学士学位论文 第3章 差速器的设计
T0——差速器传递的转矩，取3440.72N·m
n——行星齿轮数目，n=2
??c?——支承面许用挤压应力，取98MPa
行星齿轮在轴上的支承长度L为：
L=1.1d=1.1×22mm=24.2mm
rd——行星齿轮支承面中点处到锥顶的距离， rd?0.5d2?0.4d2?32mm
'取L=24mm
3.4.2 差速器齿轮主要几何参数的计算
主要的几何尺寸参数见下表3.1
表3.1 半轴、行星齿轮主要参数
序号 1 2 3 计算公式 数值 11 20 4mm 注 释 行星齿轮齿数 Z1 Z2 半轴齿轮齿数 模数 m b2=(0.25～0.30)A0，4 b2?10m hg?1.6m 14mm 齿面宽 5 6 7 9 10 11 12 13 14 6.4mm 16° 7.203mm 90° 44mm 80mm 28.81° 61.19° 45.65mm 17
齿工作高 压力角 齿全高 轴交角? 行星齿轮分度圆直径 半轴齿轮分度圆直径 行星齿轮节锥角 半轴齿轮节锥角 节锥距 ? h?1.788m?0.051 ? d1?mz1 d2?mz2 ?1?arctanZ1Z2 ?2?90??1 A0?d12sin?1 学士学位论文 第3章 差速器的设计
15 t?3.1416m 12.57 周节 16 ????0.370??'h2??0.430?m 2.168mm 2??z2????????z1???' h1'?hg?h2半轴齿轮齿顶高 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 4.232mm 2.92mm 4.984mm 行星齿轮齿顶高 行星齿轮齿根高 半轴齿轮齿根高 径向间隙 行星齿轮齿根角 半轴齿轮齿根角 行星齿轮面锥角 半轴齿轮面锥角 行星齿轮根锥角 半轴齿轮根锥角 行星齿轮外缘直径 半轴齿轮外缘直径 行星齿轮节锥点至齿轮外缘距离 半轴齿轮节锥点至齿轮外缘距离 h1??1.788m?h1' ?' h2?1.788m?h2c?h?hg?0.188m?0.051 0.803mm ?1?arctanh1?A0 ??2?arctanh2A0 3.66o 6.23° 32.47° 67.42° 25.15° 54.96° 51.42mm 82.09mm 37.96mm 20.10mm ?01??1??1 ?02??2??2 ?R1??1??1 ?R2??2??2 d01?d1?2h1'cos?1 'd02?d2?2h2cos?2 d2?h1'sin?12 d'?02?1?h2sin?22 ?01? 3.5 普通锥齿轮式差速器齿轮强度计算
差速器锥齿轮相比普通直齿齿轮结构及尺寸比较复杂，相关部件的安置及优化往往会限制到齿轮的尺寸，锥齿轮所受载荷也比较大且复杂。同时，差速器锥齿轮的轮齿并不是时刻都在啮合，一般只有汽车转弯行驶或者由于车轮打滑等引起的滑转时，锥齿轮才处于相对啮合状态，起到真正的差速作用。为了提高轮齿的可靠性，一般还要对差速器锥齿轮
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学士学位论文 第3章 差速器的设计
进行弯曲强度计算。
轮齿弯曲应力为:
2?1032.22?0.69?1.1?103?w??10?MPa?828.81MPa
kvmb2d2Jn1?4?14?80?0.211?232Tckskm式中：
n——行星齿轮数，取n=2
J——综合系数，取J=0.211
b2——半轴齿轮齿宽，b2=14mm
d2——半轴齿轮大端的分度圆直径，d2=80mm
Tc——半轴齿轮计算转矩，Tc=0.6T0/n?=1032.22 N·m
ks、km、kv按照主减速器齿轮强度计算时所选用的系数值, 即尺寸系数 ks=0.69, 齿面载荷分配系数km=1.1, 质量系数kv=1.0
而根据相关文献，差速器齿轮的许用弯曲应力为[?w]=980MPa,而由上式求出的强度值小于许用值，即满足要求。
生产制造汽车差速器齿轮的材料与主减速器齿轮一样，基本上都是渗碳合金钢材料，该种材料能使齿轮具有表面硬、耐磨性和抗压性高、韧性好、耐冲击等优点，20CrMnMo和20CrMo等合金钢材料广泛用于制造差速器锥齿轮。
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学士学位论文 第4章 汽车主减速器及差速器的三维实体建模
4 汽车主减速器及差速器的三维实体建模
Creo软件是美国PTC公司于2010年10月推出的多功能CAD设计软件包。Creo囊括ProductView三维可视化技术、CoCreate直接建模技术和PTC Pro/Engineer参数化技术，是PTC公司下属的闪电计划所推出的第一个功能强大的产品，Creo 2.0是于2012年3月推出的。Creo 相当于一个集成了多个可相互操作的应用程序且可伸缩的功能套件，其功能覆盖面极广。Creo的设计理念可以广为多领域行业使用，因此，各领域的专业人士可以全方位参与产品的开发设计等。Creo含有多个独立的应用程序在二维和三维空间里建模，为分析研究、优化、可视化等方面都提供了新功能。Creo 交互性比较强，可以使得内外以及多方能同时共享数据。总之，Creo实用性很强，是很多应用型本科学校机械类学生必学软件之一。
Creo软件在三维建模方面很有优势，使用起来也更为方便，与AutoCAD三维绘制相比，绘图工具选项更丰富，使用起来更为人性化，修改尺寸等尤为方便。普通的拉伸、旋转等命令即可绘出一般实体的大致轮廓，再通过打孔等命令不断修正模型。与AutoCAD一样，Creo有倒圆角以及倒直角等命令，但其所包含的功能更为强大、更为快捷方便。当然，其还有螺纹修饰等优化功能，能将模型不断优化做到最完美，同时也可以完成各零部件的装配甚至还能通过正确约束实现运动仿真。此外，Creo还能进行曲面操作，通过扫描混合等命令绘出各种复杂曲面造型，其运用范围很为广泛，远不仅仅只用于机械行业。与一般设计软件一样，其可以与有限元分析软件实现端口连接、数据共享，从而更有利于实体模型的分析设计，所以应用广泛，使用者也较多。
该软件是的pro/e的升级版本，自然包含了pro/e的所有特点。归纳起来，其主要特点有：实体造型方便快捷、单一数据库及其全相关性、全面的参数化设计、可靠的特征造型、工程数据的再利用、数字化人体建模等。
4.1 主减速器的三维实体建模
4.1.1 主减速器三维建模分析与设计思路
主减速器螺旋锥齿轮主要采用参数化的建模思路，依靠参数进行相应的尺寸定义，尤其是画渐开线轮廓更需要借助相应的参数公式，这样可以建立一个模型以适应多种不同齿轮的建模，更能节省时间与精力，也便于修改；除齿轮的轮齿外其他零部件采用普通非参数化建模方法，主要采用旋转、拉伸、草绘、打孔、倒角等命令，毕竟对于简单的模型来说，非参数化建模更为方便直接，借助Creo的强大功能修改起来也不算太难。其中螺旋锥齿轮轮齿的建模分析步骤大致为：草绘创建基本线段；绘制齿轮几个基本圆；利用参数方程创建渐开线齿廓曲线；创建扫描混合的轨迹；创建扫描混合的截面；扫描混合出第一个轮齿；阵列创建出所有轮齿。
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学士学位论文 第4章 汽车主减速器及差速器的三维实体建模
4.1.2 主减速器螺旋锥齿轮的主要建模过程
（1）草绘创建基本线段
首先新建一个文件luoxuanzhuichilunda.prt,选取基本的平面创建草绘，通过直线等基本命令以及法向标注及各种尺寸、角度约束等能够大概画出下图4.1的草绘。
图4.1 草绘线段
（2）创建锥齿轮基本圆
以上面步骤中的草绘为参照，在关键交点处添加基准点，接着以建好的基准点为参照草绘出四个同心圆，大致结果如下图4.2所示。
图4.2 草绘基本圆
（3）创建渐开线齿廓曲线
首先需要根据上一步骤草绘创建的基准点及相关线段创建一个基准坐标系，注意坐标系方向的选取，然后开始进行绘制曲线操作，以前面建立的坐标系为笛卡尔基准坐标系，在相应窗口输入参数方程，该曲面所对应的参数方程如下：
r=435.78 theta=t*60
x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180
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