.轮距：前 20%；5.最高车速：20km/h 最大爬坡度：3000；6.传动系最小传动比：19.2； 主减速器传动比：6；轮边传动比：2；7.最大起升高度：2000mm ；8.载荷中心：500；9.自由起升高度：155；10.最大转速：3700；3主要参考资料1 刘惟信 编着.叉车车桥设计 .北京：清华大学出版社，20042 徐颢 主编 .机械设计手册（第 3，4 卷）.北京：机械工业出版社，19913 吉林大学 王望予 主编.叉车设计(第四版).北京:机械工业出版社，2004
3、4 吉林大学 陈家瑞 主编.叉车构造(下册).北京:机械工业出版社，20055 朱孝录 主编.齿轮传动设计手册.北京：化学工业出版社，20056 邱宣怀 主编.机械设计.北京：高等教育出版社，19977 廖念钊等编 .互换性与技术测量（第四版）.北京：中国计量出版社，20008 王明珠 主编 .工程制图学及计算机绘图 .北京：国防工业出版社，19984进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 收集资料、完成开题报告 2014-12-20 至 2014-12-302 差速器设计 2015-03-03 至 2015-04-133 驱动半轴设计 2015-04-14 至 2015-05-044 完善
4、设计内容、完成设计说明书 2015-05-05 至 2015-06-015 准备答辩 2015-06-02 至 2015-06-15审核人： 年 月 日I摘要摘 要：本次毕业设计主要是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的设计计算，同时也介绍了差速器的发展现状和差速器的种类，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，因此对差速器的机构和作用有了更透彻的了解，通过利用 Proe 软件对差速器进行建模工作，也让我学习方面得到了提高。关键词：半轴、差速器、齿轮结构AbstractAbstract： The d
5、esign 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
6、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.differential through the use of CATIA software modeling
7、also let me in the field of learning has Been improved. Keyword： axle，differential ，gear struckII目录1 前言.11.1 本课题研究内容和意义.11.2 国内外发展状况.21.2.1 国外差速器生产企业的研究现状.21.2.2 我国差速器行业市场的发展以及研究现状.21.3 差速器的功能及其分类.31.4 本课题达到的要求.42 主要任务.43 驱动桥设计要求.54 差速器的设计.54.1 对称型圆锥齿轮差速器的差速原理.64.2 对称型圆锥齿轮差速器的结构.94.3 对称型圆锥齿轮差速器的设计.1
8、04.3.1 差速器齿轮基本参数的选择.104.3.2 差速器齿轮的基本计算.144.3.3 差速器齿轮的强度计算.165 驱动半轴的设计.185.1 结构形式分析.185.2 全浮式半轴计算载荷的确定.215.3 全浮式半轴杆部直径的初选.225.4 半轴花键的强度计算.225.5 全浮式半轴的强度计算. .236 驱动桥壳的设计.246.1 铸造整体式桥壳的结构.256.2 桥壳的受力分析和强度计算.266.3 轮边的设计.277 小结.298 参考文献.2911.前言1.1 本课题研究内容和意义汽车行业发展初期，法国雷诺汽车公司的创始人雷诺发明了汽车差速器，汽车差速器作为汽车必不可少的部
9、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。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 年开始的全球经融危机又让汽车产业在危急中有了发展的机遇，在世界各处都有广泛的市场。叉车驱动桥位于传动系的前端。其基本功用是增扭、降速和改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反
10、作用力矩等。叉车驱动桥位于传动系的前端。其基本功用是增扭、降速和改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其基本的功能室增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能，汽车差速器位于驱动桥内部，为满足汽车转弯时内外侧车轮或两驱动桥直接以不同角度旋转，并传递扭矩的需求，在传递扭矩时应能够根据行驶的环境自动分配扭矩，提高了汽车通过性，其质量，性能的好坏直接
11、影响整车的安全性，经济性，舒适性，可靠性。汽车差速器是驱动桥的主件。它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。1.2 国内外发展状况2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生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
12、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琐式差速器，他的工作原理与其他差速器的不同之处在于当一侧轮子打滑时，普通开式差速器几乎不能提供任何有效扭矩给车辆，而伊顿公司的琐式差速器则可以在发现车轮打滑，锁定动力传递百分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，两驱车在装有伊顿琐式差速器后，越野性能及通过
13、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，伊顿琐式差速器会马上锁住动力，并能全部动力转移到另一有附着力的轮子，使车子依然能正常向前或向后行驶，毫无疑问，更强的越野性和安全性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目前来看，我国差速器行业已经顺利完成了由小到大的转变，正处于有大变强的发展阶段，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行业的关注越来越密切，这就使汽车
14、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，目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3能多样的差速器，如：；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。1.3 差速器的功能及其分类差速器的功能是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，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面间做纯滚动运动。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侧车轮，汽车在不平的路面行驶时，由于路面波
15、形不同也会造成两侧车轮滚过的路程误差等因素的影响，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、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免的会产生驱动桥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4差速器，称为轮间差速器，在两轴见分配转矩，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
16、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，如：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。1.4 本课题达到的要求设计驱动桥时应当满足如下基本要求：1.选择适当的主减速比，以保证叉车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。2.外廓尺寸小，保证叉车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。3.齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。4.在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。5.具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，减少不平路面的冲击载荷，提高叉车的平顺性。6.结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为非断开式驱动桥和断开式驱动 桥两大类。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥，称为非独 立悬架驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥，称为独立悬架驱动桥。2.主要任务1.确定叉车驱动桥差速器的结构形式，并进行必要的设计计算。2.绘制叉车驱动桥差速器装配图及零件图。3.编写设计说明书一本4.电子资料一份
