普通锥齿轮差速器设计

任务书设计题目：差速器的参数化设计1．设计的主要任务及目标（1）分析影响差速器结构参数的设计指标，完成差速器的设计步骤确定；（2）利用高级语言完成差速器参数化设计。

2．设计的基本要求和内容（1）完成对差速器的参数化设计设计并撰写设计说明书一份；（2）完成参数化设计软件一份；（3）完成差速器部件的三维建模和装配。

3．主要参考文献《机械设计》高等教育出版社《C++程序设计》清华大学出版社《汽车设计》机械工业出版社4．进度安排差速器的参数化设计摘要：直齿圆锥齿轮广泛的应用于汽车差速器上，由于其形状很复杂, 设计过程中需要计算的参数很多。

一般是先计算其相关参数, 然后在CAD软件中手工造型。

其设计过程复杂繁琐，重复性劳动太多，并且对于同一类型但尺寸不同的圆锥齿轮不能实现模型的自动更新。

如果对CAD软件进行二次开发, 编制专用的圆锥齿轮参数化设计系统则可以解决这个问题。

本设计选择采用UGNX软件，利用UG二次开发工具UG OPEN API和VC++联合开发了汽车差速器圆锥齿轮的参数化实体造型系统, 该系统能够根据输入的参数精确而快速地生成齿轮实体模型，大大提高了设计质量和设计效率。

关键词：差速器，直齿圆锥齿轮，UG，二次开发，参数化Parametric design of differentialAbstract：Straight bevel gears are widely used in differential,because its shape is very complicated,a lot of the design process.Is generally the first to related parameters,and then manually in the CAD softwaremodeling.The design process is complex,repetitive work too much,and t update the same type but sizes of bevel gear can not achieve model.If the two secondary development of CAD software,making the bevel gear parametri design system can solve this problem.This design uses UGNX software,parameterized solid modeling system using the UG two development tool UG OPENAPI and VC++ joint development of automobile differential bevel gear,the system canaccording to the input parameters accurately and quickly generate gear solid model,greatly improve the design quality and design efficiency.Keywords: Differential，Straight bevel gear，UG，Re-develop，Parametric目录1 前言 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究的目的以及研究内容 (1)1.3本课题研究的主要工作 (2)2 差速器参数化系统 (3)2.1系统开发软件简介 (3)2.1.1 UG软件简介 (3)2.1.2 VC++简介 (3)2.2 UG二次开发技术简介 (3)2.2.1 UG/OPEN API (4)2.2.2 UG OPEN UIStyler (4)3 差速器的设计 (6)3.1汽车差速器的功用及其分类 (6)3.2设计差速器的选型 (8)3.3设计初始数据的来源与依据 (8)3.4差速器结构分析简图 (8)3.4.1差速器结构方案图 (8)3.4.2差速器的结构分析 (9)3.4.3差速器的工作原理 (10)3.5差速器非标准零件的设计 (12)3.6锥齿轮最终设计方案 (15)3.7 差速器壳体的建模 (19)4 差速器的三维参数化建模 (20)4.1直齿锥齿轮的手工建模 (20)4.1.1直齿锥齿轮的建模思路 (20)4.1.2齿轮常用的齿形曲线—渐开线 (21)4.1.3渐开线的形成及其特性 (21)4.1.4绘制思路 (23)4.2绘制过程 (24)4.2.1建立渐开线齿廓曲线 (24)4.3差速器的整体模型 (27)4.4直齿锥齿轮的参数化建模 (28)4.4.1创建人机交互界面——对话框 (28)4.4.2 编写菜单文件 (29)4.5 创建应用程序框架 (30)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)1 前言1.1课题研究背景差速器作为传动系统的主要部件之一,主要安装在驱动桥内,其各构件的强度和力矩的分配,对车辆的转向性能、通过性和可靠性有决定性的影响。

普通锥齿轮差速器齿轮设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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第四节差速器设计汽车在行驶过程中，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短；左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。

这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。

为此，在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。

在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。

差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。

差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。

一、差速器结构形式选择(一)齿轮式差速器汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。

他又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等1．普通锥齿轮式差速器由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳可靠，所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱动桥中。

图5—19为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度；ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速度；To为差速器壳接受的转矩；T r为差速器的内摩擦力矩；T1、T2分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。

根据运动分析可得ω1+ω2＝2ω0 (5—23)显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。

根据力矩平衡可得T0T2T1T0T1-T2{=+= (5 - 24)差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定结合式(5—24)可得k )-0.5T0(1T1k )0.5T0(1T2{=+= (5 - 26)定义快慢转半轴的转矩比k b =T2/T1,则kb 与k 之间有kk -+=11kb kb k +-=11kb (5 - 27) 普通锥齿轮差速器的锁紧系数是一般为0．05～0．15，两半轴转矩比k b=1．11～1．35，这说明左、右半轴的转矩差别不大，故可以认为分配给两半轴的转矩大致相等，这样的分配比例对于在良好路面上行驶的汽车来说是合适的。

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致驱动桥间的功率循环，从而使传动系的载荷增大，损伤其零件，增加轮胎的磨损和燃料的消耗等，因此一些多桥驱动的汽车上也装了轴间差速器。

3.3.1差速器的结构型式选择差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。

差速器的结构型式有多种。

大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。

第4章差速器设计4.1 概述根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路的特征，为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。

4.2 差速器的作用差速器作用：分配两输出轴转矩，保证两输出轴有可能以不同角速度转动。

本次设计选用的普通锥齿轮式差速器结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。

4.3 对称式圆锥行星齿轮差速器设计中采用的普通对称式圆锥行星齿轮差速器（如图 4.1）由差速器左壳为整体式，图4.1 中央为普通对称式圆锥行星齿轮差速器2个半轴齿轮，4个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮以及行星齿轮垫片等组成。

由于其结构简单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等优点，所以本设计采用该结构。

由于差速器壳是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。

差速器的轮廓尺寸也受到从动齿及主动齿轮导向轴承支座的限制。

普通圆锥齿轮差速器的工作原理图，如图4.2所示。

图4.2 普通圆锥齿轮差速器的工作原理图4.3.1 差速器齿轮的基本参数选择（1）行星齿轮数目的选择 重型货车多用4个行星齿轮。

（2）行星齿轮球面半径B R （mm ）的确定 圆锥行星齿轮差速器的尺寸通常决定于行星齿轮背面的球面半径B R ，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，在一定程度上表征了差速器的强度。

球面半径可根据经验公式来确定：3j B B T K R =73.628～87.36（mm ） （4.1）圆整取B R =75mm式中：B K ——行星齿轮球面半径系数，2.52～2.99，对于有4个行星轮的公路载货汽车取小值，取2.99；B R 确定后，即根据下式预选其节锥距：0A =（0.98～0.99）B R =73.5～74.25mm 取74mm （4.2）（3）行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 为了得到较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少，但一般不应少于10。

对称式圆锥行星齿轮差速器的设计由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。

差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。

1.1.1差速器齿轮的基本参数的选择（1）行星齿轮数目的选择 载货汽车采用4个行星齿轮。

（2）行星齿轮球面半径B R 的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径B R ，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在一定程度上也表征了差速器的强度。

球面半径B R 可按如下的经验公式确定：3T K R B B = mm (3.3)式中：B K ——行星齿轮球面半径系数，可取2.52～2.99，对于有4个行星齿轮的载货汽车取小值；T ——计算转矩，取Tce 和Tcs 的较小值，N·m.根据上式B R =2.7=47.62mm 所以预选其节锥距A 0=48mm（3）行星齿轮与半轴齿轮的选择为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。

但一般不少于10。

半轴齿轮的齿数采用14～25，大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比z 1/z 2在1.5～2.0的范围内。

差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数L z 2，R z 2之和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，差速器将无法安装，即应满足的安装条件为：I nz z RL =+22 （3.4）式中：L z 2，R z 2——左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说，L z 2=R z 2n ——行星齿轮数目； I ——任意整数。

在此1z =11，2z =20 满足以上要求。

（4）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角1γ，2γ211arctanz z =γ=11arctan 20=28.81° 1γ=90°-2γ=61.19° 再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数mm=110sin 2γz A =220sin 2γz A =247.5sin 28.8111⨯︒=4.16mm 得11 4.1611d mz ==⨯=45.77mm 22mz d ==4.16×20=83.21mm （5）压力角α目前，汽车差速器的齿轮大都采用22.5°的压力角，齿高系数为0.8。

差速器设计说明设计摘要汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是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，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。

随着汽车技术的成熟，轻型车的不断普及，人们根据差速器使用目的的不同，设计出多种类型差速器。

与国外相比，我国的车用差速器开发设计不论在技术上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前兴起的三维软件设计方面，缺乏独立开发与创新能力，这样就造成设计手段落后，新产品上市周期慢，材料品质和工艺加工水平也存在很多弱点。

本文认真地分析了国内外驱动桥中差速器设计的现状及发展趋势，在论述汽车驱动桥的基本原理和运行机理的基础上，提炼出了在差速器设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等关键技术；阐述了汽车差速器的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了轻型车差速器总成及半轴的结构型式；轻型车差速器的结构设计强度计算运用了理论分析成果；最后运用CATIA软件对汽车差速器进行建模设计，提升了设计水平，缩短了开发周期，提高了产品质量，设计完全合理，达到了预期的目标。

关键词：驱动桥；差速器；半轴；结构设计；AbstractAutomobile driving axle is one of the main components of cars, its basic function is increased by the transmission shaft or directly by coming from torque, again will torque distribution to drive wheels, and make about driving wheel has about vehicle movement required differential function. Auto differential drive to meet internal, located in car wheel or when turning inside and outside two axles directly with different point of view, and transfer the rotating torque transmission torque in demand, according to the environment should be driving torque, improve the automatic assignment car through sex. Its quality, performance will have a direct impact on the security of the vehicle, economy, comfort and reliability.As car technology maturity, the increasing popularity of small, people of different purposes according to differential, the design gives a variety of types differential. Compared with foreign countries, China's automotive differential development design whether in technology, or in the cost control there are large gap, especially at present the rise of 3d software design, lack of independent development and innovation ability, thus causing design means backward, new products listed cycle slow, materials quality and craft processing level also has many weaknesses.This paper conscientiously analyzes the differential drive axle design at home and abroad in the present situation and development trend of automobile driven axle, this basic principle and operation mechanism, carry on the basis of the differential practiced a meet the design should be mastered in smooth and automobile driving through sexual, noise reduction technology application and parts of standardization, parts of generalization, serialization of products, and other key technology; Expounds the basic principle and automotive differential system analysis; According to economic, applicable, comfortable, safe and reliable design principles and analysis comparison, determine the small differential assembly and half shaft structure type; Small differential structure design strength calculation using theoretical analysis results; Finally using CATIA software modeling design of automotive differential, promoted design level, shorten the development cycle, improve the product quality, design completely reasonable, can achieve the desired goals.Key words：Differential mechanism；Differential gear；Planetary gear；Semiaxis；毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

机械与车辆学院《汽车设计》结课大作业（2014-2015学年第一学期）设计题目差速器的设计姓名吴少韩学号110403031001班级2011级车辆工程X班任课教师王思卓成绩目录一．传动方案的拟定.............................................................. - 2 -三、总体设计............................................................................ - 3 -(一)传动比的分配 ........................................................................(二)传动装置的运动和动力参数计算........................................四、传动零件的设计计算........................................................ - 4 -(一)主减速器齿轮设计 ............................ 错误！未定义书签。

(二)差速器齿轮的设计 ........................... 错误！未定义书签。

五、差速器的基本参数选择、设计与计算 (12)六、半轴的设计 (18)七、滚动轴承的选择 (21)八、差速器壳体的设计 (21)九、本次课程设计的感受 (22)十、参考资料 (24)二.传动方案的拟定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-差速器右壳三、总体设计 (1)传动比的分配一档变比64.31=i ：主传动比：55.30=i总传动比：922.1255.364.3i i 01=⨯=⨯=i总（2）传动装置的运动和动力参数计算主减速器主动锥齿轮所传递的扭矩m .216.48996.064.314010M N M i =⨯⨯==η 主减速器从动锥齿轮所传递的扭矩：m .717.173696.0922.12140MN M i =⨯⨯==η总差速器转矩比为24.1=S24.1==S M M SB（1） m N M M M S B .717.17360==+（2）联立两式得m N M s .32.775=，m N M B .40.961= 取m N M B .40.961=为半轴齿轮所接收的转矩主减速器主动锥齿轮转速min /26.123664.34500/1r i n n ===主 半轴齿轮转速rmp i n n 24.348922.12/4500/0===总 由差速器原理知0212n n n =+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rmp n 48.69620= 则当车辆转向时，半轴齿轮最大转速rmp n 48.696max =，最大转矩m N M .40.961max =表1 传动装置和动力参数 名称转速n/（1min r -⋅）扭距/m N ⋅传动比/i发动机最大扭矩/转速 M.max4500 1401I 挡4500 1403.64主减速器主动锥齿轮 1236.26 489.2163.55主减速器从动锥齿轮 348.24 1736.717半轴齿轮696.48 961.40四、传动零件的设计注: 注:本计算采用西北工业大学编《机械设计》（第八版）讲述的计算方法。

第四节差速器设计汽车在行驶过程中，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，如转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短；左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。

这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。

为此，在驱动桥的左、右车轮间都装有轮间差速器。

在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。

差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。

差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。

一、差速器结构形式选择(一)齿轮式差速器汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。

他又可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器等1．普通锥齿轮式差速器由于普通锥齿轮式差速器结构简单、工作平稳可靠，所以广泛应用于一般使用条件的汽车驱动桥中。

图5—19为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度；ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速度；为差速器的内摩擦力矩；T1、T2分别为左、右两半轴To为差速器壳接受的转矩；Tr对差速器的反转矩。

根据运动分析可得ω1+ω2＝2ω0(5—23)显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。

根据力矩平衡可得T0T2T1T0T1-T2{=+= (5 - 24)差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定结合式(5—24)可得k )-0.5T0(1T1k )0.5T0(1T2{=+= (5 - 26)定义快慢转半轴的转矩比k b =T2/T1,则kb 与k 之间有kk -+=11kb kbk +-=11kb (5 - 27)普通锥齿轮差速器的锁紧系数是一般为0．05～0．15，两半轴转矩比k b=1．11～1．35，这说明左、右半轴的转矩差别不大，故可以认为分配给两半轴的转矩大致相等，这样的分配比例对于在良好路面上行驶的汽车来说是合适的。

普通锥齿轮差速器设计一、工作原理：普通锥齿轮差速器由两对锥齿轮组成，分别为主锥齿轮和从锥齿轮。

主锥齿轮固定在输入轴上，从锥齿轮固定在输出轴上。

主锥齿轮和从锥齿轮的齿轮比为1:1、当输入轴旋转时，主锥齿轮驱动从锥齿轮旋转。

由于主锥齿轮和从锥齿轮齿轮比相同，所以两根轴的转速相同。

当主锥齿轮和从锥齿轮处于同心位置时，两根轴转速相等。

当主锥齿轮和从锥齿轮相对转动时，由于锥齿轮的特殊结构，两根轴的转速差异会导致主从锥齿轮之间发生齿合行程的变化。

当主锥齿轮相对静止时，从锥齿轮的齿轮轴承只会受到静摩擦力的作用，此时差速器无功转矩输出。

当主锥齿轮发生旋转时，主从锥齿轮之间的齿合行程会发生变化，从锥齿轮的齿轮轴承将受到动摩擦力的作用。

通过调节齿轮轴承的摩擦力大小，可以实现两根轴的差速传动。

二、设计考虑因素：1.工作负载：差速器的工作负载将决定锥齿轮的大小和材料选择。

大负载通常需要较大尺寸和更坚固的材质。

2.工作环境：差速器在各种工作环境中工作，这包括高温、低温、潮湿和腐蚀等条件。

要选择适合的润滑材料和密封方案，以确保差速器的长期可靠性。

3.传动效率：设计时需要考虑减小传动损失，提高传动效率。

通过选择合适的材料、优化齿形、减小间隙等方式进行优化。

4.运行平稳性：设计时需要考虑减小噪声和振动，提高运行的平稳性。

通过减小齿轮加工误差、增加润滑剂的质量等方式进行优化。

5.可靠性：差速器设计需要考虑长期使用的可靠性，防止故障和损坏。

通过合理的结构设计、优质的材料选择、严格的工艺和质量控制等方式提高可靠性。

三、锥齿轮差速器设计步骤：1.选择合适的齿轮材料，通常为优质的合金钢材料，根据负载和工作环境选择齿轮材料。

2.根据负载和转矩计算齿轮尺寸，包括模数、齿数等参数。

使用专业软件进行设计计算。

3.优化齿形，通过选择合适的齿形和加工工艺，减小齿轮啮合时的噪声和振动。

4.设计合适的润滑系统，保证齿轮和轴承的润滑，减小摩擦和磨损。

5.进行传动效率分析，通过模拟计算和实验验证，优化传动效率。

毕业设计说明书（论文）作者: 学号：1101504109学院: 交通工程学院专业: 车辆工程题目: 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 月目录1 绪论 ............................................. 错误!未定义书签。

1.1背景和意义...................................... 错误!未定义书签。

1.2汽车锥齿轮式差速器的概述 (1)1.2.1汽车锥齿轮式差速器的差速原理 (2)1.3 本文研究的容 ................................... 错误!未定义书签。

2 锥齿轮式差速器参数的计算、强度校核和材料选择 (4)2.1 初始数据的来源与依据 (4)2.2 锥齿轮式差速器齿轮参数的确定 ................... 错误!未定义书签。

2.3 差速器齿轮的几何计算图表 ....................... 错误!未定义书签。

2.4 锥齿轮式差速器齿轮材料的选择 ................... 错误!未定义书签。

2.5 差速器齿轮的强度计算 ........................... 错误!未定义书签。

2.6 半轴直径的初选及强度计算 (11)2.7 半轴花键的计算 (11)2.8 十字轴的计算 (12)3 锥齿轮式差速器的实体建模 ......................... 错误!未定义书签。

3.1 建模工具的选择 ................................. 错误!未定义书签。

3.2 锥齿轮式差速器建模的过程 ....................... 错误!未定义书签。

3.2.1 一些零件的建模过程 ........................... 错误!未定义书签。

4 锥齿轮式差速器的虚拟装配 ......................... 错误!未定义书签。

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。

如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。

这不仅会加剧轮胎的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，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，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；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。

差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。

差速器按其结构特征不同有多种形式，在此设计普通对称式锥齿轮差速器。

2 对称式锥齿轮差速器的差速原理图2-1 差速器差速原理如图2-1所示，对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。

一种普通差速器的设计方法引言差速器是一种常见的机械装置，主要用于将动力从引擎传输到车轮，并使车辆在转弯时能够平稳行驶。

本文将介绍一种普通差速器的设计方法，旨在提供一个简单而有效的设计方案。

差速器的原理差速器可以通过两个功能进行设计：传动和差速。

传动功能通过齿轮的配置将引擎动力传输到车轮上，而差速功能则确保在转弯时内外两个车轮能够按照不同的速度旋转。

差速器由三个主要部分组成：输入轴、输出轴和差速齿轮。

输入轴连接到引擎，输出轴连接到车轮，而差速齿轮则连接了两个轴。

当车辆直行时，差速齿轮以相同的速度旋转。

然而，在转弯时，差速齿轮会使内外两个轴以不同的速度旋转，从而允许车辆以更平稳的方式行驶。

差速器的设计步骤一：确定差速比差速比是差速器传动功能的关键参数，它决定了内外两个轮子的旋转速度之间的差异。

差速比可以根据车辆的需求进行调整，以便在转弯时能够更好地抓地。

步骤二：确定齿轮参数齿轮是差速器的核心组成部分，它们的尺寸和配置对差速器的性能有直接影响。

通过计算传动比和差速比，可以确定齿轮的齿数、模数和齿轮轴的距离等参数。

步骤三：绘制设计图根据齿轮参数，可以使用计算机辅助设计（CAD）软件或手绘设计图来绘制差速器的具体设计。

设计图应包括齿轮的位置、尺寸和连接方式等信息。

步骤四：制造差速器根据设计图制造差速器的零部件。

常见的材料包括钢和铝合金，应根据差速器所承受的负载和应力来选择合适的材料。

步骤五：安装和测试将差速器安装到车辆中，并进行相应的调试和测试。

确保差速器能够有效传动动力，并在转弯时平稳工作。

结论本文介绍了一种普通差速器的设计方法。

从确定差速比到绘制设计图，再到制造和测试，这些步骤共同构成了差速器的设计过程。

通过正确的参数选择和材料制造，我们可以设计出一个高效而可靠的差速器来满足车辆在转弯时的需求。

差速器的设计是一个关键的工程设计领域，它涉及材料科学、机械设计和动力学等多个学科的知识。

希望本文的介绍能为差速器设计提供一些启示和指导。

第一章绪论汽车行驶时,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、轮胎符合、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、右车轮行程不等。

如果驱动桥的左、右、车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上滑移或滑转。

这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，汽车左、右驱动轮间都装有轮间差速器，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；在多桥驱动汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷，使传动系零件损坏、轮胎磨损和增加燃料消耗等。

差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。

差速器按其结构特征不同，分为齿轮、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。

本次设计选择的是对称锥齿轮式差速器中的普通锥齿轮式差速器。

第二章 普通锥齿轮差速器基本原理普通锥齿轮差速器由于结构简单、工作平稳可靠，一直广泛用于一般使用条件下的汽车驱动桥中。

图2-1为其示意图，图中ω0为差速器壳的角速度； ω1、ω2分别为左、右两半轴的角速 度；To 为差速器壳接受的转矩；T r 为 差速器的内摩擦力矩；T 1、T 2分别为左、右两半轴对差速器的反转矩。

图2-1 普通锥齿轮式差速器示意图根据运动分析可得ω1+ω2＝2ω0 (2 - 1)显然，当一侧半轴不转时，另一侧半轴将以两倍的差速器壳体角速度旋转；当差速器壳体不转时，左右半轴将等速反向旋转。

根据力矩平衡可得T0T2T1T0T1-T2{=+= (2 - 2)差速器性能常以锁紧系数k 是来表征，定义为差速器的内摩擦力矩与差速器壳接受的转矩之比，由下式确定K=r T /0T (2 - 3) 结合式(5—24)可得k ) -0.5T0(1T1k )0.5T0(1T2{=+= (2 - 4)定义快慢转半轴的转矩比kb=T2/T1,则kb 与k 之间有kk-+=11kb kb k +-=11kb (2 - 5)普通锥齿轮差速器的锁紧系数是一般为0．05～0．15，两半轴转矩比kb=1．11～1．35，这说明左、右半轴的转矩差别不大，故可以认为分配给两半轴的转矩大致相等，这样的分配比例对于在良好路面上行驶的汽车来说是合适的。

目录1 前言 (1)1.1差速器的概述 (1)1.2差速器的种类及工作原理 (2)1.2.1普通圆锥齿轮差速器及工作原理 (2)1.2.2抗滑差速器及工作原理 (5)1.3 本课题研究的内容 (6)2 奔驰S600Pullman差速器选型 (7)2.1引言 (7)2.2三种差速器的性能比较 (7)2.2.1牵引特性 (8)2.2.2动力特性 (8)2.2.3受力状况 (8)2.2.4驱动轮的磨损 (8)2.2.5通过性能 (9)2.2.6工艺性能 (9)2.3 奔驰S600Pullman差速器的选型 (9)2.4对称式圆锥行星齿轮差速器的结构 (9)2.5对称式圆锥行星齿轮差速器的工作原理 (10)3 差速器的基本参数的选择和设计计算 (12)3.1行星齿轮差速器的确定 (12)3.1.1行星齿轮数目的选择 (12)3.1.2行星齿轮球面半径R的确定 (12)B3.1.3预选其节锥距 (12)3.1.4行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择 (12)3.1.5行星齿轮节锥角γ (12)3.1.6模数m及节圆直径d的计算 (13)3.1.7压力角α (13)3.1.8行星齿轮安装孔直径 及其深度L的确定 (13)3.2差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算 (13)3.3差速器直齿锥齿轮的强度计算........ 错误！未定义书签。

3.4差速器齿轮的材料.................. 错误！未定义书签。

3.5行星齿轮跟半轴齿轮的图形.......... 错误！未定义书签。

3.6从动轮与差速器壳联接螺栓计算...... 错误！未定义书签。

3.7十字轴的强度校核.................. 错误！未定义书签。

4 差速器的三维设计.................. 错误！未定义书签。

4.1汽车差速器主要零部件的造型设计.... 错误！未定义书签。

4.1.1行星齿轮建模................. 错误！未定义书签。

目录摘要 ............................................................................................................................................. ABSTRACT (I)1 引言 01.1 差速器的作用 01.2 差速器的工作原理 01.3 差速器的方案选择及结构分析 (3)1.3.1 差速器的方案选择 (4)1.3.2 差速器的结构分析 (4)2 差速器齿轮的设计 (6)2.1 差速器设计初始数据的来源与依据 (6)2.2 差速器齿轮的基本参数的选择 (6)2.3 差速器齿轮的几何尺寸计算 (10)2.3.1 差速器直齿锥齿轮的几何参数 (10)2.3.2 差速器齿轮的材料选用 (13)2.3.3 差速器齿轮的强度计算 (13)3 差速器行星齿轮轴的设计计算 (15)3.1 行星齿轮轴的分类及选用 (15)3.2 行星齿轮轴的尺寸设计 (15)3.3 行星齿轮轴材料的选择 (15)3.4 差速器垫圈的设计计算 (16)3.4.1 半轴齿轮平垫圈的尺寸设计 (16)3.4.2 行星齿轮球面垫圈的尺寸设计 (16)4 差速器标准零件的选用 (18)4.1 螺栓的选用和螺栓的材料 (18)4.2 螺母的选用和螺母的材料 (18)4.3 差速器轴承的选用 (18)4.4 十字轴键的选用 (18)4.5 差速器壳体设计 (18)5 差速器总成的装配和调整 (20)5.1 差速器总成的装配 (20)5.2 差速器总成的装配 (20)结束语 (21)参考文献 (23)附录 (25)解放CA1092型汽车差速器的设计摘要文章首先根据差速器的结构和工作原理，对差速器的设计方案选择作出了选择，最终确定选择差速器的类型为对称式圆锥行星齿轮差速器。

本文参照传统差速器的设计方法进行了解放CA1092型载货汽车差速器的设计,根据经验公式进行计算，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，然后对差速器齿轮的强度进行设计计算和校核，进行一些标准件的选用和非标准件的设计，继而根据装配关系设计差速器壳体。

圆锥齿轮减速器课程设计在我们日常生活中，机械的存在就像空气一样，虽不易察觉，却无处不在。

今天咱们聊聊圆锥齿轮减速器，听名字就觉得有点高大上对吧？但其实它就像你身边的好朋友，默默无闻地帮你解决问题。

想想看，咱们骑自行车的时候，那个飞快的车轮转动，背后可少不了这些小家伙的贡献。

它们就像是齿轮世界的搬运工，把大转速变成了小转速，轻松带动机器转起来。

你知道圆锥齿轮是什么吗？那就像两只小三角形在欢快地握手。

一个是主动齿轮，一个是从动齿轮，它们相互啮合，帮助我们改变转动的方向。

简单来说，就是你想转弯，但又不想原地打转，它们就能让你顺利过弯，轻松上路。

这个设计可真是绝妙，聪明得像个小狐狸。

想当年，设计师可真是费尽心思，为了让它们转得更顺畅，找到了各种形状和角度的组合。

嘿，像拼图一样，找对了位置，一切就能顺利进行。

别看它们外表简单，实际上，里面的学问可不少。

比如，材料的选择就是个大学问。

用得不好，可能转几圈就报废了。

你想，像塑料做的齿轮，转得快了，没几下就融化了，那就尴尬了。

要是用上好的合金，既耐磨又坚固，保你用得顺心如意。

就像选朋友，得找那些靠谱的，这样才能一起经历风雨，走得更远。

再说了，装配的时候也是门学问呢。

想想，像拼乐高一样，得把每个齿轮都放到恰到好处的位置。

稍微偏了点，可能就会造成噪音，甚至是卡住。

真是心累呀，做个减速器可不比玩拼图简单。

工程师们可是下了不少功夫，反复调试，保证每一个细节都无可挑剔。

这就像是修理一个老旧的钟表，每一个齿轮都必须精确运转，才能保证整体效果。

在维修这些小家伙的时候，会发现一些让人哭笑不得的事情。

比如，有些机器因为使用不当，导致齿轮磨损严重，像个老爷爷一样，看起来疲惫不堪。

这时候你就得用心去呵护它们，轻轻拆开，仔细检查，给它们换上新衣服，像给朋友换发型一样，让它们焕然一新。

这样，它们又能重拾昔日的风采，继续为你服务。

说到维护，不得不提润滑油。

没有它们，齿轮就像口渴的骆驼，转动起来干涩得很。

学号******** 成绩课程设计说明书设计名称差速器的设计设计时间 2009年4-6月系别机电工程系专业汽车服务工程班级 07级14班姓名罗毅鉴指导教师宋玉林2010 年4 月 20日目录一、设计任务书........................................................................ - 2 -二. 传动方案的拟定................................................................ - 3 -三、总体设计............................................................................ - 4 -(一)传动比的分配 ........................................................................(二)传动装置的运动和动力参数计算........................................四、传动零件的设计计算........................................................ - 5 -(一)主减速器齿轮设计 ............................... 错误!未定义书签。

(二)差速器齿轮的设计 .............................. 错误!未定义书签。

五、半轴的计算与校核.......................................................... - 19 -(一)半轴计算转矩T及杆部直径...... 错误!未定义书签。

(二)全浮式半轴强度校核计算 .................. 错误!未定义书签。

汽车差速器圆锥齿轮的造型郭建华;曾虎;黄跃【摘要】一、圆锥齿轮的成形原理rn图1直齿圆锥齿轮成形原理图2行星齿轮的球面半径图3节锥角rn直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成如图l，圆平面S（发生面）与基网锥相切于OP，圆平面的圆心与锥顶0重合，圆平面的半径R与基圆锥的锥距R相等。

当圆平面s绕基圆锥作纯滚动时，该平面上的任意一点B将在空间展出一条渐开线AB，因渐开线AB上任意一点到锥顶的距离均为R，故该渐开线必在以0为球心、锥距R为半径的球面上，称为球面渐开线。

由于球面渐开线的参数方程比较复杂，在实际生产过程中，通常都采用近似方法制造圆锥齿轮，下面介绍圆锥齿轮的一种造型方法与步骤。

【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】2页(P47-48)【关键词】圆锥齿轮;造型方法;差速器;球面渐开线;球面半径;汽车;成形原理;行星齿轮【作者】郭建华;曾虎;黄跃【作者单位】江西省机械高级技工学校;江西机电职业技术学院;江西机电职业技术学院【正文语种】中文【中图分类】O174.52一、圆锥齿轮的成形原理图1 直齿圆锥齿轮成形原理图2 行星齿轮的球面半径图3节锥角直齿圆锥齿轮齿廓曲面的形成如图1，圆平面S（发生面）与基圆锥相切于OP，圆平面的圆心与锥顶O重合，圆平面的半径R与基圆锥的锥距R相等。

当圆平面S绕基圆锥作纯滚动时，该平面上的任意一点B将在空间展出一条渐开线AB，因渐开线AB上任意一点到锥顶的距离均为R，故该渐开线必在以O为球心、锥距R 为半径的球面上，称为球面渐开线。

由于球面渐开线的参数方程比较复杂，在实际生产过程中，通常都采用近似方法制造圆锥齿轮，下面介绍圆锥齿轮的一种造型方法与步骤。

二、差速器齿轮主要参数过去汽车差速器都采用压力角为20、齿高系数为1的格里森制齿形，目前大都采用压力角为22.5、齿高系数为0.8的等顶隙收缩齿，本文行星齿轮Z7、半轴齿轮Z8的具体参数如表1，结构如图2、图3。